Βιοαποικοδομήσιμο σύστημα ελεγχόμενης αποδέσμευσης ακετονικής τριαμσινολόνης για διασκληρική χορήγηση: in vitro μελέτη

Abstract

Triamcinolone Acetonide (TA) is a synthetic glucocorticoid, which has been widely used to treat a number of inflammatory and vascular and/or exudative diseases of the eye, administered via a peribulbar, sub-tenon or intravitreal injection. Unfortunately, it has a limited half-life and thus repeated injections are often required to establish a prolonged effect. This increases the rate of complications, which are related to the drug itself as well as to the administration route. Study Purpose: To develop scleral controlled-release-systems of Triamcinolone Acetonide based on biodegradable Poly[lactide] (PLA) and evaluate their in vitro/ex vivo properties with regard to their possible application for the prolonged transscleral delivery of TA. Materials and Methods: PLA microspheres containing TA were prepared by a single or double emulsification-solvent evaporation method. Morphology, size, effect of drug input and method of microsphere preparation on drug loading, and in vitro TA release of the microspheres were investigated. Tablets consisting of blank PLA-microspheres and TA (weight ratios of 1:1, 2:1, and 4:1, respectively) were developed and their release profile of TA in vitro was evaluated. The in vitro transscleral diffusion profile was evaluated by placing a PLA-TA (1:1) tablet in a donor chamber and measuring the TA concentration in a receptor chamber. Donor and receptor chambers were separated by rabbit sclera. Two cadaver rabbit eyes received a 1:1 PLA-TA tablet episclerally, which was covered by a scleral patch. TA aqueous humor and vitreous concentrations were measured 5, 10, and 20 days post implantation. Results: Microsphere average diameter was 2 μm. The double emulsification method and increasing drug input led to an increase in microsphere drug loading and encapsulation. Sustained release of TA over several days from the microspheres in vitro was observed, with the rate of release being affected by their TA content. TA exhibited sustained release profile from the PLA-TA tablets, with the rate of release being affected by the PLA:TA ratio. TA could cross the sclera tissue in vitro, with approximately 21% of the initial drug in the donor compartment having diffused through the sclera in 45 days. Following scleral administration of the PLA-TA tablets, TA accumulated in the vitreous and aqueous humor of cadaver eyes. Conclusions: The PLA-TA microspheres and tablets developed in this study provide a sustained and controlled release of TA, provide the advantages of established biodegradability and biocompatibility of the PLA polymer, demonstrate flexibility concerning their TA release rate and total TA dosage and are easy to surgically manipulate. These systems appear promising for the controlled transscleral delivery of TA and justify further investigation.

Η Ακετονική Τριαμσινολόνη είναι ένα συνθετικό γλυκοκορτικοειδές το οποίο έχει ευρέως χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία ενός αριθμού φλεγμονωδών και αγγειακών/εξιδρωματικών παθήσεων του οφθαλμού, χορηγούμενη υπό μορφή ένεσης παραβόλβια, υποτενόνια ή ενδοϋαλοειδικά. Δυστυχώς έχει περιορισμένο χρόνο ημιζωής με συνέπεια να είναι συχνά αναγκαίες επανειλημμένες ενέσεις για να επιτευχθεί παρατεταμένη δράση. Αυτό αυξάνει τη συχνότητα των επιπλοκών, οι οποίες σχετίζονται τόσο με το ίδιο το φάρμακο όσο και με την οδό χορήγησης. Σκοπός της μελέτης: Η παρασκευή σκληρικών συστημάτων ελεγχόμενης αποδέσμευσης Ακετονικής Τριαμσινολόνης βασιζόμενα στο βιοδιασπόμενο πολυμερές Πόλυ[γαλακτικό] (PLA) και η αξιολόγηση των in vitro/ex vivo χαρακτηριστικών τους σε σχέση με τη δυνητική χρήση τους για παρατεταμένη διασκληρική χορήγηση ΤΑ. Υλικό και Μέθοδος: Μικροσφαίρες ΡLΑ που περιείχαν ΤΑ παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο του απλού και του διπλού γαλακτώματος. Εξετάστηκαν η μορφολογία τους, το μέγεθός τους, η επίδραση της αρχικής ποσότητας ΤΑ και της μεθόδου παρασκευής στη φόρτιση των μικροσφαιρών καθώς και η in vitro αποδέσμευση ΤΑ από αυτές. Παρασκευάστηκαν δισκία αποτελούμενα από μικροσφαίρες καθαρού PLA και ΤΑ (με αναλογία βάρους 1:1, 2:1 και 4:1 αντίστοιχα) και εξετάστηκε η in vitro καμπύλη αποδέσμευσης ΤΑ από αυτά. Αξιολογήθηκε η καμπύλη διασκληρικής διάχυσης in vitro τοποθετώντας ένα δισκίο αναλογίας ΡLΑ:ΤΑ=1:1 σε ένα δοχείο δότη και μετρώντας τη συγκέντρωση ΤΑ σε δοχείο δέκτη. Το δοχείο δότης και το δοχείο δέκτης διαχωρίζονταν διαμέσου ενός τμήματος σκληρού χιτώνα κουνελιού. Σε δύο πτωματικούς οφθαλμούς κουνελιών τοποθετήθηκε επισκληρικά ένα δισκίο 1:1 PLA-TA και καλύφθηκε με ένα σκληρικό μόσχευμα. Η συγκέντρωση της ΤΑ στο υδατοειδές υγρό και στο υαλοειδές μετρήθηκε 5, 10 και 20 ημέρες μετά από την ένθεση. Αποτελέσματα: Η μέση διάμετρος των μικροσφαιρών ήταν 2 μm. Η μέθοδος του διπλού γαλακτώματος καθώς και η αύξηση της αρχικής ποσότητας του φαρμάκου οδήγησε στην αύξηση της τιμής φόρτισης και ενκαψακίωσης των μικροσφαιρών. Παρατηρήθηκε παρατεταμένη για αρκετές μέρες αποδέσμευση ΤΑ από τις μικροσφαίρες, με το ρυθμό αποδέσμευσης να εξαρτάται από την περιεκτικότητά τους σε ΤΑ. Η ΤΑ αποδεσμευόμενη από δισκία PLA-TA παρουσίασε παρατεταμένη αποδέσμευση, με το ρυθμό της να εξαρτάται από το λόγο ΡLA:ΤΑ. Η ΤΑ μπόρεσε να διαπεράσει το σκληρό χιτώνα με περίπου 21% του φαρμάκου στο δοχείο δότη να έχει διαχυθεί διαμέσου του σκληρού χιτώνα μετά από 45 ημέρες. Μετά από σκληρική χορήγηση η ΤΑ εμφάνισε συγκεντρώσεις στο υδατοειδές υγρό και στο υαλοειδές σε πτωματικούς οφθαλμούς. Συμπεράσματα: Οι μικροσφαίρες και τα δισκία PLA-TA που αναπτύχθηκαν σε αυτήν τη μελέτη παρουσιάζουν παρατεταμένη και ελεγχόμενη αποδέσμευση ΤΑ, έχουν τα πλεονεκτήματα της καθιερωμένης βιοαποικοδομησιμότητας και βιοσυμβατότητας του πολυμερούς PLA, παρέχουν ευελιξία ως προς το ρυθμό αποδέσμευσης και τη συνολική δόση ΤΑ και παρουσιάζουν ευκολία στους χειρουργικούς χειρισμούς. Αυτά τα συστήματα φαίνεται να είναι υποσχόμενα για την ελεγχόμενη διασκληρική χορήγηση ΤΑ και δικαιολογείται η περαιτέρω μελέτη τους.