Ανάπτυξη λιποσωμικών μορφών μη-στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (ΜΣΑΦ) για οφθαλμική χορήγηση

Abstract

Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are cyclooxygenase (an enzyme that is involved in the metabolism of arachidonic acid into prostaglandins) inhibitors, and therefore, they inhibit the onset of inflammation. In ophthalmology, they are mainly used as eyedrops for topical administration, for therapy of inflammation, such as post-operative macular edema, without always providing the desired efficacy. Their intravitreal use has been tested in recent years for the cystic edema related with various types of macular degeneration, such as postoperative, diabetic, uveitis, with interesting results. Intravitreal (IVT) administration is known to provide significantly higher drug levels in the retina (compared to topical or systemic administration), while minimizing systemic adverse effects. The main drawback of these drugs is their short half-life in the vitreous cavity, which requires frequent injections to achieve the therapeutic effect. In order to develop a system for prolonged release of NSAIDs from the posterior segment of the eye, an in-situ liposome aggregation system (liposomal platform), was developed. For initial proof of the concept the fluorescent molecules of calcein and FITC-Dextran were used as model-drugs, after being encapsulate in liposomes. The system was studied in vitro and in vivo studies in order to confirm its functionality of. Subsequently, lornoxicam and flurbiprofen (FLB) liposomes were then prepared using a variety of liposome preparation techniques and optimized with the aim to achieve highest encapsulation efficiency and lowest particle size, in order to select the best drug to continue studies with. Actively loaded FLB Liposomes (with lipid composition of HPC/DPPG/Chol (9/1/10 mol: mol)), had the highest encapsulation yield and were thus selected. In vitro physicochemical characterization and drug release kinetics were subsequently evaluated. FLB solution, and plain liposomes were used as reference formulations.A second sustained release system was also developed; a thermosensitive hydrogel based on Pluronic F127 polymer, which incorporated FLB or FLB liposomes. In vitro release studies were conducted in order to investigate the optimal polymer concentration that would yield the slowest release rate. FL solution, plain liposomes and simple hydrogel were used as reference formulations. The optimal Pluronic F127 concentration was 18% w/v.In vitro studies of both hybrid liposomal systems, the liposomal platform and the liposomal hydrogel, confirmed that they should provide significant prolongation of the retention of the drug in the eye, in relation to the reference formulations. The liposomal platform released 20% of entrapped drug after 24 hours, while the liposomal hydrogel released 30% at the same time period. Both systems released measurable amounts of FLB for up to 120 h. Conclusively, two novel hybridic liposomal systems have that succeed to significantly extend the residence time of flurbiprofen (in vitro) and are suitable for intraocular administration, have been developed.

Τα μη Στεροειδή Αντιφλεγμονώδη Φάρμακα (ΜΣΑΦ) αποτελούν εκλεκτικούς ή μη αναστολείς της κυκλοοξυγενάσης (COX), του ενζύμου εκείνου που εμπλέκεται στο μεταβολισμό του αραχιδονικού οξέος σε προσταγλαδίνες. Συνεπώς, αναστέλλουν την εκδήλωση της φλεγμονής. Στην οφθαλμολογία χορηγούνται κατά κύριο λόγο τοπικά, υπό μορφή σταγόνων, σε φλεγμονώδεις εκδηλώσεις, όπως π.χ. το μετεγχειρητικό οίδημα της ωχράς κηλίδας, με όχι πάντα την επιθυμητή αποτελεσματικότητα.Η ενδοϋαλοειδική χρήση τους δοκιμάζεται τα τελευταία χρόνια για το κυστικό οίδημα της ωχράς κηλίδας ποικίλων αιτιών, όπως το μετεγχειρητικό, το διαβητικό και το ραγοειδιτικό, με ενδιαφέροντα αποτελέσματα. Η ενδοϋαλοειδική (IVT) χορήγηση είναι γνωστό ότι επιτυγχάνει σημαντικά υψηλότερα επίπεδα φαρμάκων στον αμφιβληστροειδή (σε σύγκριση με τοπική ή συστηματική χορήγηση), ενώ ελαχιστοποιεί τις συστημικές ανεπιθύμητες ενέργειες. Το βασικό μειονέκτημα των φαρμάκων αυτών είναι ο μικρός χρόνος ημιζωής τους στην υαλοειδική κοιλότητα, που έχει ως αποτέλεσμα να απαιτούνται συχνές εγχύσεις για την επίτευξη του θεραπευτικού στόχου.Με σκοπό την ανάπτυξη ενός συστήματος για παρατεταμένη αποδέσμευση ΜΣΑΦ στο οπίσθιο τμήμα του οφθαλμού, αναπτύχθηκε ένα in-situ δημιουργούμενο σύστημα συσσωμάτωσης λιποσωμάτων (λιποσωμικό συσσωμάτωμα). Για την αρχική διαπίστωση της δυνατότητας ανάπτυξης του συστήματος χρησιμοποιήθηκαν ως μόρια μοντέλα/πρότυπα φαρμακομορίων, η καλσεΐνη και FITC-Δεξτράνη, εγκλωβισμένα σε λιποσώματα, και έγιναν in vitro και in vivo μελέτες ώστε να επιβεβαιωθεί η λειτουργικότητα του συστήματος. Εν συνεχεία, παρασκευάστηκαν (με διάφορες τεχνικές) λιποσώματα λορνοξικάμης και φλουρμπιπροφαίνης (ΦΛ), και βελτιστοποιήθηκαν ως προς το μέγεθος και την απόδοση εγκλωβισμού, ώστε να επιλεγεί το καλλίτερο φάρμακο για τη συνέχεια της μελέτης. Επιλέχθηκαν τα λιποσώματα που εγκλώβισαν ΦΛ με τη μέθοδο της ενεργής φόρτωσης (με λιπιδική σύσταση HPC/DPPG/Chol σε μοριακή αναλογία 9/1/10), αφού είχαν τη μέγιστη απόδοση εγκλωβισμού. Αυτά μελετήθηκαν in vitro ως προς τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά τους και ως προς τον ρυθμό απελευθέρωσης του φαρμάκου.Παράλληλα αναπτύχθηκε και ένα ακόμα σύστημα παρατεταμένης αποδέσμευσης: μια θερμοευαίσθητη υδρογέλη με βάση το πολυμερές Pluronic F127, η οποία ενσωμάτωσε λιποσώματα ΦΛ. Μελετήθηκε in vitro ως προς την αποδέσμευση του φαρμάκου με σκοπό τη διερεύνηση της συγκέντρωσης που θα απέδιδε τη βραδύτερη αποδέσμευση.Ως δείγματα αναφοράς και για τα δυο υβριδικά λιποσωμικά συστήματα, χρησιμοποιήθηκε διάλυμα ΦΛ, λιποσώματα ΦΛ και υδρογέλη με διαλυμένη ΦΛ. Η βέλτιστη συγκέντρωση του πολυμερούς ήταν 18% w/v και η in vitro μελέτες τόσο για το λιποσωμικό συσσωμάτωμα όσο και τη λιποσωμική υδρογέλη επιβεβαίωσαν ότι προσδίδουν σημαντικά παρατεταμένη αποδέσμευση σε σχέση με τα σκευάσματα αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν. Η λιποσωμική αποδεσμεύει το 20% του εγκλωβισμένου φαρμάκου σε 24 ώρες, ενώ η λιποσωμική υδρογέλη το 30% στο ίδιο χρονικό διάστημα. Και τα δύο συστήματα αποδέσμευαν μετρήσιμες ποσότητες ΦΛ μέχρι και 120 ώρες.Επιτεύχθηκε λοιπόν η παρασκευή δύο καινοτόμων υβριδικών λιποσωμικών συστημάτων που παρατείνουν σημαντικά το χρόνο παραμονής της φλουρμπιπροφαίνης in vitro, τα οποία είναι κατάλληλα για ενδοφθάλμια χορήγηση.