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Freisetzung von wasserlöslichen Wirkstoffen aus Chitosan-Mikropartikeln

Chitosan und Chitosan Derivate sind vielversprechende Biopolymere für die nasale oder vaginale Verabreichung von Wirkstoffen mittels Mikro- oder Nanopartikel. Problematisch ist jedoch die pH-abhängige Löslichkeit von Chitosan und der übermäßigen Wasseraufnahme in Anwesenheit von Ionen. Durch die Wasseraufnahme kann es zu einer schnellen initialen Freisetzung des Wirkstoffs durch den Zerfall des Chitosan-basierten Transportvehikels kommen. Zur Stabilisierung der Wirkstofffreisetzung wird an der Modifikation der Polymerstruktur durch physikalische Vernetzung geforscht. Das Ziel der hier vorgestellten Studie war die Untersuchung des Einflusses der Mikropartikelzusammensetzung, insbesondere der Menge des eingebrachten Ionenvernetzer (CF) auf das Freisetzungsprofil von wasserlöslichen Wirkstoffen aus der Chitosan-Matrix.

Tags: Nanopartikel, Wirkstofftransport, Chitosan Glutamat

Zusammenhang zwischen der Quervernetzung und der Freisetzung wasserlöslicher Wirkstoffe durch Chitosan-basierte Mikropartikel

The Correlation between Physical Crosslinking and Water-Soluble Drug Release from Chitosan-Based Microparticles. E. Szymańska, K. Woś-Latosi, J. Jacyna, M. Dąbrowska - Pharmaceutics, 2020

Die Autoren aus Polen stellten Mikropartikel unter Verwendung von Chitosan Glutamat und Beta-Glycerophosphat als Ionenvernetzter mittels Sprühtrocknung her. Die Mikropartikel wurden mit wasserlöslichem Zidovudin gefüllt und hinsichtlich der Wirkstoffbeladung und dem Freisetzungsverhalten optimiert. Zidovudin ist ein wasserlösliches, anti-retrovirales Medikament welches bei HIV-infizierten Patienten eingesetzt wird. Untersucht wurde ob das Vernetzungsverhältnis einen Einfluss auf die Eigenschaften der Mikropartikel hat. Das Zidovudin wird nach anfänglicher explosionsartiger Freisetzung über einen längeren Zeitraum kontinuierlich freigesetzt. Die anfängliche Freisetzung kann durch den Vernetzungsgrad beeinflusst werden. Die zweite Freisetzungsphase wird von der Wirkstoffdiffusion aus der aufgequollenen Polymermatrix bestimmt und steht in Zusammenhang mit der Wirkstoffbeladung.

Ergebnisse

  • der Ionenvernetzer beeinflusste das Quellverhalten der Chitosan-Glutamat-Mikropartikel und das anfängliche Explosionsverhalten
  • kein Einfluss des Ionenvernetzers auf die Freisetzungszeit (Freisetzung von 80% Wirkstoff)
  • Höhere Konzentrationen an Zidovudin führten zu rekristallisiertem Wirkstoff auf der Mikropartikeloberfläche (überschüssige Menge)
  • optimale Formulierung für ein Verhältnis von 3:1 (Polymer : Ionenvernetzer) mit einer Wirkstofffreisetzung von bis zu 210 Minuten

Schlussfolgerung: Die Studie konnte ein geeignetes Verhältnis von Polymer und Ionenvernetzer identifizieren, jedoch sind weitere Optimierungsstudien notwendig, um die Freisetzung aus den Chitosan-Mikropartikeln zu verbessern.

Quelle: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32429349/

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