.jpg)
وجد المهندسون الكيميائيون طريقة لتحميل المزيد من الدواء في الحبة ، والذي يُمكّن بعد ذلك من جعلها أصغر حجمًا وأسهل في البلع.
حوالي 60 في المائة من الأدوية الموجودة في السوق تحتوي على جزيئات كارهة للماء ( لا تذوب في الماء ) كمكونات فعّالة . هذه الأدوية ، غير القابلة للذوبان في الماء ، قد يكون من الصعب صياغتها وتحويلها إلى أقراص لأنها تحتاج إلى أن تتحلل إلى بلورات صغيرة جدًا حتى يمتصها جسم الإنسان.
ابتكر فريق من المهندسين الكيميائيين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عمليةً أبسط لدمج الأدوية الكارهة للماء في أقراص أو تركيبات دوائية أخرى مثل الكبسولات والأغشية الرقيقة . تقنيتهم ، والتي تتضمن إنشاء مستحلب من الدواء ثم تحويله الى بلورات ، تسمح بتحميل جرعة أكثر قوة لكل قرص.
"هذا مهم جدًا لأنه إذا تمكنا من تحقيق تحميل عالٍ للعقاقير ، فهذا يعني أنه يمكننا صنع جرعات أصغر مع تحقيق نفس التأثير العلاجي. هذا يمكن أن يحسن امتثال المرضى إلى حد كبير لأنه يبقى عليهم فقط تناول دواء صغير جداً ولكن فعّال للغاية ، كما يقول ليانج هسون تشين ، طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة.
باتريك دويل ، أستاذ في الهندسة الكيمياىية في معهدروبرت ت. هاسلام ، هو المؤلف الرئيسي للورقة ، التي تظهر اليوم في Advanced Materials.
مستحلبات النانو
تتكون معظم الأدوية من عنصر فعّال يتم دمجه مع مركبات أخرى تسمى السواغات ، والتي تساعد على استقرار الدواء والتحكم في كيفية إطلاقه في الجسم . تسمى الأقراص أو الكبسولات أو الأفلام الناتجة بالتركيبات.
في الوقت الحالي ، لإنشاء تركيبات من الأدوية الكارهة للماء ، تستخدم شركات الأدوية عملية تتطلب طحن المركب إلى البلورات النانوية ، والتي يسهل على الخلايا البشرية امتصاصها. ثم يتم مزج هذه البلورات مع السواغات. السواغ الذي غالبًا ما يُخلط مع الأدوية الكارهة للماء هو ميثيل السلولوز) methylcellulose )، وهو مركب مشتق من السليلوز. يذوب ميثيل السلولوز بسهولة في الماء ، مما يساعد على إطلاق الأدوية بشكل أسرع في الجسم.
هذه الطريقة مستخدمة على نطاق واسع ، ولكن بها العديد من أوجه القصور ، وفقًا لفريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يقول تشين: "إن خطوة الطحن تستغرق وقتًا طويلاً وتستهلك الكثير من الطاقة ، ويمكن أن تسبب عملية الكشط تغييرات في خصائص المكونات الفعّالة ، والتي يمكن أن تقوض التأثيرات العلاجية".
شرع هو ودويل في التوصل إلى طريقة أكثر فاعلية للجمع بين الأدوية الكارهة للماء والميثيل سلولوز ، من خلال تكوين مستحلب. المستحلبات عبارة عن مزيج من قطرات الزيت المعلقة في الماء ، مثل الخليط الذي يتكون عند رج صلصة السلطة أي الزيت والخل.
عندما تكون هذه القطرات على مقياس نانومتر بالنسبة للقطر ، فإن هذا النوع من الخليط يسمى مستحلب نانوي. لصنع مستحلب النانو الخاص بها ، أخذ الباحثون عقارًا كارهاً للماء يسمى فينوفايبرات Finofibrate، والذي يستخدم للمساعدة في خفض الكوليسترول ، وأذابوه في زيت يسمى أنيسول Anisol . ثم قاموا بدمج هذه المرحلة الزيتية مع ميثيل السلولوز المذاب في الماء ، باستخدام الموجات فوق الصوتية (الموجات الصوتية) لتكوين قطرات زيت نانوية . يساعد ميثيل السلولوز في الحفاظ على قطرات الماء والزيت من الانفصال مرة أخرى لأنه ثنائي الذوبان (أي انه يذوب في الماء وكذلك في الزيت )، مما يعني أنه يمكن أن يلتصق بكل من قطرات الزيت والماء.
بمجرد تكوين المستحلب ، يمكن للباحثين تحويله إلى هلام عن طريق تقطير السائل في حمام مائي ساخن. عندما تصطدم كل قطرة بالماء ، تتجمد خلال أجزاء من الألف من الثانية. يمكن للباحثين التحكم في حجم الجسيمات عن طريق تغيير حجم المَصَب المستخدم لتقطير السائل في الحمام المائي.
يقول دويل: "يكون تكوين الجسيمات فوريًا تقريبًا ، لذا فإن كل شيء كان في قطرة السائل الخاص يتحول إلى جسيم صلب دون أي خسارة". "بعد التجفيف ، لدينا بلورات نانوية من فينوفايبرات موزعة بشكل موحد في مصفوفة ميثيل السلولوز."
حبوب أصغر ، المزيد من الدواء
بمجرد تشكيل الجسيمات المحملة بالبلورات النانوية ، يمكن سحقها إلى مسحوق ثم ضغطها في أقراص ، باستخدام تقنيات تصنيع الأدوية القياسية. بدلاً من ذلك ، يمكن للباحثين صب الهلام في قوالب بدلاً من تقطيره في الماء ، مما يسمح لهم بصنع أقراص دواء بأي شكل.
باستخدام تقنية مستحلب النانو الخاصة بهم ، تمكن الباحثون من تحقيق تحميل دواء بنسبة 60 في المائة. في المقابل ، تحتوي تركيبات الفينوفيبرات المتوفرة حاليًا على تركيز دوائي يبلغ حوالي 25 بالمائة. يقول الباحثون إنه يمكن تكييف هذه التقنية بسهولة لتحميل تركيزات أعلى من خلال زيادة نسبة الزيت إلى الماء في المستحلب.
يقول تشين: "يمكن أن يمكّننا ذلك من صنع أدوية أكثر فعالية وأصغر حجمًا يسهل ابتلاعها ، ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا جدًا للعديد من الأشخاص الذين يجدون صعوبة في ابتلاع الأدوية".
يمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة لصنع أغشية رقيقة - نوع من تركيبات الأدوية التي أصبحت مستخدمة على نطاق واسع في السنوات الأخيرة ، وهي مفيدة بشكل خاص للأطفال وكبار السن. بمجرد صنع مستحلب نانوي ، يمكن للباحثين تجفيفه إلى غشاء رقيق يحتوي على بلورات نانوية مدمجة فيه.
تشير التقديرات إلى أن حوالي 90 في المائة من الأدوية التي يتم تطويرها الآن هي أدوية كارهة للماء ، لذلك يمكن استخدام هذا النهج لتطوير تركيبات لتلك الأدوية ، بالإضافة إلى الأدوية المضادة للماء المستخدمة بالفعل ، كما يقول الباحثون. العديد من الأدوية المستخدمة على نطاق واسع ، بما في ذلك الإيبوبروفين والأدوية الأخرى المضادة للالتهابات مثل كيتوبروفين ونابروكسين ، هي كارهة للماء.
"مرونة النظام هي أنه يمكننا اختيار زيوت مختلفة لتحميل أدوية مختلفة ، ثم تحويلها إلى مستحلب نانوي باستخدام نظامنا. يقول تشين: "لا نحتاج إلى إجراء الكثير من عمليات التحسين عن طريق التجربة والخطأ لأن عملية الاستحلاب هي نفسها".
يصف كالفن صن ، أستاذ الصيدلة في جامعة مينيسوتا ، تقنية مستحلب النانو بأنها "عملية أنيقة".
يقول صن ، الذي لم يشارك في البحث: "إنه مرن بشكل مثير للإعجاب من حيث استيعاب مجموعة واسعة من تحميلات الأدوية ومعدل إطلاق الدواء القابل للضبط". "إذا تم تنفيذه على نطاق تجاري ، فسيكون له تأثير بعيد المدى في تطوير أشكال الجرعات الصلبة الفموية للأدوية ضعيفة الذوبان."
ابتكر المهندسون الكيميائيون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طريقة جديدة لصياغة الأدوية المضادة للماء عن طريق تحويلها إلى مستحلب نانوي ، يمكن سكبه في قالب وتجفيفه إلى أقراص. يمكن أيضًا استخدام مستحلب النانو لتكوين جزيئات صغيرة تظهر في القوارير.
المصدر