Kompleksowanie ketoprofenu z β-cyklodekstryną – nowa metoda leczenia

Ketoprofen z β-cyklodekstryną – przełom w terapii zapalenia stawów

Badanie przedstawia innowacyjne podejście do leczenia reumatoidalnego zapalenia stawów poprzez kompleksowanie ketoprofenu z β-cyklodekstryną w tabletkach o przedłużonym uwalnianiu. Wyniki wskazują na znaczącą poprawę rozpuszczalności leku i jego kontrolowane uwalnianie przez 12 godzin, co może prowadzić do rzadszego dawkowania i lepszego przestrzegania zaleceń przez pacjentów.

Innowacyjne kompleksy ketoprofenu z β-cyklodekstryną jako przełomowe rozwiązanie w leczeniu zapalenia stawów

Czy kompleksowanie ketoprofenu z β-cyklodekstryną to przełom w leczeniu?

Badanie przedstawione w artykule koncentruje się na opracowaniu innowacyjnych tabletek o przedłużonym uwalnianiu zawierających kompleksy ketoprofenu z β-cyklodekstryną jako potencjalną strategię poprawy leczenia reumatoidalnego zapalenia stawów. Autorzy przeprowadzili kompleksowe badanie laboratoryjne z wykorzystaniem metod fizykochemicznych do charakterystyki wytworzonych kompleksów oraz analizy ich wpływu na kinetykę uwalniania substancji czynnej.

W ramach badania autorzy zastosowali metodę koprecypitacji przy mieszaniu magnetycznym do syntezy kompleksów ketoprofenu z β-cyklodekstryną w stosunkach molowych 2:1 i 1:1. Następnie przeprowadzono charakterystykę otrzymanych kompleksów przy użyciu mikroskopii elektronowej (SEM), spektroskopii w podczerwieni (FTIR) oraz analizy termicznej (DSC). Wszystkie metody analityczne potwierdziły skuteczne utworzenie kompleksów inkluzyjnych, co wykazano poprzez zmiany w morfologii cząstek, modyfikację charakterystycznych pasm absorpcyjnych oraz zmiany w profilach termicznych.

Badana populacja obejmowała sześć formulacji tabletek o przedłużonym uwalnianiu, przy czym trzy zawierały różne formy ketoprofenu (wolny ketoprofen oraz kompleksy z β-cyklodekstryną w stosunkach 2:1 i 1:1) z 4% zawartością Carbopolu, a kolejne trzy zawierały te same formy ketoprofenu, ale z 8% zawartością Carbopolu. Wszystkie formulacje zawierały również inne polimery opóźniające uwalnianie: Kollidon VA 64 (11,2%), Methocel K4M (11,6%) i Croscarmellose (11,6%), a także substancje pomocnicze: sorbitol i stearynian magnezu. Ilość ketoprofenu w każdej tabletce wynosiła 70 mg, a kompleksów ketoprofen-cyklodekstryna – 150 mg. Tabletki uzyskano przez bezpośrednie prasowanie mieszanin proszków przy użyciu prasy tabletkującej Korsch EK0 wyposażonej w cylindryczne stemple o średnicy 9 mm.

Kluczowe wyniki badania:

  • Kompleks ketoprofen-β-cyklodekstryna (1:1) wykazał najwyższą skuteczność uwalniania leku – do 99,1% po 11 godzinach
  • Zwiększenie zawartości Carbopolu w tabletkach spowalnia uwalnianie ketoprofenu
  • Formulacja K-3 F-6 (z kompleksem 1:1) osiągnęła 98% uwalniania po 12 godzinach
  • Niekompleksowany ketoprofen wykazał najniższą skuteczność uwalniania – tylko 77,3% po 11 godzinach

Jak wpływa formulacja na kinetykę uwalniania ketoprofenu?

Wyniki badań in vitro wykazały znaczące różnice w profilach uwalniania ketoprofenu z poszczególnych formulacji. W przypadku badań w sztucznym soku żołądkowym (pH 1,2), najwyższe stężenie uwolnionej substancji czynnej zaobserwowano dla kompleksu ketoprofen-β-cyklodekstryna (1:1) w formule K-3 F-3 (60,5%), podczas gdy najniższe stężenie odnotowano dla niekompleksowanego ketoprofenu w formule K-1 F-1 (37,8%). Zwiększenie ilości polimeru w formule tabletki spowodowało nieznaczne zmniejszenie ilości uwalnianej substancji czynnej, co potwierdziły wyniki dla formuł K-1 F-4 (32,4%) i K-3 F-6 (54,3%).

W badaniach prowadzonych w sztucznym soku jelitowym (pH 6,8), tabletki zawierające kompleks ketoprofen-β-cyklodekstryna (1:1) również wykazały najwyższy poziom uwalniania leku. Po 5 godzinach, formulacja K-3 F-3 uwolniła 88,1% substancji czynnej, podczas gdy formulacja z wolnym ketoprofenem (K-1 F-1) uwolniła jedynie 60,2%. Wartości pośrednie odnotowano dla formuły K-2 F-2 (74,3%). Po 7 godzinach, formulacja K-3 F-3 osiągnęła 96,2% uwolnienia substancji czynnej, K-2 F-2 – 81,6%, a K-1 F-1 – 68,3%. Po 9 godzinach, formulacja K-3 F-3 osiągnęła 98,7% uwolnienia substancji czynnej, K-2 F-2 – 87,5%, a K-1 F-1 – 74,9%. Zgodnie z Farmakopeą Europejską, 11. edycja, gwarancją niemal całkowitego uwolnienia substancji czynnej jest stężenie 80%. Po 11 godzinach, maksymalną ilość uwolnionej substancji czynnej odnotowano dla formuły K-3 F-3 (99,1%), a najniższą dla formuły K-1 F-1 (77,3%).

Zwiększenie zawartości Carbopolu w tabletkach skutkowało spowolnieniem uwalniania ketoprofenu, co potwierdziło skuteczność tego polimeru w kontrolowaniu kinetyki uwalniania leku. Dla formuł z większą zawartością Carbopolu, wartości uwolnionej substancji czynnej po 12 godzinach wynosiły: K-1 F-4 (76,6%), K-2 F-5 (86,3%) i K-3 F-6 (97,5%).

Znaczenie kliniczne:
Kompleksowanie ketoprofenu z β-cyklodekstryną w tabletkach o przedłużonym uwalnianiu może zrewolucjonizować leczenie reumatoidalnego zapalenia stawów poprzez:

  • Poprawę rozpuszczalności leku
  • Zapewnienie kontrolowanego uwalniania przez 12 godzin
  • Zmniejszenie częstotliwości podawania leku
  • Zwiększenie przestrzegania zaleceń terapeutycznych przez pacjentów

Czy model multifraktalny ma znaczenie kliniczne?

Badacze zaproponowali również teoretyczny model multifraktalny do opisu złożonych procesów dyfuzji i uwalniania leku z matrycy polimerowej. Model ten opierał się na założeniu, że system polimer-lek może być matematycznie porównany do multifraktala ze względu na wiele cech jego zachowania i struktury, w tym nieliniową dynamikę i samopodobieństwo w różnych skalach, nieregularną dystrybucję leku w polimerach, fluktuujące wymiary fraktalne, złożone modele dyfuzji oraz zależność od warunków lokalnych i efektów skalowalności. Zgodnie z Teorią Ruchu Multifraktalnego, dynamikę układu polimer-lek można opisać za pomocą ciągłych i nieróżniczkowalnych krzywych (krzywych multifraktalnych), co pozwoliło na opracowanie równania różniczkowego opisującego uwalnianie leku.

Analiza modelu wykazała, że szybkość uwalniania leku jest kontrolowana zarówno przez szybkość uwalniania, jak i prędkość dyfuzji. Model matematyczny pozwolił na wizualizację 3D szybkości uwalniania leku w funkcji czasu i kwadratu szybkości, pokazując, że wzrost szybkości kwadratowej może prowadzić do najwyższej szybkości uwalniania w krótszym czasie, ale w dłuższym okresie szybkość uwalniania leku może ulec nasyceniu.

Wyniki badania mają istotne implikacje kliniczne, sugerując, że kompleksowanie ketoprofenu z β-cyklodekstryną i formulacja w postaci tabletek o przedłużonym uwalnianiu może znacząco poprawić rozpuszczalność leku i zapewnić jego kontrolowane uwalnianie przez okres 12 godzin. Tabletki K-3 F-6, zawierające kompleks ketoprofen-β-cyklodekstryna (1:1) i zwiększone stężenie polimerów opóźniających, osiągnęły 98% uwalniania po 12 godzinach testów. Strategia ta może prowadzić do zmniejszenia częstotliwości podawania leku i zwiększenia przestrzegania zaleceń przez pacjentów w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów.

Podsumowanie

Przeprowadzone badanie laboratoryjne koncentrowało się na opracowaniu tabletek o przedłużonym uwalnianiu zawierających kompleksy ketoprofenu z β-cyklodekstryną. Wykorzystano metodę koprecypitacji do syntezy kompleksów w stosunkach molowych 2:1 i 1:1, a następnie przeprowadzono ich charakterystykę przy użyciu zaawansowanych metod analitycznych. Stworzono sześć różnych formulacji tabletek, różniących się zawartością Carbopolu oraz formą ketoprofenu. Badania in vitro wykazały, że tabletki zawierające kompleks ketoprofen-β-cyklodekstryna (1:1) osiągnęły najwyższy poziom uwalniania leku, szczególnie w środowisku o pH 6,8. Zwiększenie zawartości Carbopolu skutkowało spowolnieniem uwalniania ketoprofenu. Zaproponowany teoretyczny model multifraktalny pozwolił na dokładniejsze zrozumienie procesów uwalniania leku. Wyniki sugerują, że kompleksowanie ketoprofenu z β-cyklodekstryną może znacząco poprawić skuteczność leczenia reumatoidalnego zapalenia stawów poprzez zapewnienie kontrolowanego uwalniania leku przez 12 godzin.

Bibliografia

Stamate Cretan Monica, Ochiuz Lacramioara, Ghizdovat Vlad, Molcalut Monica, Agop Maricel, Gafițanu Carmen Anatolia, Barsan (Bujor) Alexandra, Sha’at Mousa and Stamate Ciprian. Formulation and In Vitro Evaluation of Matrix Tablets Containing Ketoprofen–Beta Cyclodextrin Complex for Enhanced Rheumatoid Arthritis Therapy: Experimental and Computational Insights. Pharmaceutics 2025, 17(4), e509-349. DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics17040474.

Zobacz też:

Najnowsze poradniki: