Новый метод создания лекарственных форм может привести к уменьшению таблеток

Около 60% лекарств на рынке имеют в качестве активных ингредиентов гидрофобные молекулы. Эти нерастворимые в воде препараты трудно формулировать в таблетки, так как для усвоения организмом их необходимо разбивать на очень мелкие кристаллы.

Команда инженеров-химиков MIT разработала более простой процесс включения гидрофобных лекарств в таблетки или другие формы (капсулы, плёнки). Их метод, включающий создание эмульсии препарата с последующей его кристаллизацией, позволяет увеличить дозу лекарства на одну таблетку.

"Это очень важно, потому что высокая лекарственная нагрузка означает, что мы можем делать меньшие дозировки с тем же терапевтическим эффектом. Это может значительно улучшить приверженность пациентов лечению", — говорит Лян-Хсун Чен, ведущий автор исследования.

Старший автор работы — Патрик Дойл, профессор химического машиностроения.

Наноэмульсии

Большинство лекарств — это комбинация активного ингредиента и вспомогательных веществ (экcipients), которые стабилизируют препарат и контролируют его высвобождение. Получаемые таблетки, капсулы или плёнки называются лекарственными формами.

В настоящее время для создания форм гидрофобных препаратов используется процесс измельчения соединения до нанокристаллов, которые легче усваиваются клетками. Эти кристаллы затем смешивают с экcipients, часто с метилцеллюлозой.

По словам команды MIT, этот метод неэффективен: "Этап измельчения требует много времени и энергии, а абразивный процесс может изменить свойства активного ингредиента, что может подорвать терапевтический эффект".

Исследователи разработали более эффективный способ комбинирования гидрофобных препаратов с метилцеллюлозой путём формирования эмульсии. Они создали наноэмульсию на примере препарата фенофибрат (снижает холестерин), растворив его в масле анизоле и объединив с водным раствором метилцеллюлозы с помощью ультразвука.

Метилцеллюлоза, будучи амфифильной, стабилизирует эмульсию. Затем эмульсию превращают в гель, капая жидкость в нагретую водяную баню. Капля затвердевает за миллисекунды. Размер частиц контролируется размером наконечника.

"Образование частиц почти мгновенное, поэтому всё, что было в жидкой капле, превращается в твёрдую частицу без потерь", — говорит Дойл. После сушки получаются нанокристаллы фенофибрата, равномерно распределённые в матрице метилцеллюлозы.

Меньше таблетка, больше препарата

Частицы с нанокристаллами можно измельчить в порошок и спрессовать в таблетки стандартными методами. Также гель можно разливать в формы для получения таблеток любой конфигурации.

С помощью метода наноэмульсии исследователи достигли лекарственной нагрузки около 60%. Для сравнения, доступные сейчас формы фенофибрата имеют концентрацию препарата около 25%. Нагрузку можно увеличить, повышая соотношение масла к воде в эмульсии.

"Это позволит создавать более эффективные и маленькие лекарства, которые легче глотать", — отмечает Чен.

Метод также применим для создания тонких плёнок — формы, особенно полезной для детей и пожилых людей. Наноэмульсию можно высушить в плёнку с внедрёнными в неё нанокристаллами препарата.

По оценкам, около 90% разрабатываемых сейчас препаратов являются гидрофобными, поэтому этот подход потенциально применим для них, а также для уже существующих лекарств, таких как ибупрофен, кетопрофен, напроксен.

"Гибкость системы в том, что мы можем выбирать разные масла для загрузки разных препаратов, а затем делать наноэмульсию по нашей системе. Нам не нужно много пробовать и ошибаться, потому что процесс эмульгирования один и тот же", — говорит Чен.