Die Harvard University und die Forscher der chinesischen Universität Hongkong haben eine Technik entwickelt, die die Löslichkeit von Arzneimittelmolekülen um bis zu drei Größenordnungen erhöht. Dies könnte ein Durchbruch in der Arzneimittelformulierung und -abgabe sein.
Über 60% der Kandidaten für pharmazeutische Arzneimittel leiden unter schlechter Wasserlöslichkeit, was ihre Bioverfügbarkeit und die therapeutische Lebensfähigkeit einschränkt. Herkömmliche Techniken wie die Reduzierung der Partikelgröße, die feste Dispersion, die Lipidbasis und die mesoporöse Beschränkung haben häufig medikamentenspezifische Einschränkungen, können kostspielig sein und sind anfällig für Stabilitätsprobleme.
Der neu entwickelte Ansatz befasst sich mit diesen Problemen, indem der wettbewerbsfähige Adsorptionsmechanismus von Arzneimittelmolekülen und Wasser auf technischen Siliciumdioxidflächen eingesetzt wird. Es vermeidet die chemische Modifikation von Arzneimittelmolekülen oder verwendet zusätzliche Lösungsmittel, um Löslichkeit zu erreichen, wodurch mehrere Technologien zur Abgabe von Arzneimitteln ersetzt werden.
In der Studie „Verbesserung der Arzneimittellöslichkeit durch wettbewerbsfähige Adsorption an Silica -Nanosflächen mit Ultrahoch -Silanoldichten“, “ veröffentlicht im Verfahren der Nationalen Akademie der WissenschaftenDie Ermittler beschreiben Nanosflächen, die Arzneimittelmoleküle unter trockenen Bedingungen adsorbieren und sie schnell nach Wasser versorgen.
Silica -Nanopartikel von 7 bis 22 nm wurden als Rohstoffe verwendet. Diese Nanopartikel, die durch konvexe Oberflächen mit hoher Kürzung gekennzeichnet waren, wurden durch kontrollierte Verdunstung agglomeriert und bildeten eine poröse Vorlage, die in der Lage war, Arzneimittelmoleküle zu adsorbieren. Die wettbewerbsfähige Adsorption zwischen Wasser- und Arzneimittelmolekülen auf diesen technischen Oberflächen steigert die Wirkungsauflösung um zwei bis drei Größenordnungen.
Die US -amerikanische Food and Drug Administration klassifiziert Kieselsäure, die allgemein als sicher anerkannt sind. Herkömmliche Silica -Oberflächen haben eine Silanoldichte von 4 bis 6 OH/nm², was für starke Wechselwirkungen mit Arzneimittelmolekülen oder Wasser nicht ausreicht.
Die Forscher erhöhten diese Dichte auf 20 OH/NM² und bildeten eine Oberfläche von Ultrahoochaffinität. Diese Verbesserung ermöglichte es der Oberfläche, Arzneimittelmoleküle in einem wasserfreien Zustand zu adsorbieren und nach Wassermolekülen, bei der Wassermoleküle ersetzen, was die schnelle Desorption und Auflösung erleichtert.
Ibuprofen wurde als Modellmedikament für In -vitro- und In -vivo -Tests verwendet. Auflösungsstudien zeigten, dass 90% des Arzneimittels innerhalb einer Stunde freigesetzt wurden, verglichen mit weniger als 20% aus kristallinen Ibuprofen über sechs Stunden.
In -vivo -Tests mit Mäusen zeigten nahezu doppelt so hoch wie die Spitzenplasmakonzentration und eine 1,5 -fache einer höheren Arzneimittelexposition im Vergleich zu einem im Handel erhältlichen Produkt.
Das Team testete auch die Formulierungsmethode auf 15 schlecht löslichen aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffen, einschließlich Ketoprofen, Docetaxel und Fenofibrat. Bei allen getesteten Arzneimitteln wurde die Löslichkeit im Vergleich zu kristallinen Formen um das 10-fache auf das 2.000-fache verbessert.
Stabilitätstests über zwei Jahre zeigten keinen signifikanten Abbau der Löslichkeitsleistung.
Die Computeranalyse unter Verwendung der Dichtefunktionalentheorie bestätigte die experimentellen Beobachtungen und zeigte, dass Wassermoleküle adsorbierte Arzneimittel aufgrund einer höheren Bindungsaffinität auf dicht besiedelten Silanoloberflächen positiv verdrängen.
Die Forscher glauben, dass sie eine Lösung für das Löslichkeitsproblem bei der Arzneimittelabgabe gefunden haben, das für ein breites Spektrum von Arzneimitteln gelten und gleichzeitig kosteneffizient und skalierbar für die Massenproduktion bleibt. Wenn sich die Studienergebnisse in realen Ergebnissen in klinischen Studien führen, kann dies die Arzneimittelentwicklung, die Herstellungskosten, die erforderlichen Dosierungsmengen und die Verfügbarkeit von Arzneimitteln erheblich beeinflussen.
Weitere Informationen:
Zhuo Xu et al., Verbesserung der Arzneimittellöslichkeit durch wettbewerbsfähige Adsorption an Silica -Nanosflächen mit Ultrahoch -Silanoldichten, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2025). Doi: 10.1073/pnas.2423426122
© 2025 Science X Network