Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Herstellung und Bewertung von Maniokstärkeacetat-Nanopartikeln, die mit Arzneimitteln verschiedener BCS-Klassen beladen sind: Einfluss der Arzneimittellöslichkeit und des Verteilungskoeffizienten

Getahun Paulos, Gebre-Mariam T und Neubert HHR

Die erfolgreiche Herstellung eines Nanoträgers zur Arzneimittelverabreichung sollte Nanopartikel (NP) mit geeigneter Partikelgröße und Größenverteilung hervorbringen sowie eine hohe Arzneimittelbeladungskapazität aufweisen. Zu den Faktoren, die diese Eigenschaften beeinflussen, gehören unter anderem die physikochemischen Eigenschaften des Arzneimittels, die Art des Nanoträgers und Verarbeitungsvariablen. Ziel dieser Studie war daher, den Einfluss der Löslichkeit und des Verteilungskoeffizienten verschiedener Arzneimittel auf die Eigenschaften von Stärke-basierten NP zu untersuchen. Maniokstärke wurde mittels Acetylierung in unterschiedlichen Substitutionsgraden (DS) chemisch modifiziert und charakterisiert. Die Stärkeacetate (SA) wurden dann zur Herstellung der mit Arzneimitteln beladenen NP verwendet. Verschiedene Modellarzneimittel: Ibuprofen (BCS-Klasse II), Aciclovir (BCS-Klasse III) und Furosemid (BCS-Klasse IV) wurden mithilfe einer Emulsions-Lösungsmittelverdampfungstechnik in die NP eingearbeitet. Die Auswirkungen der Löslichkeit und des Verteilungskoeffizienten sowie des DS von SA auf die Eigenschaften der NPs, nämlich Größe und Größenverteilung, Arzneimittelbeladungskapazität (DL), Verkapselungseffizienz (EE) und Freisetzungsprofil in vitro wurden untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass DL und EE von mit Ibuprofen und Furosemid beladenen Stärkeacetat-Nanopartikeln (SANPs) mit steigendem DS von SA konsistent zunahmen. Im Gegensatz dazu nahmen DL und EE von mit Aciclovir beladenen NPs mit steigendem DS von SA ab. Aufgrund ihrer schlechten Löslichkeit und des hohen Verteilungskoeffizienten waren die EEs von Ibuprofen und Furosemid in aus SA mit hohem DS hergestellten SANPs viel höher als die von Aciclovir. Darüber hinaus verzögerte sich mit steigendem DS von SA das kumulative Freisetzungsprofil von Ibuprofen aus SANPs, während das Freisetzungsprofil von Aciclovir verbessert wurde. Andererseits zeigte Furosemid, das lipophilste aller Arzneimittel, während des Untersuchungszeitraums von 8 Stunden das niedrigste Freisetzungsprofil. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass DL, EE und das Arzneimittelfreisetzungsprofil von SANPs neben der hydrophoben Natur von SA von der Löslichkeit und dem Verteilungskoeffizienten des eingebauten Arzneimittelmoleküls abhingen.