Внутрипузырная доставка лекарств

Внутрипузырная доставка лекарств – это доставка лекарств непосредственно в мочевой пузырь с помощью мочевого катетера . Этот метод доставки лекарств используется для непосредственной борьбы с заболеваниями мочевого пузыря, такими как интерстициальный цистит и рак мочевого пузыря , но в настоящее время сталкивается с такими препятствиями, как малое время удержания лекарства из-за вымывания с мочой и проблемы с низкой проницаемостью самой стенки мочевого пузыря. Благодаря преимуществам прямого воздействия на мочевой пузырь, а также эффективности усилителей проницаемости , достижениям в области внутрипузырных носителей лекарств и мукоадгезивности , внутрипузырная доставка лекарств становится более эффективной и вызывает повышенный интерес в медицинском сообществе.
Преимущества
[ редактировать ]Доставка лекарств непосредственно в целевой участок мочевого пузыря позволяет максимизировать доставку лекарств при минимизации системных эффектов . Доставка препарата непосредственно к месту лечения позволяет вводить более эффективные дозы, поскольку могут достигаться высокие концентрации лекарства в мочевом пузыре. [ 1 ] Это становится особенно важным, когда у пациентов имеется заболевание мочевого пузыря , устойчивое к лекарствам . Доставка лекарств непосредственно в мочевой пузырь представляет собой значительное улучшение по сравнению с системной доставкой, которая позволяет лишь небольшой части лекарства достичь мочевого пузыря, что приводит к более низким концентрациям лекарства, что приводит к неэффективности системного лечения. [ 1 ] Меньшая часть лекарства, достигающая своей цели при системной доставке, означает, что необходимо вводить больше лекарств, что может привести к проблемам с системной токсичностью . Это не тот случай, когда препарат вводят непосредственно в мочевой пузырь.

Слой мочевого пузыря, который вступает в контакт с мочой, уротелий ( переходный эпителий мочевого пузыря) представляет собой в основном непроницаемый барьер, который предотвращает реабсорбцию молекул в моче, а также предотвращает секрецию молекул непосредственно в мочевой пузырь. [ 1 ] Непроницаемость мочевого пузыря означает, что любое лекарство, введенное внутрипузырно, не будет хорошо всасываться в кровоток через стенку мочевого пузыря, вызывая меньше системных эффектов. Эта непроницаемость также затрудняет лечение заболеваний мочевого пузыря, поскольку лекарства плохо всасываются в стенку мочевого пузыря. Внутрипузырная доставка лекарств считается идеальным способом лечения большинства нарушений мочеиспускания, включая опухоли мочевого пузыря и рак мочевого пузыря , интерстициальный цистит и недержание мочи . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] В настоящее время отсутствует интерес к лечению инфекций мочевыводящих путей с использованием внутрипузырной доставки.
Недостатки внутрипузырной доставки лекарств
[ редактировать ]Хотя внутрипузырная доставка демонстрирует явные преимущества по сравнению с системной доставкой лекарств, она имеет ряд проблем, которые необходимо преодолеть. При внутрипузырном введении препарата он разводится мочой и вымывается при мочеиспускании. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Кроме того, низкая проницаемость уротелия, выстилающего мочевой пузырь, создает препятствие, которое необходимо преодолеть, если необходимо лечить стенку мочевого пузыря. [ 3 ] Эти проблемы создают необходимость более частого дозирования, что вызывает раздражение в месте мочевого катетера и проблемы с соблюдением режима лечения. [ 2 ] Внутрипузырное разведение препарата происходит по мере накопления мочи в мочевом пузыре, что снижает концентрацию препарата в мочевом пузыре по мере увеличения общего объема. Выведение время препарата с мочой при использовании традиционных лекарственных форм в мочевом пузыре также стало препятствием, которое необходимо преодолеть, поскольку пребывания лечения лекарства в мочевом пузыре напрямую связано с эффективностью . [ 1 ] Создание составов , которые прилипают к стенке мочевого пузыря, рассматривалось как один из способов повышения эффективности внутрипузырного введения. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Низкая адгезия лекарств к стенке мочевого пузыря и низкая проницаемость в стенку мочевого пузыря способствуют низкой удерживаемости лекарств в мочевом пузыре. [ 1 ] При модификации лекарственных форм для внутрипузырной доставки вязкость иногда используются гели или составы, увеличивающие , для увеличения удерживания, хотя это может вызвать проблемы с обструкцией уретры , что является дополнительным препятствием для внутрипузырной доставки лекарств. [ 2 ] Проблемы с проницаемостью стенки мочевого пузыря могут быть связаны с уротелием, выстилкой стенки мочевого пузыря, состоящей из зонтичных клеток , промежуточных клеток и базальных клеток. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Непроницаемость можно объяснить зонтичными клетками, которые образуют плотные соединения друг с другом, образуя самый внутренний слой уротелия, и обладают способностью менять форму, чтобы адаптироваться к изменяющемуся размеру мочевого пузыря. [ 1 ] [ 2 ] Зонтичные клетки покрыты плотным слоем бляшек, который дополнительно предотвращает абсорбцию частиц через уротелий, и слоем муцина, состоящего из гликозаминогликанов (ГАГ), который предотвращает прилипание как гидрофобных, так и отрицательно заряженных молекул к стенке мочевого пузыря. [ 1 ] [ 4 ] Преодоление непроницаемости слоя муцина и уротелия является основной задачей многих внутрипузырных лекарственных форм и является ключом к эффективному внутрипузырному лечению. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Улучшения
[ редактировать ]Основными способами, с помощью которых исследователи в настоящее время преодолевают проблемы внутрипузырной доставки лекарств, являются разработка составов с использованием мукоадгезивов , наночастиц , липосом , полимерного гидрогеля , расширяемых устройств доставки и электродвижущего введения лекарств. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Каждый из этих методов служит для улучшения времени удерживания, проницаемости лекарственного средства через уротелий или некоторой комбинации того и другого.
Улучшение удержания лекарств
[ редактировать ]Улучшения удержания лекарств можно достичь за счет изменения состава и устройства доставки. Часто удержание лекарственного средства и повышение проницаемости связаны между собой, поскольку лекарства, проникающие в уротелий, менее подвержены воздействию разбавления мочи и мочеиспускания. Двумя наиболее распространенными методами улучшения удержания лекарственного средства являются использование мукоадгезивного состава, полимерных гидрогелей , образующихся в мочевом пузыре, или гелеобразующих гидрогелей in situ . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Мукоадгезивные составы
[ редактировать ]
Мукоадгезивные составы могут быть изготовлены как из биополимеров , так и из синтетических полимеров , и обычно содержат полимеры, которые являются гидрофильными и могут образовывать множество водородных связей с ГАГ-муцином . [ 1 ] Положительно заряженные молекулы обычно обеспечивают гораздо лучшую мукоадгезивность, поскольку слой муцина заряжен отрицательно. [ 6 ] Образуя эти связи, мукоадгезив и лекарственное средство, которое он несет, могут поддерживать устойчивый контакт со стенкой мочевого пузыря, улучшая удержание лекарственного средства в мочевом пузыре. Среди мукоадгезивных материалов хитозан часто выделяется благодаря своей биосовместимости , биоразлагаемости и факторам, повышающим проницаемость. [ 3 ] В экспериментах с хитозаном было показано, что мукоадгезивные свойства молекулы, вероятно, возрастают с молекулярной массы . увеличением [ 7 ] Исследования также показали, что модификация препаратов хитозана тиомерами , которые могут образовывать ковалентные связи со слизью, может значительно улучшить мукоадгезию препаратов хитозана. [ 8 ]
Гелеобразующие полимерные гидрогели in situ
[ редактировать ]Полимерные гидрогели для внутрипузырной доставки лекарств используют преимущества мочевого пузыря или мочи для образования геля или могут использовать внешние манипуляции, чтобы вызвать образование гидрогеля. [ 1 ] [ 9 ] Эти гели могут использовать преимущества разницы pH или температуры или внешнего воздействия, такого как УФ- лазеры, для образования гелей внутри мочевого пузыря после закапывания состава в жидкой форме. [ 9 ] Если эти гели созданы мукоадгезивными, они прилипают к стенке мочевого пузыря, не вымываются и не вызывают обструкции уретры. Также были разработаны полимерные гидрогели, которые плавают на поверхности мочи, чтобы избежать вымывания и непроходимости, без необходимости прилипать к стенке мочевого пузыря. [ 10 ] Недостатки использования составов полимерных гидрогелей включают обструкцию уретры, изменяющиеся условия мочи, которые делают менее контролируемыми гелеобразующие составы с pH или ионным контролем, а также воспаление стенки мочевого пузыря , которое может возникнуть при использовании мукоадгезивных полимерных гидрогелей. [ 2 ]
Повышение проницаемости лекарственного средства
[ редактировать ]Повышение проницаемости лекарств может быть достигнуто с помощью физических или химических методов, а также достигается за счет наночастиц и липосомальных носителей лекарств . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Физические методы включают электродвижущее введение лекарств, радиочастотно-индуцированный химиотерапевтический эффект и кондуктивную гипертермическую химиотерапию , но электродвижущее введение лекарств, по-видимому, является наиболее распространенным в недавних исследованиях и клинических испытаниях. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 11 ] Химические методы основаны на добавлении химического агента для улучшения усвоения лекарства и увеличения проницаемости. Для повышения проницаемости лекарств с помощью физических или химических методов как слой муцина , так и зонтичные клетки уротелия должны претерпеть структурные или химические изменения. [ 1 ]
Управление по электромоторным лекарствам (EMDA)
[ редактировать ]
При электродвижущем введении лекарств используется небольшой электрический ток, протекающий через стенку мочевого пузыря между двумя электродами , один на коже, а другой, помещенный внутрь мочевого пузыря посредством катетеризации , для повышения проницаемости водных растворов. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Электродвижущее введение лекарств лучше всего усиливает ионизированные составы, которые плохо диффундируют при использовании стандартной пассивной диффузии . [ 3 ] Это позволяет ему потенциально способствовать доставке многих лекарств, которые обычно плохо действуют в мочевом пузыре, без необходимости существенного изменения их состава. В ходе многочисленных исследований и клинических испытаний было показано, что введение электромоторных лекарств увеличивает потребление многих лекарств, что указывает на потенциальное использование при раке мочевого пузыря , недержании мочи , мочевом цистите и обезболивании. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] стоимость местной анестезии при растяжении мочевого пузыря с использованием электродвижущего введения лекарств в сочетании с лидокаином Было показано, что дешевле и практичнее, чем общая анестезия или спинальная анестезия . [ 5 ]
Химическое повышение проницаемости
[ редактировать ]Для повышения проницаемости стенки мочевого пузыря, в частности уротелия, для препаратов, вводимых местно в мочевой пузырь, чаще всего используются четыре химических агента: ДМСО , протамина сульфат , гиалуронидаза и хитозан . ДМСО уже широко используется для лечения мочевого цистита благодаря его противовоспалительным и антибактериальным свойствам. [ 1 ] [ 3 ] ДМСО может проникать в ткани, не причиняя им никакого вреда. [ 1 ] [ 3 ] Это свойство ДМСО сделало его особенно интересным в качестве химического усилителя, и было показано, что он увеличивает усвоение некоторых химиотерапевтических препаратов, применяемых внутрипузырно. [ 12 ] Сульфат протамина вызывает разрушение слизистого слоя уротелия и может вызвать значительное нарушение проницаемости мочевого пузыря, которое можно изменить добавлением дефибротида . [ 1 ] [ 3 ] Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту , молекулу ГАГ, важную для муцинового слоя , вызывая повышенную проницаемость муцинового слоя для препаратов, вводимых одновременно с гиалуронидазой. [ 1 ] И наоборот, гиалуроновую кислоту можно использовать для лечения интерстициального цистита , поскольку она помогает восстановить поврежденные слои муцина. [ 3 ] Считается, что хитозан действует как усилитель проницаемости, связываясь со слоем муцина и отрицательно влияя на плотные соединения между зонтичными клетками в уротелии. [ 1 ] Было показано, что хитозан увеличивает проницаемость стенки мочевого пузыря, но его эффективность как усилителя проницаемости снижается по мере увеличения концентрации ионов кальция. [ 13 ] Химическое повышение проницаемости мочевого пузыря может привести к негативным побочным эффектам, таким как недержание , боль и неконтролируемая утечка молекул, отличных от предполагаемого лекарства, из мочи в стенку мочевого пузыря. [ 1 ]
Наночастицы и липосомы-носители лекарственных средств
[ редактировать ]наночастиц и липосом Составы носителей лекарственного средства позволяют увеличить поглощение лекарственного средства, особенно в случае липосом, которые обеспечивают большее поглощение посредством эндоцитоза . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 5 ] Липосомы обычно должны быть защищены путем модификации молекулой полиэтиленгликоля, чтобы преодолеть проблемы нестабильности и агрегации в моче. [ 4 ] Носители лекарств на основе наночастиц и липосом могут быть загружены в образующийся in situ гидрогель, чтобы получить преимущества мукоадгезивных свойств. [ 4 ] Было отмечено, что пустые липосомы сами по себе улучшают течение интерстициального цистита, скорее всего, из-за образования липидной пленки на поврежденном уротелии. [ 3 ] [ 5 ] Разнообразие типов наночастиц, которые можно использовать для переноса лекарств во внутрипузырных составах, в сочетании с возможностью настройки многих из этих частиц в отношении загрузки и скорости высвобождения лекарств делает наночастицы и липосомы очень универсальным и полезным инструментом для внутрипузырной доставки лекарств. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и Гуха Саркар, Шрути; Банерджи, Р. (2010). «Внутрипузырная доставка лекарств: проблемы, текущий статус, возможности и новые стратегии» . Журнал контролируемого выпуска . 148 (2): 147–159. дои : 10.1016/j.jconrel.2010.08.031 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Палуган, Лука; Череа, Маттео; Чирилли, Миколь; Мутахаррик, Салиха; Марони, Алессандра; Зема, Люсия; Мелокки, Алиса; Убольди, Марко; Филиппинка, Илария; Фопполи, Анастасия; Газзанига, Андреа (2021). «Внутрипузырные подходы к доставке лекарств для улучшения терапии заболеваний мочевого пузыря» . Международный фармацевтический журнал : 3 : 100100. дои : 10.1016/j.ijpx.2021.100100 . ПМЦ 8569723 . ПМИД 34765967 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т Сюй, Чунь-Чиен; Чуанг, Яо-Чи; Канцлер Майкл Б. (2013). «Внутрипузырная доставка лекарств при дисфункциональном мочевом пузыре: внутрипузырная терапия» . Международный журнал урологии . 20 (6): 552–562. дои : 10.1111/iju.12085 . ПМИД 23336527 . S2CID 40868359 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Колаволе, Олувадамилола М.; Лау, Крылатый Человек; Мостафид, Хью; Хуторянский, Виталий В. (2017). «Достижения в области систем внутрипузырной доставки лекарств для лечения рака мочевого пузыря» . Международный фармацевтический журнал . 532 (1): 105–117. дои : 10.1016/j.ijpharm.2017.08.120 . ПМИД 28867449 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Джаннантони, Антонелла; Ди Стази, Савино М.; Канцлер Майкл Б.; Константини, Элизабетта; Порена, Массимо (2006). «Новые рубежи внутрипузырной терапии и доставки лекарств» . Европейская урология . 50 (6): 1183–1193. дои : 10.1016/j.eururo.2006.08.025 . hdl : 2108/8799 . ПМИД 16963179 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Эрдогар, Назлы; Искит, Альпер Б.; Мунган, Н. Айдын; Биленсой, Ерем (2012). «Длительное удержание и оценка in vivo катионных наночастиц, нагруженных митомицином С, предназначенных для внутрипузырной химиотерапии опухолей мочевого пузыря» . Журнал микроинкапсуляции . 29 (6): 576–582. дои : 10.3109/02652048.2012.668957 . ПМИД 22468630 . S2CID 207443586 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Эроглу, Музаффер; Ирмак, Стер; Ачар, Абузер; Денкбаш, Эмир Баки (2002). «Разработка и оценка системы доставки мукоадгезивного терапевтического агента для послеоперационной химиотерапии при поверхностном раке мочевого пузыря» . Международный фармацевтический журнал . 235 (1–2): 51–59. дои : 10.1016/S0378-5173(01)00979-6 . ПМИД 11879739 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Бартельмес, Ян; Перера, Глен; Хомбах, Джулиана; Дюннхаупт, Сара; Бернкоп-Шнурх, Андреас (2011). «Разработка мукоадгезивной системы доставки лекарств на основе наночастиц для целенаправленного высвобождения лекарств в мочевом пузыре» . Международный фармацевтический журнал . 416 (1): 339–345. doi : 10.1016/j.ijpharm.2011.06.033 . ПМИД 21726619 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Та, Ханг Чт; Дасс, Криспин Р.; Данстан, Дэйв Э. (2008). «Инъекционные гидрогели хитозана для локализованной терапии рака» . Журнал контролируемого выпуска . 126 (3): 205–216. дои : 10.1016/j.jconrel.2007.11.018 . ПМИД 18258328 . Проверено 31 марта 2023 г.
- ^ Линь, Тиншэн; Ву, Цзиньхуэй; Чжао, Сяочжи; Лиан, Уэйбо; Юань, Аху; Тан, Сяолэй; Чжао, Сай; Го, Хунцянь; Ху, Ицяо (2014). «Плавающий гидрогель in situ для внутрипузырной доставки адриамицина без блокирования мочевыводящих путей» . Журнал фармацевтических наук . 103 (3): 927–936. дои : 10.1002/jps.23854 . ПМИД 24449076 . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Тан, Вэй Шен; Келли, Джон Д. (2018). «Внутрипузырная терапия неинвазивного рака мочевого пузыря с помощью устройств» . Обзоры природы Урология . 15 (11): 667–685. дои : 10.1038/s41585-018-0092-z . ПМИД 30254383 . S2CID 52821678 . Проверено 31 марта 2023 г.
- ^ Видишь ли, Вашингтон; Ся, Ц. (1992). «Региональная химиотерапия новообразований мочевого пузыря с использованием непрерывной внутрипузырной инфузии доксорубицина: влияние одновременного применения диметилсульфоксида на всасывание препарата и противоопухолевую активность» . Журнал Национального института рака . 84 (7): 510–515. дои : 10.1093/jnci/84.7.510 . ПМИД 1545441 . Проверено 31 марта 2023 г.
- ^ Церковь, Мойка; Богатедж, Мэри; Лето, Питер; Богатай, Алеш (2005). «Проницаемость стенки мочевого пузыря свиньи: влияние хитозана и роль кальция» . Европейский журнал фармацевтических наук . 25 (1): 113–121. дои : 10.1016/j.ejps.2005.02.003 . ПМИД 15854807 . Получено 2 марта.