Niozomların oral yolla uygulanması

Oral olarak verilen etkin maddelerin oral biyoyararlanımı etkin maddenin GI sistemdeki düşük çözünürlüğü, bağırsak duvarında sitokrom enzimlerince metabolize olması, P-gp pompasıyla bağırsak lümenine geri salınması, absorbe olamaması ve karaciğerde sitokrom enzimlerince parçalanması gibi nedenlerden dolayı kısıtlı olabilmektedir (Walle ve Walle, 1998) (Şekil 1.9):

Karaciğer Portal ven

Absorpsiyon

Metabolizma

Bağırsak duvarı

Metabolizma

Biyoyararlanım İlaç

Akış

Atılım

Karaciğer Portal ven

Absorpsiyon

Metabolizma

Bağırsak duvarı

Metabolizma

Biyoyararlanım İlaç

Akış

Atılım

Şekil 1.9. Oral olarak verilen etkin maddelerin oral biyoyararlanımının sağlanması için geçmesi gereken bariyerler.

Oral yolla uygulanan bir etkin maddenin absorbe olabilmesi için GI sistemde dağıldıktan sonra çözünmesi, emilime uğradığı bölgeye parçalanmadan gelip (mide, bağırsak) emilerek kana geçmesi gerekmektedir. Oral biyoyararlanımı kısıtlı etkin

maddelerin biyoyararlanımını artırmak için partiküler ilaç taşıyıcı sistemler (İTS) kullanılabilmektedir. İTS’ler farklı çözünürlükteki etkin maddeleri enkapsüle ederek GI sistemdeki stabilitelerini ve bağırsaktan emilimini artırabilmektedir.

GI sistemde fizyolojik koşulların farklılığı nedeniyle, partiküler sistemlerin bazı kriterleri sağlaması gerekmektedir. Öncelikle GI sistemdeki degradasyona dayanıklı olmaları ve böylece içerdikleri etkin maddeleri degradasyondan koruyabilmeleri gerekmektedir. İkincisi, partiküller içindeki etkin maddelerin terapötik olarak etkili olabilmeleri için partiküllerin GI sistemde etkin bir şekilde absorbe edilmeleri gerekmektedir. (Chen ve Langer, 1998) . Bugün için pekçok çalışma göstermektedir ki, mikronaltı boyuttaki partiküllerin alınan dozunun ancak % 2-3’ü absorbe edilebilmektedir. (Florence, 1997).

Şekil 1.10’da bağırsaktan makromoleküller ve partiküllerin potansiyel giriş yolları gösterilmektedir. Üç muhtemel yol tanımlanmaktadır (Florence, 1997):

1) Paraselüler geçiş: Epitelyal hücreler arasındaki sıkı birleşim yerlerinden (tight junction) yapılan geçiştir.

2) Transselüler geçiş: Epitelyal hücreler yani enterositler içinden geçişi içermektedir. Bu geçiş hücreler içine pasif difüzyon ile, endositoz ve bazolateral kısımda çıkış (transsitoz) ile gerçekleşmektedir. Apikal kısımdan alımı takiben bazolateral kısma pasif difüzyonu gerektiren bir taşıma işleminde taşıyıcılar ve pompalar da içerilebilir.

3) M-hücrelerinden geçiş: İntestinal lümen içindeki partiküller bağırsak yapısında bulunan M-hücrelerinin apikal yüzeylerine yerleştikten sonra bu hücrelerce transsitoz vasıtasıyla alınmakta ve mezenterik lenf kanallarına girmektedir (Chen ve Langer., 1998, Florence, 1997).

Şekil 1.10. Lenfatik sistem ve kan dolaşımı için partiküllerin geçişi için muhtemel üç yolun gösterimi (1:Paraselüler geçiş, 2:Transselüler geçiş, 3:M-hücrelerinden geçiş).

Partiküllerin intestinal absorbsiyonu öncesinde gözönüne alınması gereken faktörler şunlardır (Florence ve Hussain, 2001;Chen ve Langer, 1998):

 Taşıyıcıların GI sistemde fiziksel stabiliteleri,

 Taşıyıcı ve etkin maddenin kimyasal stabilitesi,

 GI sistemi geçiş zamanları,

 Partiküllerin alındığı bölgede kalış zamanları,

 GI içerik ile etkileşimleri,

 Mukustan geçiş,

 Epitelyal yüzeylere adezyon,

 Hücresel alım için uyaran,

 GI sistemden absorbe edilecek partiküllerin çapı [küçük kolloidal -mikron altı- partiküllerin enterositlerden transselüler yolakla (endositoz) absorbe edilebilirken daha büyük -birkaç mikron- partiküllerin M-hücreleri vasıtasıyla absorbe edildiği gösterilmiştir].

 Partiküllerin yapısı ve yüzey özellikleri.

Niozomların problemli etkin maddelerin oral biyoyararlanımını artırdığını gösteren çeşitli araştırmalar bulunmaktadır.

Niozomların oral olarak uygulanması ile ilgili ilk çalışma Azmin ve ark.’ı (1985) tarafından yapılmıştır. Araştırmacılar metotreksatı, polisorbat 80, kolesterol ve disetil fosfat (DCP) ile hazırladıkları niozomlara yüklemişlerdir. Deney hayvanlarına oral yolla tek başına ve niozomlara yüklü olarak metotreksatın verilmesinden sonra etkin maddenin serum konsantrasyonu belirlenmiştir (Şekil 1.11) Niozomların oral yolla uygulanması neticesinde karaciğere bütün olarak giren niozomların burada parçalanarak etkin maddeyi sirkülasyona saldığı ve dolayısıyla karaciğerin depo vazifesi gördüğü belirtilmiştir. Niozomlarla metotreksatın hızlı bir şekilde metabolitinin oluşması önlenmiş ve sonuçta oral biyoyararlanımı artmıştır.

Serbest MTX Niozomlara yüklü MTX

Zaman (saat)

MTX µg/ml serum

Serbest MTX Niozomlara yüklü MTX

Zaman (saat)

MTX µg/ml serum

Şekil 1.11. Farelere oral yolla 2,72 mg MTX/kg dozda serbest Metotreksat (MTX) □, % 6 polisorbat 80 içinde MTX ■, tip A niozomlarına yüklü MTX○ve tip B niozomlarına yüklü MTX ● uygulaması sonucunda elde edilen MTX serum konsantrasyonları (Azmin ve ark.,1985).

Varshosaz ve ark. (2003), insülin içeren Span 20, 40, 60 ve 80’den oluşan niozomları hazırlamışlardır. Bunların içinde proteolitik enzimler ve safra tuzlarına karşı insülini en iyi koruyan niozomlar, Span 60 ile hazırlanan niozomlar olmuştur.

Oral insülin uygulaması için Span 60 niozomlarının gelecek vaat ettiği belirtilmiştir (Şekil 1.12).

Kemotripsin Tripsin

% Bozunmamış insülin

Span20 Span40 Span 60 Span 80 İnsülin Çöz.

Kemotripsin Tripsin

% Bozunmamış insülin

Span20 Span40 Span 60 Span 80 İnsülin Çöz.

pepsin

% Bozunmamış insülin

Span20 Span40 Span 60 Span 80 İnsülin Çöz.

pepsin

% Bozunmamış insülin

Span20 Span40 Span 60 Span 80 İnsülin Çöz.

Şekil 1.12. Span:kolesterol (7:3) niozomlarına yüklü insülinin 3 saat kimotripsin ve tripsin çözeltilerinde ve 1 saat pepsin çözeltisinde inkübe edilmesi sonucunda belirlenen stabilitesi (Varshosaz ve ark., 2003).

Benzer sonuçlar insülin yüklü polioksietilen alkil eter (Brij) niozomları için de elde edilmiştir (Pardakhty ve ark., 2007).

Rentel ve ark. (1999), oral aşı formülasyonu geliştirmek amacıyla ovalbuminin niozom formülasyonunu hazırlamışlardır. Formülasyonların oral uygulama neticesinde antikor titresini artırdığı belirlenmiştir (Şekil 1.13).

Serumn IgG cevabı

Gün Absorbans (490 nm)

Nio yüklü Ova.

Tampon Ova.

Nio.

Nio.+Ova.

Serumn IgG cevabı

Gün Absorbans (490 nm)

Nio yüklü Ova.

Tampon Ova.

Nio.

Nio.+Ova.

Serumn IgG cevabı

Gün Absorbans (490 nm)

Nio yüklü Ova.

Tampon Ova.

Nio.

Nio.+Ova.

Serumn IgG cevabı

Gün Absorbans (490 nm)

Nio yüklü Ova.

Tampon Ova.

Nio.

Nio.+Ova.

Şekil 1.13. Ovalbumin yüklü niozomların farelere oral yolla uygulamasından sonra elde edilen antikor titrelerinin sonuçları (Rentel ve ark., 1999).

Bir diğer çalışmada ise Jain ve ark. (2005), oral yolla uygulanabilecek aşı formülasyonlarının geliştirilmesine yönelik olarak plazmit DNA’yı stearilamin ve

o-palmitoil mannan ile kaplı Span 60 niozomlarına yüklemişlerdir. Sonuç olarak kaplamanın stabiliteyi artırdığı ve hazırlanan niozom formülünün antijen ve makromoleküllerin oral olarak verilişi için uygun olduğu belirtilmiştir.

Attia ve ark. (2007), oral biyoyararlanımı düşük olan ve türlerarası farklılık gösteren asikloviri Span 60 niozomlarına yüklemişlerdir. Tavşanlarda yapılan in vivo deneylerde asiklovirin biyoyararlanımı niozomal dispersiyon halinde verilmesi durumunda çözelti halindeki serbest etkin maddeye göre 2 katına çıkmıştır.

Niozomlarla etkin maddenin çıkışı uzadığından ortalama kanda kalış süresi de anlamlı derecede uzamıştır.

Nasr (2010), romatoit artrit ve osteoartrit tedavisinde kullanılan, çözünürlüğü düşük selekoksibi kolesterol, Span 60 ve DCP ile hazırladığı proniozomlara yüklemiştir. Kapsüllere koyulan proniozomların in vivo etkinliği insan gönüllülerde incelendiğinde, piyasa preparatı olan Celebrex kapsüle göre biyoyararlanımın daha iyi olduğu bulunmuştur. Farmakokinetik parametreler incelendiğinde ortalama Tmax

ve AUC değerlerinin proniozom ile uygulamada arttığı gözlenmiştir (Çizelge 1.4).

Böylece proniozomlardan oluşan niozomların selekoksibin çözünürlüğünü artırarak oral biyoyararlanımı artırdığı gösterilmiştir.

Çizelge 1.4. 200 mg tek dozluk proniozomlara yüklü selekoksibin ve piyasa preparatı Celebrex kapsüllerin gönüllü insan deneklere (n=6) oral olarak uygulanması neticesinde elde edilen farmakokinetik parametreler (Nasr, 2010).

Farmakokinetik

Parametreler Celebrex kapsül Proniozomal kapsül Farmakokinetik

Parametreler Celebrex kapsül Proniozomal kapsül

Herbir değer 6 denekten elde edilen verilerin ortalama ±standart sapma değerlerini gösterir. * p0,05 ANOVA testine göre piyasa preparatı ve proniozomlar arasında anlamlı fark bulunmaktadır.** Wilcoxon işaretli sıralama testine göre piyasa preparatı ve proniozomlar arasında anlamlı fark bulunmaktadır.

Peptit-protein yapısındaki vazopresinin oral yolla verilişi için de niozomlara yüklenerek stabilitesi artırılmaya çalışılmıştır (Yoshida ve ark.,1992). Araştırmacılar sistemin vazopresinin oral biyoyararlanımı artırmadaki etkinliği üzerinde ileri araştırmaların yapılmasının gerektiğini belirtmişlerdir.

İn sitü olarak sıçan bağırsak modelinde yapılan çalışmada siprofloksazin ve norfloksazin yüklü niozomların siklodekstrinlerle inklüzyon komplekslerinin etkin maddelerin intestinal absorsiyonunu artırdığı bulunmuştur (D’Souza ve ark., 1997).