طريقة جديدة لصياغة الأدوية قد تؤدي إلى حبات أصغر – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

New drug-formulation method may lead to smaller pills
(Anne Trafton – بقلم: آن ترافتون)

ملخص المقالة:

ابتكر فريق من المهندسين الكيميائيين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عملية أبسط لدمج الأدوية النافرة للماء في أقراص أو تركيبات دوائية أخرى مثل الكبسولات والأغشية الرقيقة. وتسمح تقنيتهم​​، التي تتضمن إنشاء مستحلب نانوي من الدواء ثم بلورته، بتحميل جرعة أكثر قوة لكل قرص، وبالتالي صنع جرعات أصغر، تحقق نفس التأثير العلاجي.

( المقالة )

تحتوي حوالي 60 في المائة من الأدوية الموجودة في السوق على جزيئات كارهة للماء كمكونات نشطة. وهذه الأدوية، غير القابلة للذوبان في الماء، وقد يكون من الصعب صياغتها إلى أقراص لأنها تحتاج إلى أن تتحلل إلى بلورات صغيرة جدًا حتى يمتصها جسم الإنسان.

والآن، ابتكر فريق من المهندسين الكيميائيين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عملية أبسط لدمج الأدوية النافرة للماء في أقراص أو تركيبات دوائية أخرى مثل الكبسولات والأغشية الرقيقة. وتسمح تقنيتهم​​، التي تتضمن إنشاء مستحلب من الدواء ثم بلورته، بتحميل جرعة أكثر قوة لكل قرص.

“هذا مهم جدًا لأنه إذا تمكنا من تحقيق تحميل عالٍ للعقاقير، فهذا يعني أنه يمكننا صنع جرعات أصغر، ومع ذلك تحقق نفس التأثير العلاجي. ويمكن أن يؤدي هذا إلى تحسين امتثال المرضى بشكل كبير لأنهم يحتاجون فقط إلى تناول دواء صغير جدًا ولا يزال فاعلا” ، يقول ليانغ-هسون تشن، طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة.

باتريك دويل، أستاذ كلية “روبرت ت. هاسلام” للهندسة الكيميائية، هو المؤلف الأكبر للورقة العلمية، التي تظهر في عدد 7 يونيو من مجلة “المواد المتقدمة” (Advanced Materials).

مستحلبات النانو

تتكون معظم الأدوية من مكون نشط يتم دمجه مع مركبات أخرى تسمى السواغات، والتي تساعد على استقرار الدواء والتحكم في كيفية إطلاقه في الجسم. وتسمى الأقراص أو الكبسولات أو الأغشية الناتجة بالتركيبات.

ولإنشاء تركيبات من الأدوية الكارهة للماء في الوقت الحالي، تستخدم شركات الأدوية عملية تتطلب طحن المركب إلى البلورات النانوية، والتي يسهل على الخلايا البشرية امتصاصها. ثم يتم مزج هذه البلورات مع السواغات. والسواغ الذي غالبًا ما يُخلط مع الأدوية النافرة للماء هو ميثيل السلولوز، وهو مركب مشتق من السليلوز. ويذوب ميثيل السلولوز بسهولة في الماء، مما يساعد على إفراز الأدوية بشكل أسرع في الجسم.

وهذه الطريقة مستخدمة على نطاق واسع، ولكن بها العديد من أوجه القصور، وفقًا لفريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ويقول تشين: “إن خطوة الطحن تستغرق وقتًا طويلاً وتستهلك الكثير من الطاقة، ويمكن أن تسبب عملية الكشط تغييرات في خصائص المكونات النشطة، والتي يمكن أن تقوض التأثيرات العلاجية”.

وشرع تشين والبروفيسور دويل في التوصل إلى طريقة أكثر فاعلية للجمع بين الأدوية النافرة للماء مع ميثيل سلولوز، من خلال تكوين مستحلب. والمستحلبات عبارة عن مزيج من قطرات الزيت المعلقة في الماء، مثل الخليط الذي يتكون عند رج صوص سلطة الزيت والخل.

وعندما تكون هذه القطرات على مقياس نانومتر في القطر، فإن هذا النوع من الخليط يسمى مستحلب نانوي. ولصنع مستحلب النانو الخاص بهم، أخذ الباحثون عقارًا نافرًا من الماء يسمى فينوفايبرات ، والذي يستخدم للمساعدة في خفض الكوليسترول، وحله في زيت يسمى أنيسول. ثم قاموا بدمج هذه المرحلة الزيتية مع ميثيل السلولوز المذاب في الماء، باستخدام الموجات فوق الصوتية (موجات صوتية) لتكوين قطرات زيت نانوية. ويساعد ميثيل السلولوز في الحفاظ على قطرات الماء والزيت من الانفصال مرة أخرى لأنها برمائية، بمعنى أنها يمكن أن تلتصق بكل من قطرات الزيت والماء.

وبمجرد تكوين المستحلب، يمكن للباحثين تحويله إلى هلام عن طريق تقطير السائل في حمام مائي ساخن. وعندما تصطدم كل قطرة بالماء، تتجمد في غضون أجزاء من الثانية. ويمكن للباحثين التحكم في حجم الجسيمات عن طريق تغيير حجم الحافة المستخدمة لتقطير السائل في الحمام المائي.

يقول البروفيسور دويل: “يكون تكوين الجسيمات فوريًا تقريبًا، لذا فإن كل ما كان موجودًا في قطرة السائل الخاص بك يتحول إلى جسيم صلب دون أي خسارة”. ويضيف؛ “بعد التجفيف، لدينا بلورات نانوية من فينوفايبرات موزعة بشكل موحد في مصفوفة ميثيل السلولوز”.

حبوب أصغر، مزيد من الدواء

بمجرد تشكيل الجسيمات المحملة بالبلورات النانوية، يمكن سحقها إلى مسحوق ثم ضغطها في أقراص،  باستخدام التقنيات القياسية لتصنيع الأدوية. وبدلاً من ذلك، يمكن للباحثين صب الهلام في قوالب بدلاً من تقطيره في الماء، مما يسمح لهم بصنع أقراص دواء بأي شكل.

وباستخدام تقنية مستحلب النانو الخاصة بهم، تمكن الباحثون من تحقيق تحميل دوائي بنسبة 60 في المائة. وفي المقابل، تحتوي تركيبات الفينوفيبرات المتوفرة حاليًا على تركيز دوائي يبلغ حوالي 25 بالمائة. ويقول الباحثون إنه يمكن تكييف هذه التقنية بسهولة لتحميل تركيزات أعلى من خلال زيادة نسبة الزيت إلى الماء في المستحلب.

ويقول تشين: “هذا يمكن أن يمكننا من صنع أدوية أكثر فاعلية وأصغر حجمًا يسهل ابتلاعها، ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا جدًا للعديد من الأشخاص الذين يجدون صعوبة في ابتلاع الأدوية”.

ويمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة لصنع أغشية رقيقة – نوع من تركيبات الأدوية التي أصبحت مستخدمة على نطاق واسع في السنوات الأخيرة، وهي مفيدة بشكل خاص للأطفال وكبار السن. وبمجرد صنع مستحلب نانوي، يمكن للباحثين تجفيفه إلى غشاء رقيق يحتوي على بلورات نانوية مدمجة فيه.

وتشير التقديرات إلى أن حوالي 90 في المائة من الأدوية التي يتم تطويرها الآن هي أدوية نافرة للماء، لذلك يمكن استخدام هذا النهج لتطوير تركيبات لتلك الأدوية، بالإضافة إلى الأدوية المضادة للماء المستخدمة بالفعل، كما يقول الباحثون. والعديد من الأدوية المستخدمة على نطاق واسع، بما في ذلك الإيبوبروفين والأدوية الأخرى المضادة للالتهابات مثل كيتوبروفين ونابروكسين، هي نافرة للماء.

“مرونة النظام هي أنه يمكننا اختيار زيوت مختلفة لتحميل أدوية مختلفة، ثم تحويلها إلى مستحلب نانوي باستخدام نظامنا. لا نحتاج إلى إجراء الكثير من تحسين التجربة والخطأ لأن عملية الاستحلاب نفس الشيء، “، يقول تشين.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر: 

https://phys.org/news/2021-06-drug-formulation-method-smaller-pills.html

لمزيد من المعلومات:   “Design and Use of a Thermogelling Methylcellulose Nanoemulsion to Formulate Nanocrystalline Oral Dosage Forms” Advanced Materials (2021). onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202008618