Riassunto analitico
La somministrazione topica dei farmaci è una via di forte interesse in quanto presenta diversi vantaggi rispetto altri tipi di somministrazione, tra i quali un’alta compliance da parte del paziente grazie alla semplicità di applicazione e alla non invasività, un maggiore controllo sul rilascio e assorbimento del farmaco e una diminuzione degli effetti avversi. La ricerca nel trovare il miglior vettore per trasportare farmaci a livello della pelle è in costate avanzamento, con lo scopo di migliorare l’efficacia della terapia farmacologica. Negli ultimi anni nanoparticelle lipidiche chiamate Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) e Nanostructure Lipid Carriers (NLCs) sono state ampiamente investigate e applicate quali promettenti strumenti per il direzionamento topico. Gli obiettivi principali di questo studio hanno riguardato lo sviluppo e la caratterizzazione di differenti formulazioni di nanoparticelle lipidiche prodotte utilizzando due lipidi solidi (palmitato di cetile e witepsol E85) e due lipidi liquidi (acido oleico e miglyol 812). Attraverso la tecnica del Dynamic Light Scattering (DLS) le nanoparticelle sono state caratterizzate in termini di dimensione, indice di polidispersione e potenziale zeta, mentre un’indagine morfologica è stata compiuta tramite SEM e cryo-SEM. Le formulazioni sono state sottoposte ad uno studio di stabilità alla conservazione e uno studio di stabilità colloidale. Le nanoparticelle hanno dimostrato avere un basso indice di polidispersione, dimensioni inferiori a 300 nm, il che ne permette un corretto impiego per uso topico, e valori negativi di potenziale zeta che ne prevengono l’aggregazione. Le formulazioni hanno dimostrato buona stabilità a temperatura ambiente e una buona stabilità colloidale. Per svelare il profilo di permeazione cutanea dei nanosistemi lipidici è stata condotta un'indagine intrappolando nelle nanoparticelle calceina, che simulando il farmaco ha permesso di valutare con metodo spettrofotometrico e fluorimetrico la capacità di penetrazione delle barriere cutanee. Sono stati condotti test in vitro con pelle di orecchio di maiale e strato corneo utilizzando il Franz diffusion cell. È stato anche condotto un test in vitro sfruttando il Phospholipid Vesicle-Based Permeation Assay (PVPA). Tutte le formulazioni hanno portato a buoni risultati e un chiaro aumento di permeazione se comparati alla sola calceina libera. In particolare, le NLCs prodotte utilizzando come lipide solido palmitato di cetile e come lipide liquido acido oleico hanno evidenziato uno spiccato aumento di permeazione della calceina facendo ben sperare per un possibile futuro utilizzo a livello transdermico. È stato condotto un test di vitalità cellulare su fibroblasti, ottenendo buoni risultati in termini di biocompatibilità; solamente NLCs palmitato di cetile / acido oleico sono risultate citotossiche a concentrazioni di lipidi superiori a 0.5 mg/ml. Le nanoparticelle lipidiche testate dunque possono essere un punto di partenza per produrre formulazioni con l’obiettivo di direzionare farmaci a livello topico.
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Abstract
The topical administration of medicinal products is a highly interesting route as it has several advantages over other routes of administration, among them a high compliance on the part of the patient due to the simplicity of application and non-invasiveness, increased control over the release and absorption of the drug and a decrease in systemic adverse effects.
Research into finding the best carrier for transporting medicines at the level of the skin is in constant progress, with the aim of improving the effectiveness of the drug therapy.
In recent years lipid nanoparticles called Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) and Nanostructured Lipid Carriers (NLCs) have been extensively investigated and applied as promising tools for skin application and drug delivery.
The main objectives of this study were the development and characterization of different formulations of lipid nanoparticles produced using two solid lipids (cetyl palmitate and witepsol E85) and two liquid lipids (oleic acid and miglyol 812). Through the Dynamic Light scattering (DLS) technique, nanoparticles have been characterized in terms of size, polydispersity index and zeta potential, while a morphological survey has been carried out using SEM and cryo-SEM. The formulations were subjected to a storage stability study and a colloidal stability. Nanoparticles have been shown to have a low polydispersity index, sizes lower than 300 nm, allowing proper use for topical application, and negative zeta potential values preventing aggregation. The formulations showed good stability at room temperature and good colloidal stability.
In order to reveal the skin permeation profile of lipid nanosystems, a study was carried out by trapping calcein in nanoparticles, which simulated a cargo/ drug and allowed to quantify the skin barriers penetration by spectrophotometric and fluorometric method. In vitro tests were carried out with pig ear skin and isolated stratum corneum using the Franz diffusion cell. An in vitro test using the Phospholipid Vesicle-Based Permeation assay (PVPA) was also conducted. All six formulations have led to good results and a clear increase in permeation compared to free calcein. In particular, the NLCs produced using as solid lipid cetyl palmitate and as liquid lipid oleic acid have evidenced a marked increase of permeation of the calcein making sure for a possible future use for transdermal application.
A cell viability test on fibroblasts was conducted, obtaining good results in terms of biocompatibility; only NLCs of cetyl palmitate / oleic acid were cytotoxic for concentrations of lipids above 0.5 mg/ml.
The lipid nanoparticles developed can therefore be a starting point to produce formulations with the aim of directing drugs at the topical level.
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