عندما يلتقي العلم بالصحة: تحليل التقنيات المتقدمة مثل ASD وSD لتحسين ذوبانية المواد الدوائية
اكتشف معنا في هذا المقال الشامل أحدث التقنيات التي تعمل على تعزيز ذوبانية المواد الدوائية وتحسين امتصاصها، حيث نلقي نظرة على تقنيات مثل تشتت الصلب وتشكيل ASDs، ونستعرض البدائل المبتكرة المقدمة واكتشف كيف يمكن لهذه التقنيات زيادة فعالية الدواء وتحسين تجربة المريض. تحظى تقنيات تعزيز ذوبانية المواد الدوائية بأهمية كبيرة في عالم الصيدلة الحديثة. في هذا السياق، يأخذنا هذا المقال في رحلة مثيرة نحو مستقبل الرعاية الصحية، حيث نستكشف حلاً للتحديات التي تعترض تحقيق ذوبانية مثلى للمواد الدوائية.
تتواجد حلول مختلفة لتحقيق ذوبانية أفضل للمادة الدوائية بما في ذلك التشتت الصلب (غير المنتظم)، وتقنيات المعالجة الرئيسية المستخدمة وهي تجفيف الرذاذ (spray drying) وطرق البثق على الساخن (melt extrusion). كل منهما يأتي مع بعض العيوب إما في معالجة المسحوق الناعم جداً الناتج عن تجفيف الرذاذ أو في التعامل مع الأدوية الحساسة للحرارة في عمليات البثق على الساخن. في هذا المقال سأقوم بمشاركة بعض البدائل معكم كما قدمها Norbert Pöllinger في مقاله الذي نُشر في Tablets&Capsules
تعزيز الذوبانية Boosting Solubility: زيادة فعالية الامتصاص وامتثال المريض
إن فعالية الدواء مرتبطة مع ذوبانيته. بدونها، يصنف الدواء بأنه ذو فعالية أقل أو غير فعّال على الإطلاق في حال عدم تحقيقه تركيزًا علاجيًا في جسم المريض. في حالة وجود فارق كبير بين ذوبانية المكون الدوائي الفعّال (API) والكمية التي يجب امتصاصها، يجب اتخاذ تدابير ومنها: تشتت غير متبلور صلب (ASD) وتشتت الصلب (SD) بما في ذلك المذيبات.
تقنية ASD هي تقنية تُستخدم في تصنيع المستحضرات الدوائية لتحسين ذوبانية المركبات الدوائية ذات الذوبانية الضعيفة. في هذه العملية، يتم تشتيت المكون الفعّال، الذي يكون في الغالب بنية بلورية، داخل مصفوفة بوليمرية بتشكيل غير بلوري. الهدف من هذا العملية هو تحويل المكون الفعّال إلى شكل غير بلوري، حيث لا تكون لديه هيكل بلوري محدد.
الخطوات الأساسية في تقنية ASD تشمل:
1. حل المكون الفعّال والبوليمر في مذيب عضوي: يتم حل المكون الفعّال الذي يكون بشكل بنية بلورية في مذيب عضوي مع البوليمر، وذلك لتكوين محلول.
2. تبخير المذيب: يتم تبخير المذيب العضوي بطرق مختلفة، مثل تسخين المحلول أو استخدام تقنيات الهز الكهرومغناطيسي.
3. تشكيل ASD: بعد تبخير المذيب، يتم تشكيل المكون الفعّال والبوليمر في شكل غير بلوري داخل المصفوفة البوليمرية.
البوليمرات المستخدمة بشكل شائع لتكوين ASDs هي بوليفينيل بيرووليدون (PVP K25 وK30)، وبوليفينيل بيرووليدون/ فينيل أسيتات كوبوليمر (كوليدون VA 64)، ومشتقات البوليمي ثاكريليت (مثل أنواع اليودراجيت)، وهيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز (HPMC) وهيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز أسيتات سوكسينات (HPMC AS).
لا تلزم أي طاقة لكسر الهيكل البلوري. لهذا السبب، بالنسبة للشكل البلوري، يمكن للشكل الغير بلوري للعديد من الأدوية ذات الذوبانية الضعيفة في الماء تحقيق ذوبانية مائية ظاهرة أعلى بشكل كبير وذوبان أسرع بشكل ملحوظ. يُعرف أيضًا أن ASDs يمكن أن تؤدي إلى تحسين تدفق الغشاء بسبب فرط التشبع الأعلى وبالتالي، تعزيز الامتصاص الحيوي. يعمل البوليمر المائي الهيدروفيلي في ASD على تحسين قابلية تبليل الأدوية الدهنية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتضمن ASDs مواد التشحيم لتحسين إطلاق الدواء واستقراره.
لإنتاج ASDs بطريقة تبخير المذيب بديلًا، يتم حل المركب الفعّال في مذيب عضوي، مثل الإيثانول، مع بوليمر، مثل بولي فينيل بيروليدون (PVP) (الشكل 2).
قد لا تكون تقنية البثق على الساخن تكنولوجيا قابلة للتطبيق لتحويل المركبات حساسة للحرارة إلى ASDs؛ قد يؤدي التسخين إلى تفكك كيميائي أو إلغاء نشاط المكون الفعّال.
عند استخدام مزائج من المذيبات، يُفضل استخدام أنظمة azeotropeلأنها تتيح التبخر السريع والإنتاج الفعّال. بمجرد تبخر المذيب العضوي، يتم تحقيق تشتت صلب غير بلوري من المكون الفعّال والبوليمر – بشرط أن يكون قد تم استخدام جودة بوليمر قابلة للتطبيق ونسبة مناسبة من المكون الفعّال إلى البوليمر. تؤدي تبخر المذيب(ات) إلى تكوين طبقة مشتتة صلبة غير بلورية على حبيبات البداية أو حبيبات المصفوفة ASD.
تقنية SD تعني تشتت الصلب (Solid Dispersion) وهي تقنية أخرى تستخدم لتحسين ذوبانية وبالتالي امتصاص المركبات الدوائية ذات الذوبانية الضعيفة. في تقنية SD، يتم توزيع المركب الفعّال داخل مصفوفة صلبة. هناك عدة طرق لتحضير تشتت الصلب، ومن بينها:
1. طريقة التشتيت بالذوبان (Melt Dispersion): يتم ذوبان المكون الفعّال والبوليمر معًا في درجات حرارة عالية، ثم يتم تبريد المزيج لتكوين مصفوفة صلبة.
2. طريقة التشتيت بالذوبان الجاف (Dry Melt Dispersion): يتم خلط المركب الفعّال والبوليمر جافًا، ثم يتم تشكيلهما بواسطة الضغط والحرارة.
3. تشتت الصلب بواسطة الانصهار والتجميد (Melting and Freezing): يتم تذويب المركب والبوليمر معًا ثم يتم تبريدهما بسرعة لتشكيل المصفوفة الصلبة.
تقنية SD تساهم في تكوين مصفوفة صلبة حيث يتم تشتيت المكون الفعّال بشكل متجانس داخل المصفوفة. هذا يؤدي إلى زيادة ذوبانية المركب الفعّال وتسريع عملية الذوبان، مما يعزز امتصاصه في الجسم ويحسن فعاليته. تقنية SD تستخدم مجموعة متنوعة من البوليمرات والمواد المساعدة لتحقيق أهداف تحسين الذوبانية والأداء الدوائي.
يمكن أن يضمن النهج التشكيلي المتعدد الجزيئات – بما في ذلك كل من ASD وSD – بحيث يكون هناك ذوبانية وامتصاص فعّالين. من ناحية أخرى، يمكن أن يعزز قبول المريض فيما يتعلق بطعم وحجم الدواء. غالبًا ما يتم ضغط المكون الفعّال في أقراص كبيرة. ولكن هذا النهج يمكن أن يكون مشكلة لكل من الأطفال وكبار السن، الذين قد يواجهون مشاكل في التذوق أو صعوبة في بلع الأقراص الكبيرة. تقدم استراتيجيات متعددة الجزيئات – مثل الحبيبات والبيليتات – بديلاً أفضل من حيث الطعم.
تقدم الاستراتيجيات الخاصة بتحسين الذوبانية
تقدمت بعض الاستراتيجيات للمساعدة في التغلب على بعض التحديات الرئيسية المرتبطة بالتشتت البلوري الصلب (ASDs). استخدام مشتقات السليلوز كمثبتات مع مثبتات الرقم الهيدروجيني، مثل استر الهيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز الخلات السوكسينات، ساعد في تجاوز بعض المشكلات الأساسية المتعلقة بإطلاق الدواء من المنتجات الأحادية التي تم تكوينها باستخدام البوليمرات المحبة للماء.
البوليمرات المحبة للماء تميل إلى التجمع عند التلامس مع محلول مائي عند درجة حموضة منخفضة، مما يعوق إطلاق الدواء، تمكِّن البوليمرات السليلوزية من ذوبان الجسيمات المتفرقة.
يُفترض أن تجمع أنظمة التشكيل المشترك Co-amorphous system بين مزايا التشكيل المشترك ونظام تشتت صلب مع عدد أقل من العيوب ,واستخدام أنظمة التشكيل المشترك هو تقنية جديدة نسبيًا حيث يتم تثبيت الدواء البلوري عن طريق تفاعلات بين الجزيئات البلورية بفضل مواد مساعدة ذات وزن جزيئي منخفض (وتكون الأحماض الأمينية خيارًا نموذجيًا).