SlideShare a Scribd company logo
„Nano-in-micro" száraz porinhalációs
rendszerek előállítása és vizsgálata
Party Petra
IV. éves gyógyszerészhallgató
Gyógyszertechnológiai és Gyógyszerfelügyeleti Intézet
SZTE-GYTK
2
Emfizéma
Bronchitis
Tuberkulózis
Karcinóma
Cisztás
fibrózis
Pneumónia
Influenza
Asztma
Lokális kezelés
Diabetes mellitus,
Osteoporosis,
Akut fájdalom,
Szkizofrénia,
Alzheimer kór
Szisztémás kezelés
Kíméletes
Nagy helyi
koncentráció
Nagy felület
Gyors
felszívódás
Nincs „first
pass” effektus
Kooperáció
Bevezető:
Inhalációs terápia indokoltsága
Benke E., Farkas Á., Balásházy I., Szabóné Révész P., Ambrus R., Szárazporinhalációs készítmények bevitelére alkalmas eszközök és modern szerelékek aktualitásai, Gyógyszerészet 62. 131-139. 2018.
3
Légcső
Főhörgők
Hörgők
Hörgőcskék
Léghólyagok
Érrendszer
>5 μm
1,22 cm
0,45-1,22 cm
0,05-0,45 cm
<0,05 cm
Anatómiai átmérő Deponálódott
részecske átmérő
1,80 cm
1-5 μm
<1 μm
Impaktáció
Szedimentáció
Diffúzió
Chvatal A., Benke E., Szabóné Révész P., Ambrus R., Új formulálási stratégiák a porinhalációs készítmények előállításában, Gyógyszerészet 60. 1-10. 2016.
Bevezető:
Részecskeméret fontossága
Hordozó alapú Hordozómentes
Bevont Szferoid PulmoSol®
Technosphere® Pórusos Trojan
R Ambrus, E Benke, Á Farkas, I Balásházy, P Szabó-Révész:Novel dry powder inhaler formulation containing antibiotic using combined technology to improve aerodynamic properties,
European Journal of Pharmaceutical Sciences 123, 20-27, 2017
Pomázi, A., Ambrus, R., Szabóné Révész, P.: Physicochemical stability and aerosolization performance of mannitol-based microcomposites. J Drug Deliv Sci Technol. 24 (4) 397-403, 2014.
4
Hatóanyag
~1-5 µm
Hordozó
szemcse
~200 µm
Részecske
~1-10 µm
Bevezető:
Száraz porinhalációs rendszerek (DPI)
5
Hordozómentes DPI készítmény
Modern előállítási technika
Korszerű segédanyagok
Nanorészecskék rendeződése
mikronos szemcsékké
Jó aerodinamika
Magas tüdődepozíció >30% (gyári)
Krónikus obstruktív tüdőbetegség,
Cisztás fibrózis, Tüdőkarcinóma
Célkitűzés
CF
Tumor
Tumor
terápia
Krónikus
obstruktív
tüdő-
betegség
Cisztás
fibrózis
Shiho Ayakawa et al.: Antitumor effects of a cyclooxygenase-2 inhibitor, meloxicam, alone and in combination with radiation and/or 5-fluorouracil in cultured tumor cells. Molecular Medicine
REPORTS (2009); Ambrus et al.: Cytotoxicity testing of carrier-based microcomposites for DPI application. Pharmazie (2011); Bavbek S et al.: Safety of meloxicam in aspirin-hypersensitive patients
with asthma and/or nasal polyps. Int Arch Allergy Immunol (2007); Tsubouchi Y et al.: Meloxicam inhibits the growth of non small cell lung cancer. Anticancer Res (2000)
Arafa HMM et al.: Anti-fibrotic effect of meloxicam in a murine lung fibrosis model. Eur J Pharmacol (2007)
6
Modell-hatóanyag: Meloxikám
Tumor sejtek
Nekrózis
„Nano-in-micro” rendszer
Tüdő epithel sejt
Inhalációs
terápia
Csilla Bartos, Piroska Szabó-Révész, Csaba Bartos, Gábor Katona, Orsolya Jójárt-Laczkovich, Rita Ambrus: The effect of an optimized wet milling technology on the crystallinity,
morphology and dissolution properties of micro-and nanonized meloxicam, Molecules 21 (4), 507, 2016
7
Meloxikám
2,5 %
PVA oldat
Szemcseméret
Nedves őrlés
500 rpm
60 perc
20 g ZrO2 gyöngy
bolygómalom
18 g
2 g
Nano-
szuszpenzió
0,135 μm ± 0,02
Termék előállítás 1.
8
Minta MX (g/l) PVA (g/l) LEU (g/l) Kitermelési %
MXnano1_LEU0 4 0,9 - 44,50
MXnano1_LEU0,5 4 0,9 2 56,76
MXnano1_LEU1 4 0,9 4 57,78
Szemcseméret
Porlasztva szárítás
T: 165 °C
Asp: 85 %
Pump: 3 ml/perc
Nano-
szuszpenzió
-.
Meloxikám
PVA
H2O
Leucin
MXnano1
LEU0
MXnano1
LEU0,5
MXnano1
LEU1
Termék előállítás 2.
Fizikai-
kémiai
sajátságok
In vitro
vizsgálatok
In vitro
sejtvonal
In vivo
vizsgálatok
Gyógyszer
forma
vizsgálat
Méret
Morfológia
Szerkezet
Oldékonyság
Hatóanyag
felszabadulás
Permeabilitás
Pulmonális epitel
kultúra (A549)
Sejtkapcsolat
vizsgálatok
Toxicitás
Calu-2 sejtvonal
Aerodinamikai
vizsgálatok
In silico modellek
Porreológia
Stabilitás
Szisztémás hatás
Szövettani
vizsgálatok
0
20
40
60
80
100
120
0,01 0,1 1 2,00 5,00 10
Product Conc. (mg/ml)
Living
cells
(%)
MEL spd MEL-M MEL-M-T MEL-M-P MEL-M-T+P
Vizsgálati protokoll
9
E. Pallagi, K. Karimi, R. Ambrus, P. Szabó-Révész, I. Csóka, New aspects of developing a dry powder inhalation formulation applying the quality-by-design approach,
International Journal of Pharmaceutics, 2016.
10
Minta d [0,1] (µm) d [0,5] (µm) d [0,9] (µm) Tömörített sűrűség (g/cm3)
MXnano1_LEU0 1,51 3,19 6,41 0,262 ± 0,001
MXnano1_LEU0,5 1,83 3,80 7,39 0,274 ± 0,003
MXnano1_LEU1 1,98 4,40 8,90 0,204 ± 0,012
MXnano1_LEU0 MXnano1_LEU0,5 MXnano1_LEU1
szférikus
üreges
szférikus szférikus
üreges
Morfológia vizsgálatok
11
MXnano1_LEU0
MXnano1_LEU0,5
MXnano1_LEU1
243,55 °C
237,64 °C
243,17 °C
XRPD
MXkezeletlen
DSC
Szerkezeti vizsgálatok
Amorf MX ~90%
12
γd [mN/m] γp [mN/m] pol [%] γ [mN/m] Wc [mN/m]
Alapanyag
MX 45,49 13,89 23,39 59,38 118,76
PVA 45,65 36,89 44,69 82,54 165,08
LEU 30,00 0,50 1,639 30,50 61,00
Minták
MXnano1_LEU0 42,34 31,03 42,29 73,38 146,76
MXnano1_LEU0,5 36,15 25,69 41,54 61,84 123,68
MXnano1_LEU1 33,39 16,59 33,19 49,98 99,96
polaritás, kohézió
PVA LEU
Interpartikuláris kölcsönhatások
Polaritás:
pol=(γp/γ )*100
Felületi szabadenergia:
γ=γd+γp
Kohéziós munka:
Wc= 2γ=2(γd+γp)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 30 60
13
MXnano1_LEU0
MXnano1_LEU1
MXnano1_LEU0.5
MXkezeletlen
37 °C
100 rpm
50 ml
NaCl,
NaHCO3,
CaCl2, glicin
NaH2PO4,
H2SO4
Mesterséges
tüdőfolyadék
In vitro kioldódás vizsgálat
Idő (perc)
Kioldódás
mértéke
(%)
14
Minta FPF (%)
MMAD
(µm)
EF (%)
MXnano1_LEU0 54,62 ± 4,3 2,21 70,92
MXnano1_LEU0,5 44,13 ± 1,7 2,33 69,44
MXnano1_LEU1 39,65 ± 0,6 2,65 71,73
Belélegzett hatóanyag tömegének hány
százaléka rendelkezik 5 µm-nél kisebb
aerodinamikai átmérővel
Részecskék belégzés során kialakuló
átlagos átmérője.
DPI készülékből felszabaduló frakció
Finom részecske frakció (FPF):
Átlagos Aerodinamikai Átmérő (MMAD):
Emittált frakció (EF):
In vitro aerodinamikai vizsgálat
Breezhaler®
inhalátor
Capsugel®
zselatin
kapszula
30 l/perc
4 s
15
Felnőtt férfi és nő betegek
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Felső légút Tüdő Kilélegzett
MXnano1_LEU0
Mxnano1_LEU0,5
MXnano1_LEU1
Belélegzett térfogat: 1700 ml
Belégzési idő: 2 s
Benntartási idő: 10 s
Kilégzési idő: 3 s
Deponálódott
frakció
(%)
In silico modell
16
Korszerű segédanyagok:
PVA, leucin
Jól kontrollálható előállítás:
nedves őrlés, ko-porlasztás
Daganatterápia
Krónikus obstruktív tüdőbetegség
Cisztás fibrózis
Összefoglalás
Formuláció
„Nano-in-micro”
Terápia
MX szemcsék: 135 nm Gyors kioldódás: 80 %
DPI részecskeméret: 3-5 μm Nagy tüdődepozíció: 40-55%
Kis sűrűség: 0,25 g/cm3 Megfelelő MMAD: 2 μm
Kombinációs készítmények
17
Vizsgálati protokoll fejlesztése
In vitro hatóanyag felszabadulás
Ex vivo permeabilitás
In silico modellezés
In vivo vizsgálatok
Előállítási protokollok különböző hatóanyagoknál
Jövőkép
18
Témavezetőim:
Dr. Ambrus Rita Ph.D.
egyetemi docens
dr. Chvatal Anita, dr. Benke Edit
PhD hallgatók
Kísérleti munkatársak:
Dr. Farkas Árpád Ph.D., Dr. Balásházy Imre Ph.D.
Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont, Környezetfizikai Laboratórium, Budapest
Intézetvezető:
Dr. Csóka Ildikó Ph.D.
intézetvezető egyetemi docens
Köszönöm a figyelmet!
GINOP 2.3.2-15-2016-00036 project
Köszönet
Mikrokompozitok előállítása
o Nedves őrlés
o Porlasztva szárítás
Mikrokompozitok vizsgálata
o Mikromorfológiai vizsgálatok
o Gyógyszerforma vizsgálatok
Eredmények feldolgozása, értékelése
19
Hallgatói munkavégzés
20
Stabilitás
Reprodukálhatóság
Magas kitermelés
Környezetbarát
Hatóanyagok ko-porlasztása
Számos segédanyag
Szerves oldószer mentes
Hatóanyag bomlás
Nedvességre érzékeny
21
Pótdia 1. Porlasztva szárítás
22
Pótdia 2. SEM felvételek
MXnano1_LEU0 MXnano1_LEU0,5 MXnano1_LEU1
212 nm 516nm 343 nm
Pótdia 3. Patomechanizmus
23

More Related Content

Featured

Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Kurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
SpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Lily Ray
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
Rajiv Jayarajah, MAppComm, ACC
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
Christy Abraham Joy
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
Vit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
MindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
GetSmarter
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
Alireza Esmikhani
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
Project for Public Spaces & National Center for Biking and Walking
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
DevGAMM Conference
 
Barbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationBarbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy Presentation
Erica Santiago
 
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellGood Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Saba Software
 

Featured (20)

Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
 
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
Ride the Storm: Navigating Through Unstable Periods / Katerina Rudko (Belka G...
 
Barbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy PresentationBarbie - Brand Strategy Presentation
Barbie - Brand Strategy Presentation
 
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them wellGood Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
Good Stuff Happens in 1:1 Meetings: Why you need them and how to do them well
 

PartyOTDKppt.ppt

  • 1. „Nano-in-micro" száraz porinhalációs rendszerek előállítása és vizsgálata Party Petra IV. éves gyógyszerészhallgató Gyógyszertechnológiai és Gyógyszerfelügyeleti Intézet SZTE-GYTK
  • 2. 2 Emfizéma Bronchitis Tuberkulózis Karcinóma Cisztás fibrózis Pneumónia Influenza Asztma Lokális kezelés Diabetes mellitus, Osteoporosis, Akut fájdalom, Szkizofrénia, Alzheimer kór Szisztémás kezelés Kíméletes Nagy helyi koncentráció Nagy felület Gyors felszívódás Nincs „first pass” effektus Kooperáció Bevezető: Inhalációs terápia indokoltsága Benke E., Farkas Á., Balásházy I., Szabóné Révész P., Ambrus R., Szárazporinhalációs készítmények bevitelére alkalmas eszközök és modern szerelékek aktualitásai, Gyógyszerészet 62. 131-139. 2018.
  • 3. 3 Légcső Főhörgők Hörgők Hörgőcskék Léghólyagok Érrendszer >5 μm 1,22 cm 0,45-1,22 cm 0,05-0,45 cm <0,05 cm Anatómiai átmérő Deponálódott részecske átmérő 1,80 cm 1-5 μm <1 μm Impaktáció Szedimentáció Diffúzió Chvatal A., Benke E., Szabóné Révész P., Ambrus R., Új formulálási stratégiák a porinhalációs készítmények előállításában, Gyógyszerészet 60. 1-10. 2016. Bevezető: Részecskeméret fontossága
  • 4. Hordozó alapú Hordozómentes Bevont Szferoid PulmoSol® Technosphere® Pórusos Trojan R Ambrus, E Benke, Á Farkas, I Balásházy, P Szabó-Révész:Novel dry powder inhaler formulation containing antibiotic using combined technology to improve aerodynamic properties, European Journal of Pharmaceutical Sciences 123, 20-27, 2017 Pomázi, A., Ambrus, R., Szabóné Révész, P.: Physicochemical stability and aerosolization performance of mannitol-based microcomposites. J Drug Deliv Sci Technol. 24 (4) 397-403, 2014. 4 Hatóanyag ~1-5 µm Hordozó szemcse ~200 µm Részecske ~1-10 µm Bevezető: Száraz porinhalációs rendszerek (DPI)
  • 5. 5 Hordozómentes DPI készítmény Modern előállítási technika Korszerű segédanyagok Nanorészecskék rendeződése mikronos szemcsékké Jó aerodinamika Magas tüdődepozíció >30% (gyári) Krónikus obstruktív tüdőbetegség, Cisztás fibrózis, Tüdőkarcinóma Célkitűzés CF Tumor
  • 6. Tumor terápia Krónikus obstruktív tüdő- betegség Cisztás fibrózis Shiho Ayakawa et al.: Antitumor effects of a cyclooxygenase-2 inhibitor, meloxicam, alone and in combination with radiation and/or 5-fluorouracil in cultured tumor cells. Molecular Medicine REPORTS (2009); Ambrus et al.: Cytotoxicity testing of carrier-based microcomposites for DPI application. Pharmazie (2011); Bavbek S et al.: Safety of meloxicam in aspirin-hypersensitive patients with asthma and/or nasal polyps. Int Arch Allergy Immunol (2007); Tsubouchi Y et al.: Meloxicam inhibits the growth of non small cell lung cancer. Anticancer Res (2000) Arafa HMM et al.: Anti-fibrotic effect of meloxicam in a murine lung fibrosis model. Eur J Pharmacol (2007) 6 Modell-hatóanyag: Meloxikám Tumor sejtek Nekrózis „Nano-in-micro” rendszer Tüdő epithel sejt Inhalációs terápia
  • 7. Csilla Bartos, Piroska Szabó-Révész, Csaba Bartos, Gábor Katona, Orsolya Jójárt-Laczkovich, Rita Ambrus: The effect of an optimized wet milling technology on the crystallinity, morphology and dissolution properties of micro-and nanonized meloxicam, Molecules 21 (4), 507, 2016 7 Meloxikám 2,5 % PVA oldat Szemcseméret Nedves őrlés 500 rpm 60 perc 20 g ZrO2 gyöngy bolygómalom 18 g 2 g Nano- szuszpenzió 0,135 μm ± 0,02 Termék előállítás 1.
  • 8. 8 Minta MX (g/l) PVA (g/l) LEU (g/l) Kitermelési % MXnano1_LEU0 4 0,9 - 44,50 MXnano1_LEU0,5 4 0,9 2 56,76 MXnano1_LEU1 4 0,9 4 57,78 Szemcseméret Porlasztva szárítás T: 165 °C Asp: 85 % Pump: 3 ml/perc Nano- szuszpenzió -. Meloxikám PVA H2O Leucin MXnano1 LEU0 MXnano1 LEU0,5 MXnano1 LEU1 Termék előállítás 2.
  • 9. Fizikai- kémiai sajátságok In vitro vizsgálatok In vitro sejtvonal In vivo vizsgálatok Gyógyszer forma vizsgálat Méret Morfológia Szerkezet Oldékonyság Hatóanyag felszabadulás Permeabilitás Pulmonális epitel kultúra (A549) Sejtkapcsolat vizsgálatok Toxicitás Calu-2 sejtvonal Aerodinamikai vizsgálatok In silico modellek Porreológia Stabilitás Szisztémás hatás Szövettani vizsgálatok 0 20 40 60 80 100 120 0,01 0,1 1 2,00 5,00 10 Product Conc. (mg/ml) Living cells (%) MEL spd MEL-M MEL-M-T MEL-M-P MEL-M-T+P Vizsgálati protokoll 9 E. Pallagi, K. Karimi, R. Ambrus, P. Szabó-Révész, I. Csóka, New aspects of developing a dry powder inhalation formulation applying the quality-by-design approach, International Journal of Pharmaceutics, 2016.
  • 10. 10 Minta d [0,1] (µm) d [0,5] (µm) d [0,9] (µm) Tömörített sűrűség (g/cm3) MXnano1_LEU0 1,51 3,19 6,41 0,262 ± 0,001 MXnano1_LEU0,5 1,83 3,80 7,39 0,274 ± 0,003 MXnano1_LEU1 1,98 4,40 8,90 0,204 ± 0,012 MXnano1_LEU0 MXnano1_LEU0,5 MXnano1_LEU1 szférikus üreges szférikus szférikus üreges Morfológia vizsgálatok
  • 11. 11 MXnano1_LEU0 MXnano1_LEU0,5 MXnano1_LEU1 243,55 °C 237,64 °C 243,17 °C XRPD MXkezeletlen DSC Szerkezeti vizsgálatok Amorf MX ~90%
  • 12. 12 γd [mN/m] γp [mN/m] pol [%] γ [mN/m] Wc [mN/m] Alapanyag MX 45,49 13,89 23,39 59,38 118,76 PVA 45,65 36,89 44,69 82,54 165,08 LEU 30,00 0,50 1,639 30,50 61,00 Minták MXnano1_LEU0 42,34 31,03 42,29 73,38 146,76 MXnano1_LEU0,5 36,15 25,69 41,54 61,84 123,68 MXnano1_LEU1 33,39 16,59 33,19 49,98 99,96 polaritás, kohézió PVA LEU Interpartikuláris kölcsönhatások Polaritás: pol=(γp/γ )*100 Felületi szabadenergia: γ=γd+γp Kohéziós munka: Wc= 2γ=2(γd+γp)
  • 13. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 30 60 13 MXnano1_LEU0 MXnano1_LEU1 MXnano1_LEU0.5 MXkezeletlen 37 °C 100 rpm 50 ml NaCl, NaHCO3, CaCl2, glicin NaH2PO4, H2SO4 Mesterséges tüdőfolyadék In vitro kioldódás vizsgálat Idő (perc) Kioldódás mértéke (%)
  • 14. 14 Minta FPF (%) MMAD (µm) EF (%) MXnano1_LEU0 54,62 ± 4,3 2,21 70,92 MXnano1_LEU0,5 44,13 ± 1,7 2,33 69,44 MXnano1_LEU1 39,65 ± 0,6 2,65 71,73 Belélegzett hatóanyag tömegének hány százaléka rendelkezik 5 µm-nél kisebb aerodinamikai átmérővel Részecskék belégzés során kialakuló átlagos átmérője. DPI készülékből felszabaduló frakció Finom részecske frakció (FPF): Átlagos Aerodinamikai Átmérő (MMAD): Emittált frakció (EF): In vitro aerodinamikai vizsgálat Breezhaler® inhalátor Capsugel® zselatin kapszula 30 l/perc 4 s
  • 15. 15 Felnőtt férfi és nő betegek 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Felső légút Tüdő Kilélegzett MXnano1_LEU0 Mxnano1_LEU0,5 MXnano1_LEU1 Belélegzett térfogat: 1700 ml Belégzési idő: 2 s Benntartási idő: 10 s Kilégzési idő: 3 s Deponálódott frakció (%) In silico modell
  • 16. 16 Korszerű segédanyagok: PVA, leucin Jól kontrollálható előállítás: nedves őrlés, ko-porlasztás Daganatterápia Krónikus obstruktív tüdőbetegség Cisztás fibrózis Összefoglalás Formuláció „Nano-in-micro” Terápia MX szemcsék: 135 nm Gyors kioldódás: 80 % DPI részecskeméret: 3-5 μm Nagy tüdődepozíció: 40-55% Kis sűrűség: 0,25 g/cm3 Megfelelő MMAD: 2 μm
  • 17. Kombinációs készítmények 17 Vizsgálati protokoll fejlesztése In vitro hatóanyag felszabadulás Ex vivo permeabilitás In silico modellezés In vivo vizsgálatok Előállítási protokollok különböző hatóanyagoknál Jövőkép
  • 18. 18 Témavezetőim: Dr. Ambrus Rita Ph.D. egyetemi docens dr. Chvatal Anita, dr. Benke Edit PhD hallgatók Kísérleti munkatársak: Dr. Farkas Árpád Ph.D., Dr. Balásházy Imre Ph.D. Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont, Környezetfizikai Laboratórium, Budapest Intézetvezető: Dr. Csóka Ildikó Ph.D. intézetvezető egyetemi docens Köszönöm a figyelmet! GINOP 2.3.2-15-2016-00036 project Köszönet
  • 19. Mikrokompozitok előállítása o Nedves őrlés o Porlasztva szárítás Mikrokompozitok vizsgálata o Mikromorfológiai vizsgálatok o Gyógyszerforma vizsgálatok Eredmények feldolgozása, értékelése 19 Hallgatói munkavégzés
  • 20. 20
  • 21. Stabilitás Reprodukálhatóság Magas kitermelés Környezetbarát Hatóanyagok ko-porlasztása Számos segédanyag Szerves oldószer mentes Hatóanyag bomlás Nedvességre érzékeny 21 Pótdia 1. Porlasztva szárítás
  • 22. 22 Pótdia 2. SEM felvételek MXnano1_LEU0 MXnano1_LEU0,5 MXnano1_LEU1 212 nm 516nm 343 nm

Editor's Notes

  1. Tisztelt zsűri, kedves hallgatóság! Előadásom keretében, innovatív hordozómentes, száraz porinhalációs készítmények előállítását és vizsgálati eredményeit mutatom be.
  2. Az alternatív beviteli kapuk közül a pulmonális terápia egyre elterjedtebbé válik, a bevitel nem fájdalmas, kevesebb hatóanyaggal is nagy helyi koncentráció érhető el és a tüdő fiziológiás sajátságai rendkívül gyors felszívódást eredményeznek. Hátrány lehet hogy a betegtől kooperációt igényel, de a megfelelő technika könnyen elsajátítható. Aktuális feladat a különböző tüdőbetegségek lokális kezelése, hiszen incidenciájuk egyre emelkedik. Ezen felül megvalósítható szisztémás terápia is. 100m2
  3. Az inhalált részecskék méretüktől függően eltérően viselkednek a légutakban. Impaktáció során az 5 mikrométernél nagyobb részecskék tehetetlenségük miatt kitapadnak a legelső helyen, ahol a levegőáram érintkezik a légutak falával. Szedimentáció figyelhető meg az 1-5 mikrométeres mérettartományban, ami az eredményes pulmonális terápiához szükséges. Ennek a méretnek az elérésével érhetünk el depozíciót az alső légutakban. Diffuzót tapasztalunk az egy mikrométernél kisebb részecskéknél, ezek a nem hasznosulnak, kilélegzésre kerülnek.
  4. A terápia során előtérbe kerülnek a száraz porinhalációs készítmények. Alkalmazásuk köszönhető kiemelkedő stabilitásuknak és egyszerű alkalmazásuknak. A hatóanyag porát a belélegzett levegőáram hozza mozgásba és juttatja a légutakba, nem igényelnek hajtógázt, így környezetbarátak. Formulálás szempontjából két nagyobb csoportot, klasszikus hordozó alapú és hordozó mentes rendszereket különböztetünk meg. A hordozó mentes készítményeknél nem egy különálló nagyméretű szemcsére viszik fel a hatóanyagot, hanem a megfelelő additívekkel alakítják ki a hatóanyagot is magába foglaló komplex rendszereket.
  5. Célunk modern előállítási technológiával és korszerű segédanyagok alkalmazásával jó aerodinamikai tulajdonságokkal rendelkező hordozó mentes porinhalációs készítmény előállítása melyben a depozícióhoz szükséges 1-5 mikroméretes részecskék gyors felszabadulást biztosító nanoméretes hatóanyagszemcséket hordoznak. Lehetőséget adva súlyos tüdőbetegségek hatékony lokális kezelésére.
  6. Modell anyagként a gyenge vízoldékonyságú, gyulladásgátló hatású meloxikámot használtuk, amely inhalálva alkalmas lehet nem-kissejtes tüdő karcinóma lokális kezelésére, valamint alkalmazható cisztás fibrózisban és krónikus obstruktív tüdőbetegségben is. Célunk mikrorészecskék eljuttatása az epitel sejtekig, majd azokból felszabaduló meloxikám nanorészecskék esetleges tumorellenes hatásának indukálása.
  7. A minta előállításának első lépésében a kutatócsoport által optimalizált nedves őrléssel nanoszuszpenziót állítottunk elő. Kombinált technikát alkalmaztunk, bolygómalomban őröltük cirkónium gyöngyökkel a hatóanyagot 2,5%-os PVA oldatban. A PVA a Mx felületén adszorbeálódó polimer, mely stabilizálja az inhalációs por szerkezetét és mukoadhezív sajátsága révén a deponálódást biztosítja. A szuszpenzió szemcsemérete, nano mérettartományba esett. Wet milling requires less energy and time than dry milling. Thanks to the environmentally isolated system, it is a dust free process and the material is less heated up. Disadvantages e.g., increased wear of the grinding medium, corrosion hazards, etc.
  8. Második lépésként három különböző összetételű mintát formuláltunk porlasztva szárítással, ami léptéknövelhető és reprodukálható előállítási technika és kedvező aerodinamikai tulajdonságokkal rendelkező részecskék nyerhetők vele. Segédanyagként leucint alkalmaztunk, ami egy hidrofób oldalláncal rendelkező aminosav, mely csökkenti a részecskék közötti kohéziót, növelve ezzel a por diszperzitásfokát. A leucint növekvő koncentrációban alkalmaztuk, hogy megvizsgalhassuk milyen módon befolyásolja a végtermék fizikai kémiai sajatsagait. Megállapítottuk, hogy a leucin jelenlétében több mint 10 százalékkal emelkedett a kitermelés.
  9. Termékeink kritikus minőségi paraméterek monitorozása során az inhalációs készítmények vizsgálati protokolljának előírása szerint haladtunk.
  10. A minták karakterizálását először méret, sűrűség és morfológiai vizsgálatokkal végzetük. A lézer diffrakcióval végzett szemcseanalízis bebizonyította, hogy mikrokompozitok homodiszperz méreteloszlásúak. Mindhárom minta átlagos szemcsemérete 3-5 mikrométeres, ami a megfelelő tüdődepozícióhoz szükséges. Az elektronmikroszkópos felvételeken megfigyelhetőek hogy a közel szférikus porlasztott szemcsék nanométeres hatóanyag részecskékből épülnek fel. Sikerült kis sűrűségű termékeket produkálni, amely szintén a kedvező aerodinamikát vetít előre.
  11. A termoanalitikai vizsgálatok azt mutatták, hogy az eredetileg kristályos szerkezetű hatóanyag részben amorfizálódott. A kristályossági fok normalizált integrálok alapján való meghatározásával megkaptuk, hogy az amorf frakció mértéke 93 százalék volt. A kis mennyiségű kristályos frakció olvadáspontja a kezelés hatására csökkent. Porröntgen diffrakciós mérésekkel szintén alátámasztottuk az amorfizációt. Ezt bizonyítja hogy a jellemző 2theta értékeknél található karakterisztikus csúcsok intenzitása lecsökkent.
  12. Porkészítmények formulálásánál fontos az interpartikuláris kölcsönhatások tanulmányozása. A részecskék között fennálló kohézió segédanyagokkal befolyásolható valamint a szemcsék morfológiája is hatást gyakorol rá. A lipofil meloxikámhoz képest a készített minták hidrofil sajátságot mutatnak. Megállapítható, hogy a PVA alkalmazása és a fajlagos felület növelése fokozta a minták polaritását. A leucinnak köszönhetően viszont a részecskék közötti kohéziós munka csökkenthető.
  13. Elvégeztük a minták in vitro kioldódási vizsgálatát mesterséges tüdőfolyadékban módosított forgólapátos kioldókészülékben. Jól látható kezeletlen meloxikámhoz képest a nanonizált minták a megnövekedett fajlagos felületüknél fogva már az első 5-10 percben 60 százalékos hatóanyag felszabadulást mutattak. 900ml helyett, kisebb kioldóközeg, lapát ph7,4
  14. A minták in vitro türődepozícióját Andersen féle kaszkádimpaktor mérésekkel tanulmányoztuk, ami gyógyszerkönyvi vizsgálóeszköz az inhalációs készítmények hatékonyságának ellenőrzésére. Az impaktor egy légcsőből és 8 szűrő szintből és egy filterből áll, melyek a tüdő adott szegmenseit szemléltetik. A vizsgálat során mintákat kapszuláztuk, inhalátorba tettük és nehézlégzésnek megfelelően lélegeztettük be. Szintenként vizsgáltuk a deponálódott hatóanyag mennyiségét, amit spektrofotométerrel határoztuk meg. A minták eloszlásából KaleidaGraph program alkalmazásával kaptuk meg az eredményeket, a kedvező 2 mikronos MMAD-t és a 40-55%-os FPF értékeket.
  15. A sztöchasztikus tüdőmodell egy számítógépes szimuláció, ami a légutakba belélegzett részecskék transzportját és depozícióját vizsgálja. Egyénre szabott adhatóak meg adatok a kor, nem és betegség függvényében, ezzel növelhető a hatékonyság és mérsékelhetőek mellékhatások. A számításokhoz felhasználtuk a termékeink méreteloszlását, morfológiáját és sűrűségét. Az in vitro méréshez hasonlóan mindegyik rendszernél magas tüdődepozíciót kaptunk eredményül. A leucin alkalmazása növeli a felső légúti kitapadást, de csökkenti a kilélegzett frakció mennyiségét. Modelling parameters: - time dependent inh. flow rate - for 7 COPD patients - age 52-70, female and male - inh.time 1.3-3.2 s; breath-hold 5 s - inhalation volume 1.70 L + particle properties (size, δ ect.) Cikk-copd, 7v10, breezhaler 5 és 10 is, inhalált csökken
  16. Összefoglalásként elmondhatjuk, hogy munkánk során ko-porlasztásos eljárással sikeresen állítottunk elő hordozó mentes amorf sajátságú nanonizált hatóanyagot tartalmazó mikrokompozitokat. Megfigyeltük a leucin morfológiára, kohézióra, és tüdődepozícióra gyakorolt kedvező hatását. Az optimalizált összetételnek és az új típusú szerkezetnek köszönhetően a termékekkel hatékony pulmonális bevitel valósítható meg, mivel tüdődepozíciója magasabb, mint a forgalomban levő készítményeké, ennek köszönhetően a jövőben több légúti megbetegedés kezelésére is lehetőséget adnak.
  17. Jövőbeni terveink között szerepel kombinációs készítmények előállítása, vizsgálati és előállítási protokollok fejlesztése.
  18. Köszönöm témavezetőimnek és kooperációs munkatársainknak a segítséget, valamint Csóka Ildikónak, hogy lehetővé tette munkámat az intézetben. Önöknek pedig köszönöm a megtisztelő figyelmet!
  19. Munkánk során porlasztva szárítást alkalmaztunk, ami az iparban régóta és széles körben alkalmazott eljárás szilárd fázisú gyógyszerkészítmények előállítására, léptéknövelhető és reprodukálható, kedvező aerodinamikai tulajdonságokkal rendelkező részecskék nyerhetők vele.
  20. ImageJ program