DE202021103921U1 - Ein Nanolipidpartikelträger zur Verabreichung von Resveratrol-Wirkstoff - Google Patents

Abstract

Nanolipidpartikelträger zur Abgabe eines Resveratrol-Wirkstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanolipidpartikel das Resveratrol-Wirkstoff unter Verwendung von Phospholipiden als Lipidträger und Cholesterin als Stabilisator einkapseln.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nanolipidpartikelträger und insbesondere einen Nanolipidpartikelträger, der die Wirkstoffe von Resveratrol verabreichen kann.
• Stand der Technik
• In den letzten Jahren hat mit der Verbesserung des Lebensstandards auch das Gesundheitsbewusstsein der Menschen allmählich zugenommen, und Resveratrolverwandte Produkte mit ernährungsphysiologischer Wirkung sind allmählich populär geworden und haben viel Aufmerksamkeit von den Menschen erhalten.
• Resveratrol (trans-Resveratrol; trans-3,5,4'-Trihydroxycystein) gehört zu einer Gruppe von Polyphenolen, die natürlich in Weintrauben, Rotwein, Erdnüssen und anderen Erdnussprodukten vorkommen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass Resveratrol eine breite Palette von biologischen Effekten hat, einschließlich entzündungshemmender und neuroprotektiver Eigenschaften, und vor oxidativem Stress und Krebs schützt. Ein großer Korpus an epidemiologischen und klinischen Beweisen bestätigt, dass Resveratrol antibakterielle und entzündungshemmende, antioxidative, hepatoprotektive und kardiovaskuläre Schutzwirkungen hat.
• Die Rolle von Resveratrol in der klinischen Praxis ist jedoch begrenzt. Bei der klinischen Anwendung von Resveratrol ist die orale Verabreichung der Hauptverabreichungsweg, wobei die Wasserlöslichkeit, die Membranpermeabilität und die metabolische Stabilität des Wirkstoffs die orale Bioverfügbarkeit von niedermolekularen Wirkstoffen bestimmen. Als lipidlösliche Substanz hat Resveratrol eine schlechte Löslichkeit in Wasser (0,02-0,03 mg/mL), so dass die Absorptionsrate durch orale Verabreichung extrem niedrig ist, und seine aktive Hauptform trans-Resveratrol hat eine sehr schlechte Stabilität unter Licht und wird leicht zu inaktivem cis-Resveratrol isomerisiert. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler verschiedene Formulierungsstudien zu den physikochemischen Eigenschaften und der metabolischen Stabilität von Resveratrol durchgeführt: Tierexperimentelle Studien haben gezeigt, dass Piperin die Spitzenkonzentration (Cmax) und die Fläche unter der Wirkstoff-Zeit-Kurve (AUC) von Resveratrol im Rattenserum signifikant erhöht. In Studien am Menschen wurde jedoch festgestellt, dass Piperin zwar die Wirkung von Resveratrol auf die zerebrale Durchblutung verstärkt, aber nicht seine Bioverfügbarkeit erhöht. Im Gegensatz dazu konnten Casein-Resveratrol-Komplexe aus Casein die Stabilität von Resveratrol verbessern, die Haltbarkeit des Produkts verlängern und seine Wasserlöslichkeit verbessern, aber die fehlende Affinität zwischen Casein und Resveratrol führte zu einer niedrigen Verkapselungsrate. In Bezug auf Formulierungen zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit von Resveratrol, wie z. B. Cyclodextrin (CD), ist es wirksam bei der Solubilisierung von Resveratrol und kann die UV-Bestrahlungsstabilität von Resveratrol bis zu einem gewissen Grad verbessern, verbessert aber nicht sein pharmakokinetisches Verhalten.
• Die vorliegende Erfindung verwendet Lipid-basierte Nanopartikel als Verabreichungsvehikel für den Wirkstoff Resveratrol, was die Wasserlöslichkeit des Wirkstoffs deutlich verbessert und auch die Stabilität des Wirkstoffs gewährleistet. Es wurde gezeigt, dass Nanopartikel als Träger die orale Bioverfügbarkeit und das therapeutische Potenzial von Resveratrol.
• Beschreibung der Erfindung
• Das technische Problem, das durch die vorliegende Erfindung adressiert wird, ist, dass die vorliegende Erfindung Phospholipide als Lipidträger und Cholesterin als Stabilisatoren für die Verkapselung von Resveratrol-Arzneimittel in Nano-Liposom-Partikel verwendet, um die Wasserlöslichkeit, die Stabilität des Medikaments zu verbessern und somit die gewünschte Bioverfügbarkeit von Resveratrol oralen Medikament zu erhalten.
• Um die oben genannten technischen Probleme zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung einen Nanolipidpartikelträger zur Abgabe des Wirkstoffs Resveratrol vor, wobei die Nanolipidpartikel den Wirkstoff Resveratrol mit Phospholipiden als Lipidträger und Cholesterin als Stabilisator einkapseln.
• Die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung sind: die vorliegende Erfindung verwendet natürliche Phospholipide zur Herstellung von nanoskaligen Vesikeln mit Doppelschichtstruktur, Phospholipide als Hauptbestandteil der Zellmembran, die Struktur kann eine effektive Verkapselung von wasserlöslichen und lipidlöslichen Wirkstoffen erreichen, mit Funktionen des Schutzes, des Transports und der langsamen Freisetzung von Wirkstoffen. Die nanoliposomalen Partikel, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurden, machten die Löslichkeit von Resveratrol viel höher, hohe Verkapselungsrate, einfach und leicht zu erhalten und bequem zu konservieren, mit nur Methanol und Chloroform als organische Lösungsmittel, einfache Methode und hohe Reproduzierbarkeit.
• Figurenliste
• zeigt den flüssigen Schichtzustand der Emulsion, die durch Emulgieren des in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Resveratrol-Wirkstoffs in Wasser bei Raumtemperatur für 48 Stunden, 7 Tage und 14 Tage erhalten wurde.
• zeigt die Freisetzung des Resveratrol-Wirkstoffs, der über Nano-Lipidpartikel, wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben, in simulierter Magenflüssigkeit (SGF PH=1,2, 0-2 Stunden) und simulierter Darmflüssigkeit (SIF PH=6,8, 2-24 Stunden) abgegeben wird.
• Beispiele
• Beispiel 1: Herstellung eines Nanolipidpartikelträgers zur Abgabe des Resveratrol-Wirkstoffs
• Lecithin und Cholesterin (10:1 nach Masse) wurden in einer Mischung aus Chloroform und Methanol (2:1 nach Volumen) gelöst, um Lösung I zu erhalten. Resveratrol wurde in Methanol (1:3 nach Masse) gelöst, um Lösung II zu erhalten. Lösung I und Lösung II (3:1 nach Volumen) wurden entnommen und in einen 250-mL-Rundkolben gegeben, um eine blassgelbe, leicht trübe Lösung zu erhalten. Das Lösungsmittel wurde am Rotationsverdampfer (Heidolph, Hei-VAP Core) bei 51°C, 150 U/min und 500 mbar entfernt, wobei ein blassgelber Film entstand. Die Liposomenemulsion wurde durch Zugabe von 20 mL Wasser in den Kolben und Schleudern bei 51 °C für 1 h erhalten, um den Lipidfilm zu präzipitieren. Diese leicht trübe Emulsion wurde dann im Eiswasserbad auf 5°C abgekühlt und 5 min bei 50 % Leistungsintensität mit einem Ultraschall-Homogenisator (BandelinSonopuls HD 2070) beschallt. Die Liposomen wurden gefriergetrocknet, um Nano-Lipid-Pellets zu erhalten, und Mannitol wurde als Gefriertrocknungsschutzmittel verwendet.
• Beispiel 2: Nanolipidpartikel als Träger für Resveratrol verbessern deutlich die Wasserlöslichkeit und Stabilität
• Analyse der Wasserlöslichkeit
• Die 32,24 mg der oben erwähnten Nano-Lipidpartikel (die 0,575 mg Resveratrol enthalten), die aus der obigen Zubereitung erhalten wurden, wurden in 1150 µL Wasser emulgiert und 5 Minuten lang beschallt, um eine milchartige Emulsion mit einer Resveratrol-Gesamtkonzentration von 0,5 mg/ml zu erhalten, was eine 16-fache Verbesserung, gegenüber der im Stand der Technik berichteten, Löslichkeit von Resveratrol (0,03 mg/ml) darstellt.
• Analyse der Stabilität
• Die 32,24 mg der oben erwähnten Nanolipid- Lipidpartikel (die 0,575 mg Resveratrol enthalten), die aus der obigen Zubereitung erhalten wurden, wurden in 1150 µl Wasser emulgiert und 5 Minuten lang beschallt, und die resultierende Emulsion wurde bei Raumtemperatur ohne Beschattung belassen und auf Veränderungen im Aussehen beobachtet, die innerhalb von 7 Tagen keine signifikanten Veränderungen zeigten.
• Die Nanopartikel wurden bei Raumtemperatur ohne Schatten gelagert und die Proben der Nanopartikel wurden zu vorbestimmten Zeiten (24 Stunden, 7 Tage, 1 Monat) entnommen und auf Partikelgröße und Größenverteilung, Zeta-Potential und Verkapselungseffizienz mit den unten aufgeführten Methoden 2.1-2.3 analysiert, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
• Analyse der Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung
• Die Partikelgröße und der Polydispersitätsindex (PDI) der erhaltenen Lipid-Nanopartikel wurden durch dynamische Lichtstreuung (DLS) bei 25 °C mit einem ZetasizerNano-ZS90 (Malvern Instruments Ltd., Worcestshire, UK) gemessen. Die gefriergetrockneten Nanopartikel wurden in reinem Wasser mit entsprechender Verdünnung redispergiert und für 10 min gerührt. Die Messungen wurden in dreifacher Ausführung durchgeführt (drei Ablesungen wurden durchgeführt).
• Analyse des Zeta-Potentials
• Das Zeta-Potential der hergestellten Nanopartikel-Proben von Lipiden wurde gemessen, um ihre Oberflächenladung und Stabilität zu beurteilen. Das Zetapotenzial der Nanopartikel wurde durch Messung der elektrophoretischen Mobilität der Partikel bei 25 °C mit einem ZetasizerNano-ZS90 (Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, UK) bestimmt. Die Proben wurden durch Redispergieren der lyophilisierten Nanopartikel in reinem Wasser als Dispersionsmedium hergestellt. Die Messungen wurden für jede Probe dreimal wiederholt.
• Bestimmung der Verkapselungseffizienz (EE)
• 2 mL der in Beispiel 1 hergestellten Liposomenemulsion wurden entnommen und durch einen Zentrifugenfilter (Amicon® Ultra-2mL, MWCO 3K, 4000g Zentrifuge, 40 min) filtriert. Das Filtrat wurde aufgefangen und die Absorption bei 306 nm mit einem UV-Vis-Spektrometer (VWR UV3100-PC) gemessen und die Konzentration des unverkapselten Resveratrols aus der Kalibrierkurve berechnet. Die Verkapselungseffizienz EE wurde nach der folgenden Gleichung berechnet und ist in Tabelle 1 dargestellt. $$\text{EE}=\frac{\text{Resveratrol gesamt}-\text{Freies Resveratrol}}{\text{Resveratrol gesamt}}\times 100\%$$

  

  Tabelle 1: Durchschnittlicher Durchmesser, Polydispersitätsindex, Zeta-Potential und Verkapselungseffizienz von Resveratrol-Nanoliposomen-Partikeln.

  Probe	Mittlerer Durchmesser (nm)	Polydispersitätsindex (PDI)	Zeta-Potential (mV)	Verkapselungseffizienz (%)
  Nanoliposomen	186,8	0,217	-27,70	84,4
  nach 24 Stunden	188,0	0,245	-27,30	83,2
  nach 7 Tagen	190,2	0,247	-27,02	82,7
  nach 30 Tagen	190,4	0,262	-26,86	80,3

• Die oben beschriebene Stabilitätsanalyse zeigte, dass die durch die vorliegende Erfindung hergestellten Resveratrol-Nanoliposom-Partikel in einer konventionellen Umgebung ohne signifikante Veränderungen innerhalb von 1 Monat stabil waren. Die Verkapselungseffizienz von Resveratrol in den liposomalen Nanopartikeln war sehr hoch (über 80 %), was darauf hinweist, dass es bevorzugt in die Liposomen verteilt wurde. Die entwickelten Nanopartikel können als physikalisch stabil angesehen werden, da der Absolutwert des Zetapotenzials bei ca. 26 mV liegt, also die elektrostatische Abstoßung zwischen den Partikeln eine Ausflockung und Aggregation der Nanopartikel verhindert. Außerdem lag der Polydispersitätsindex bei 0,2, was auf eine akzeptable Dispersionsverteilung mit geringem Flotationsgrad hinweist. Der durchschnittliche Durchmesser der Nanopartikel beträgt 190 nm, was für die orale und gastrointestinale Absorption geeignet ist, und die negativ geladenen Nanopartikel können mit Enterozyten interagieren und die Darmbarriere leicht durchdringen.
• Beispiel 3: In-vitro-Freisetzungsstudie von Liposomen-Nanopartikeln
• In vitro-Freisetzungsexperimente wurden bei 37°C unter Tankbedingungen mit simulierter Magenflüssigkeit (SGF) und Darmflüssigkeit (SIF) durchgeführt, die 0,5% Tween80 zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit enthielten. Nanoliposomale Partikel, die 3 mg Resveratrol enthielten, wurden in eine 10.000 MWCO-Dialysekartusche (Thermoscientific, Rockford, IL, USA) gegeben, die in 5 ml Wasser vordispergiert war. Die Kassette wurde in ein Gefäß mit 500 ml SGF (pH=1,2, 37°C) unter Magnetrühren gestellt. Nach 2 h in SGF wurde die Kassette in ein anderes Gefäß mit 500 mL SIF (pH=6,8, 37°C) gestellt. Die Proben wurden zu vorgegebenen Zeiten (10 min,20 min,30 min,1 h,2 h,3 h ,4 h,6 h,9 h, 12 h, 16 h ,24 h) gesammelt und vor der Quantifizierung durch 0,45 µm Membranfilter (Thermo, Chino, CA, USA) gefiltert. Die aus den Präparaten freigesetzte Menge an Resveratrol wurde mittels HPLC quantifiziert. Es wurden Kalibrierkurven für freies Resveratrol in Wasser mit 0,5 % Tween80 bei pH 1,2 und 6,8 im Bereich von 0,05-6 µg/ml aufgetragen. Die Ergebnisse sind in dargestellt, die die Freisetzung von Resveratrol aus liposomalen Nanopartikeln zeigt, d. h. den kumulativen Prozentsatz der Wirkstofffreisetzung im Verhältnis zurzeit. Während der ersten 2 h bei SGF (pH 1,2) wurden etwa 30 % des geladenen Resveratrols freigesetzt. Dann, nach 6 Stunden (bei SIF), wurden mehr als 70 % des gesamten Resveratrol-Gehalts freigesetzt. Zwölf Stunden nach Beginn des Experiments war fast das gesamte eingekapselte Resveratrol aus den Nanopartikeln freigesetzt.
• Die Ergebnisse zeigten, dass nach 9 Stunden Inkubation in SIF immer noch eine Freisetzung des Resveratrol-Wirkstoffs aus den nanoliposomalen Partikeln in der simulierten Darmflüssigkeit stattfand. In vitro in simulierten Magen- und Darmflüssigkeitsumgebungen übt die vorliegende Erfindung eine verzögerte Freisetzung von Resveratrol aus, was seine Bioverfügbarkeit erleichtert und es für die orale Verabreichung besser geeignet macht.

Claims (3)

1. Nanolipidpartikelträger zur Abgabe eines Resveratrol-Wirkstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanolipidpartikel das Resveratrol-Wirkstoff unter Verwendung von Phospholipiden als Lipidträger und Cholesterin als Stabilisator einkapseln.
2. Nanolipidpartikelträger zur Abgabe eines Resveratrol-Wirkstoffs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanolipidpartikel einen Durchmesser von etwa 70 bis etwa 500 nm haben.
3. Nanolipidpartikelträger zur Abgabe eines Resveratrol-Wirkstoffs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er den Wirkstoff in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten kann.

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