| Περίληψη: | Οι κυκλοδεξτρίνες είναι κυκλικοί ολιγοσακχαρίτες αποτελούμενοι από μόρια α-D-γλυκοπυρανόζης συνδεδεμένα με α-1→4 γλυκοζιτικούς δεσμούς. Λόγω στερεοχημικών περιορισμών οι κυκλοδεξτρίνες δεν έχουν απόλυτα κυλινδρικό σχήμα αλλά μοιάζουν περισσότερο με κόλουρο κώνο. Αποτέλεσμα της χαρακτηριστικής των δομής είναι η δημιουργία μιας υδρόφιλης εξωτερικής επιφάνειας και μιας υδρόφοβης εσωτερικής κοιλότητας. Στην εσωτερική κοιλότητα μπορούν να εισέλθουν, μερικά ή ολικά, υδρόφοβα μόρια τα οποία αλληλεπιδρώντας μέσω ασθενών διαμοριακών αλληλεπιδράσεων σχηματίζουν σύμπλοκα έγκλεισης. Ο σχηματισμός συμπλόκων έγκλεισης βιοδραστικών ενώσεων με κυκλοδεξτρίνες αυξάνει την διαλυτότητα δυσδιάλυτων στο νερό βιοδραστικών ενώσεων, βελτιώνει την βιοδιαθεσιμότητά τους, αυξάνει την σταθερότητά τους και μειώνει σημαντικά τυχόν παρενέργειές των.
Μια ακόμη τεχνική που χρησιμοποιείται για την αύξηση της διαλυτότητας δυσδιάλυτων στο νερό βιοδραστικών ενώσεων είναι η διαλυτοποίησή τους στο εσωτερικό μικυλλίων επιφανειοδραστικών ενώσεων. Η τεχνική αυτή προσφέρει ανάλογα πλεονεκτήματα όπως και η συμπλοκοποίηση των βιοδραστικών ενώσεων με τις κυκλοδεξτρίνες και χρησιμοποιείται ήδη σε εμπορικά σκευάσματα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση της φύσης και της συγκέντρωσης κυκλοδεξτρινών (β-CD, Μe-β-CD, HP-β-CD, HP-γ-CD) στην διαλυτότητα της βιοδραστικής ένωσης ρισπεριδόνη (risperidone). Επίσης, προσδιορίσθηκε η μέθοδος παρασκευής ενώσεων έγκλεισης της ρισπεριδόνης με τις παραπάνω κυκλοδεξτρίνες χρησιμοποιώντας κατάλληλες τεχνικές χαρακτηρισμού των σχηματιζόμενων στερεών. Ακόμη, μελετήθηκε η διαλυτοποίηση της ρισπεριδόνης σε μικύλλια τριών επιφανειοδραστικών ενώσεων (SDS, Brij35, Cremophor EL).
Η ρισπεριδόνη είναι μια αντιψυχωσική βιοδραστική ένωση που ανήκει σε μια νέα κατηγορία ενώσεων τα παράγωγα της benzisoxazole. Η φαρμακολογική δράση της εστιάζεται στους υποδοχείς της D2 (dopamine) και 5-ΗΤ2 (serotonin) στον εγκέφαλο. Πρόκειται για μια δυσδιάλυτη στο νερό βιοδραστική ένωση με αποτέλεσμα να δημιουργούνται προβλήματα στις φαρμακοτεχνικές μορφές της. Είναι ασθενής βάση με δύο στάδια πρωτονίωσης με συνέπεια η διαλυτότητά της να μειώνεται με την αύξηση του pH.
Παρασκευάσθηκαν στερεά μίγματα της ρισπεριδόνης με τις κυκλοδεξτρίνες (β-CD, Μe-β-CD, HP-β-CD, HP-γ-CD) χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές(απλή ανάμιξη, λειοτρίβηση με τον σχηματισμό πάστας, συγκαταβύθιση και λυοφιλοποίηση) προκειμένου να προσδιορισθεί η τεχνική ή οι τεχνικές που οδηγούν στο σχηματισμό συμπλόκου έγκλεισης. Για την μελέτη των στερεών μιγμάτων και την πιστοποίηση του σχηματισμού συμπλόκων έγκλεισης μεταξύ της ρισπεριδόνης και των υπό μελέτη κυκλοδεξτρινών χρησιμοποιήθηκαν οι τεχνικές α) Περίθλαση Ακτίνων-Χ, β) Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης και γ) Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης.
Επίσης μελετήθηκε η στερεοχημεία των σχηματιζόμενων συμπλόκων της ρισπεριδόνης με τις υπό μελέτη κυκλοδεξτρίνες με την τεχνική του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού (NMR). Για την παρασκευή των διαλυμάτων χρησιμοποιήθηκε ο δευτεριωμένος διαλύτης d6-DMSO.
Πραγματοποιήθηκαν μελέτες διαλυτότητας της ρισπεριδόνης σε υδατικά διαλύματα παρουσία διαφορετικών συγκεντρώσεων των β-CD, Μe-β-CD, HP-β-CD, HP-γ-CD σε θερμοκρασίες 25, 30 και 35°C σε διαλύματα PBS με pH=10. Η μελέτη της επίδρασης των επιφανειοδραστικών ενώσεων έγινε στους 25°C και σε pH=10.
Οι τεχνικές της διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης και περίθλασης ακτίνων-Χ είναι οι καταλληλότερες για την μελέτη και τον χαρακτηρισμό των στερεών συμπλόκων της ρισπεριδόνης με τις κυκλοδεξτρίνες. Συγκεκριμένα, η απουσία της ισχυρής ενδόθερμης κορυφής που αντιστοιχεί στο σημείο τήξεως της ρισπεριδόνης στα θερμογραφήματα των στερεών μιγμάτων που παρασκευάσθηκαν με την μέθοδο της συγκαταβύθισης αποτελεί σαφή ένδειξη για τον σχηματισμό συμπλόκων έγκλεισης της ρισπεριδόνης με τις κυκλοδεξτρίνες. Ανάλογα, στα φάσματα περίθλασης ακτίνων-X η απουσία των χαρακτηριστικών κορυφών της ρισπεριδόνης στα μίγματα που παρασκευάσθηκαν με την μέθοδο της συγκαταβύθισης αποτελεί μια επιπλέον ένδειξη για τον σχηματισμό συμπλόκων ενώσεων μεταξύ της ρισπεριδόνης και των υπό μελέτη κυκλοδεξτρινών. Αντίθετα, η τεχνική της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης δεν αποτελεί από μόνη της ασφαλή τεχνική για την ταυτοποίηση των συμπλόκων έγκλεισης μεταξύ τη ρισπεριδόνης και των κυκλοδεξτρινών. Από την μελέτη των φασμάτων NMR των διαλυμάτων που περιείχαν σε διάφορες αναλογίες ρισπεριδόνη και τις υπό μελέτη κυκλοδεξτρίνες προσδιορίσθηκε η στερεοχημεία των σχηματιζόμενων συμπλόκων.
Από την μελέτη των ισοθέρμων διαλυτότητας διαπιστώθηκε ότι: α) η διαλυτότητα της ρισπεριδόνης αυξάνει με την συγκέντρωση της κυκλοδεξτρίνης σε όλες τις θερμοκρασίες για όλες τις κυκλοδεξτρίνες που μελετήθηκαν και β) οι ισόθερμοι διαλυτότητας είναι της μορφής AL στην οποία όλα τα σχηματιζόμενα σύμπλοκα είναι ευδιάλυτα και έχουν στοιχειομετρία 1:1.
Στους 25°C, την μεγαλύτερη συμπλεκτική ικανότητα παρουσίασε η β- CD. Οι Me-β-CD και HP-β-CD παρουσίασαν μικρότερη συμπλεκτική ικανότητα ενώ η συμπλεκτική ικανότητα για την HP-γ-CD ήταν σημαντικά μειωμένη. Με βάση την συμπλεκτική ικανότητά τους, οι υπό μελέτη κυκλοδεξτρίνες μπορούν να ταξινομηθούν με την ακόλουθη σειρά:
β-CD > Me-β-CD > HP-β-CD >> HP-γ-CD
Η αύξηση της θερμοκρασίας δεν επηρέασε την μορφή των ισοθέρμων διαλυτότητας, επηρέασε την διαφορά της συμπλεκτικής ικανότητας των β-CD και Me-β-CD. Στους 30°C, η συμπλεκτική ικανότητα της Me-β-CD ήταν ελάχιστα μικρότερη από αυτή της β-CD ενώ στους 35°C έγινε λίγο μεγαλύτερη σε σύγκριση με την β-CD. Για τις άλλες δύο κυκλοδεξτρίνες HP-β-CD και HP-γ-CD διατηρήθηκε η ίδια κατάσταση και στις δύο θερμοκρασίες. Από την κλίση των ισοθέρμων διαλυτότητας προσδιορίσθηκαν οι σταθερές σχηματισμού των συμπλόκων έγκλεισης της ρισπεριδόνης με τις υπό μελέτη κυκλοδεξτρίνες. Η διαφοροποίηση της συμπλεκτικής ικανότητας των β-CD, Me-β-CD, HP-β-CD και HP-γ-CD μπορεί να αποδοθεί α) στο διαφορετικό μέγεθος της υδρόφοβης κοιλότητας και β) στην διαφορετική υδροφοβικότητα των υποκατεστημένων κυκλοδεξτρινών.
Από την μεταβολή των σταθερών σχηματισμού των συμπλόκων με την αύξηση της θερμοκρασίας υπολογίσθηκε η μεταβολή της ενθαλπίας (ΔΗ) και η μεταβολή της εντροπίας (ΔS) για τον σχηματισμό των συμπλόκων. Σε όλες τις κυκλοδεξτρίνες υπολογίσθηκε αρνητική μεταβολή της ενθαλπίας και θετική αλλά μικρή μεταβολή της εντροπίας. Οι μεταβολές αυτές συνδέονται άμεσα με την απελευθέρωση των μορίων νερού ‘υψηλής ενθαλπίας’ που βρίσκονται στην υδρόφοβη κοιλότητα της κυκλοδεξτρίνης και με υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στην ρισπεριδόνη και στην κυκλοδεξτρίνη. Οι δύο αυτές αλληλεπιδράσεις ευνοούν τον σχηματισμό και την σταθερότητα των σχηματιζόμενων συμπλόκων.
Τέλος, από τα πειράματα διαλυτότητας της ρισπεριδόνης παρουσία των επιφανειοδραστικών (SDS, Brij35 και Cremophor EL) διαπιστώθηκε ότι α) την μεγαλύτερη αύξηση διαλυτότητας προκάλεσε το SDS και β) η διαλυτοποιητική ικανότητα του Brij35 ήταν λίγο μικρότερη από αυτή του Cremophor EL.
|
|---|
