Aktivita a užitečnost polymerů také může ležet v jejich mechanických vlastnostech, kterými jsou vysoká elasticita, houževnatost a přilnavost k povrchu. Materiál kombinující tyto vlastnosti pak muže být ideální pro terapeutické aplikace kombinované s lokálním krytím zánětlivých ložisek v dutině ústní. A tak nejnovější lékovou formou určenou pro aplikaci na orální sliznici jsou mukoadhezivní-bukální filmy (MBF) na bázi syntetických polymerů. Díky nanesenému polymernímu filmu s účinnou látkou dojde nejen k prodloužení doby expozice léčivé látky, ale také k ochraně lézí před mechanickými stresy dutiny ústní.
MBF mohou být také použity i pro systémovou léčbu, kdy je výhodou přímé vstřebání účinné látky přes ústní sliznici do krevního oběhu, a kdy se léčivo na rozdíl od běžného orálního podání dostává na cílové místo, aniž by prošlo v první fázi játry. Dalšími výhodami oproti perorálnímu podání jsou nízká enzymatická aktivita v ústech, stejně jako dobrý přístup k léčivu a jeho snadné odstranění v případě vzniku nežádoucích efektů. Nevýhodami, které je nutné při vývoji těchto lékových forem překonávat, jsou naopak relativně nízká propustnost bukální sliznice, konstantní omývání filmu slinami, rychlé obnovování mukózní vrstvy nebo potřeba, aby film plnil svou funkci i při mluvení a přijímání potravy. MBF jsou proto obvykle koncipovány jako vrstvené folie, skládající se nejčastěji ze dvou nebo tří vrstev. Setrvání těchto filmů v dutině ústní je pak projevem tzv. mukoadheze, která je specifickým případem bioadheze, kdy dochází ke vzájemnému proplétání a penetraci makromolekulárních řetězců polymeru a mucinu a posléze k vytvoření interakcí mezi těmito řetězci.
nanoheterogenní suspenze
pseudokokrystalická pevná disperze
Vnitřní architektura mukoadhezivních-bukálních filmů (MBF) ciclopirox olaminu (CPX) na bázi polyethylenoxidu (PEO). Systém s nízkým obsahem aktivní látky je uveden na 1. obrázku (shora), zatímco systém s vysokým obsahem aktivní složky je znázorněn na 2. obrázku (shora).
Součástí našeho nedávného výzkumu byla příprava a detailní strukturní charakterizace mukoadhezivních-bukálních filmů, kde aktivní látkou byl ciclopirox olamin (CPX), což je syntetický antimykotický prostředek pro topickou dermatologickou léčbu povrchových mykóz, který byl zabudován do polymerní matrice polyethylen oxidu (PEO) změkčeného glycerolem. Bylo neobvyklé, že systémy, které obsahovaly malé množství aktivní látky (CPX) vykazovaly velmi rychlé uvolnění léčiva a ztrátu mechanických vlastností, zatímco systémy s vysokým obsahem CPX vykazovaly požadované značně zpomalené uvolňování léčiva při zvýšené mechanické odolnosti proti poškození na sliznici, kdy elasticita a plasticita tohoto materiálu byla překvapivě vysoká. Kombinací různých typů experimentů NMR v pevném stavu bylo zjištěno, že tyto materiály se dramaticky liší ve své struktuře. Filmy s nízkým obsahem CPX vytvořily dvoufázovou nanoheterogenní suspenzi, ve které byla aktivní látka molekulárně dispergována v amorfní matrici PEO. Tato amorfní matrice pak byla osídlena malým množstvím krystalitů polymeru (1. obrázek). Toto uspořádání vysvětluje nejen vysokou rychlost uvolňování léčiva, ale i nízkou mechanickou odolnost filmu.
Na druhou stranu, systémy s vysokým obsahem CPX vykazovaly architekturu pseudo-kokrystalické pevná disperze, kdy léčivo vykrystalizovalo mezilamelárním prostoru krystalitů polymerní matrice. Tyto filmy obsahovaly relativně malé množství amorfní fáze, což v kombinaci se vzájemnými povrchovými interakcemi krystalitů aktivní látky a polymerní matrice způsobilo nejen zvýšení mechanické odolnosti, ale i zpomalení uvolňování léčiva. Obecně bylo zjištěno, že je to kombinace dvou faktorů, která definuje strukturní a fyzikálně-chemické vlastnosti těchto systémů: i) přístupnost a afinita vhodných molekulárních míst pro tvorbu interakce polymer-léčivo s vodíkovou vazbou a ii) tendence polymerních řetězců, podporovaná glycerolem jako dalším krystalizačním partnerem (koformerem), ke vzniku vysoce krystalické fáze. Je tedy zřejmé, že biologickou dostupnost ciclopiroxu olaminu lze účinně řídit cíleným strukturováním mukoadhezivních-bukálních filmů.
Autorka: Martina Urbanová