Экспериментальная растворимость арипипразола в сверхкритическом диоксиде углерода и моделирование

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13402 (2023) Цитировать эту статью

126 доступов

Подробности о метриках

Растворимость соединений в сверхкритическом диоксиде углерода (SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\)) нашла решающее значение при производстве микро/наноразмерных лекарств. В данном исследовании растворимость арипипразола измерялась в SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\) при различных температурах (308–338 К) и давлениях (12–30 МПа). Более того, экспериментальные результаты растворимости коррелировали с несколькими полуэмпирическими моделями (Крастил, Бартл и др., Кумар и Джонстон, Менден-Сантьяго и Теджа, Содеифиан и др. и Жуибан и др.), а также с модифицированной моделью Вильсона. . Молярная доля препарата в СК-\({\mathrm{CO}}_{2}\) варьировалась в диапазоне от \(1,830\times {10}^{-6}\) до \(1,036\times {10}^{-5}\). Растворимость сильно зависела от рабочего давления и температуры. Храстил (0,994), Жуибан и др. (0,993) и Содеифиан и др. (0,992) модели показали наибольшую согласованность с полученными значениями. Кроме того, были проведены тесты на самосогласованность растворимости арипипразола в SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\). Приблизительная полная энтальпия (\({\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{total}}\)), энтальпия испарения (\({\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{vap}} \)) и энтальпию растворимости (\({\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{sol}}\)) также рассчитывали.

Арипипразол (АПЗ) — антипсихотик второго поколения, известный как типичный антипсихотик. Этот препарат эффективен при широком спектре психотических расстройств, таких как шизофрения1. Он также может служить стабилизатором настроения при лечении биполярного расстройства2,3,4. APZ был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для лечения смешанных эпизодов, связанных с биполярным расстройством и острым маниакальным расстройством. Похоже, что функциональная селективность рецепторов D2 может способствовать антипсихотическим эффектам APZ5,6,7. Как типичное антипсихотическое соединение, APZ избирательно связывается с серотониновыми и центральными дофаминовыми D2-рецепторами, что может быть эффективным при лечении когнитивных и негативных симптомов шизофрении1,7. Согласно предыдущим исследованиям, APZ может предотвращать активацию микроглии за счет снижения уровня воспалительных цитокинов8,9,10. APZ можно использовать при лечении депрессии из-за его влияния на активность микроглии и противовоспалительное действие. Однако низкая биодоступность арипипразола из-за его плохой растворимости в воде существенно ограничивает разработку препаратов на основе АПЗ и их терапевтическое воздействие на депрессию8,11.

Лекарства с плохой растворимостью в воде часто демонстрируют плохую биодоступность при пероральном приеме и ограниченную скорость всасывания. Улучшение абсорбции, растворимости и проницаемости плохо растворимых в воде лекарственных средств является одной из основных тем исследований12. Скорость растворения фармацевтических соединений увеличивается за счет уменьшения размера их частиц. Для уменьшения размера частиц можно использовать несколько традиционных методов, таких как измельчение, просеивание, распылительная сушка и перекристаллизация. Каждый из этих методов имеет свои недостатки. В последнее десятилетие технология сверхкритических жидкостей (SCF) использовалась в качестве процесса микронизации в качестве альтернативы традиционным методам. Исследователи использовали сверхкритические жидкости в качестве растворителя или антирастворителя в процессах экстракции, дисперсии с усилением раствора и в методах быстрого расширения растворов/суспензий13,14,15,16,17,18,19,20,21,22. В дополнение к умеренной критической точке (304,1 К по температуре и 7,38 МПа по давлению), SC-CO2 обладает экологически чистым характером, негорючестью, невзрывоопасностью и доступностью высокой чистоты15,23,24,25,26. В процессе производства наночастиц растворимость лекарства в сверхкритической жидкости является основным параметром, поскольку она определяет возможность использования сверхкритических методов. Этот параметр также определяет роль SCF в качестве растворителя, антирастворителя или реакционной среды27,28. Процессы на основе RESS обычно используются для приготовления лекарств на основе наночастиц с высокой растворимостью в SC-CO2, напротив, процедуры с использованием антирастворителей подходят для приготовления лекарств с низкой растворимостью29,30,31,32. Недавно был исследован широкий спектр препаратов с различными уровнями растворимости SC -\({\mathrm{CO}}_{2}\)25,33,34,35. Кроме того, разработаны различные подходы для измерения растворимости лекарственного средства в СК–\({\mathrm{CO}}_{2}\, среди которых гравиметрические36,37,38,39, спектрометрические40,41,42, хроматографические43, 44 и другие46 методы. Методы моделирования также могут помочь исследовать растворимость фармацевтических препаратов в SC–\({\mathrm{CO}}_{2}\) с гораздо меньшими затратами времени и затрат и без необходимости использования сложного оборудования13.