الملخص

هدف البحث هو تحضير الأنظمة ذاتية الاستحلاب للنيفروكزازيد وتقييمها وهو الذي يعتبر عاملاً مضاداً للبكتيريا يُستخدم لمعالجة إنتانات السبيل الهضمي. اكتُشف له حديثاً دورٌ في إنقاص عيوشيّة الخلايا النقويّة المتعدّدة وخلايا سرطان الثّدي، ولكن ذوبانيته الضعيفة في الماء تحد من وصوله إلى الدوران الجهازي، إذ أصبح من الممكن عبر تحسين معدل ذوبانه استخدامه دواء فعّالاً لمعالجة السرطان، حيث صيغت النظم ذاتية الاستحلاب من النيفروكزازيد بعد اختبار عدة زيوت، وعوامل فعالة على السطح، ومذيبات مشاركة، وتقييمها في الزجاج بتحديد حجم القطيرات المتشكلة ونفاذيتها للضوء المرئي، ودراسة معدل تحررالدواء في الزجاج من هذه الأنظمة ومقارنته مع معدل تحرره دواء صرفاً. تم الحصول على نظام استحلابي ميكروي باستخدام حمض الزيت، التوين 20 والدي ميثيل سلفوكسيد DMSO وذلك بنسبة (3:6:1)، وكان متوسط أبعاد القطيرات الناتجة (13.197 μm)، وقد أبدى النظام الاستحلابي معدل تحرر أفضل للنيفروكزازيد بالمقارنة مع الدواء النقي عند النقاط الزمنية (5، 10، 15، 30، 45) دقيقة بمستوى دلالة إحصائية (P ˂ 0.001, n=3) وعند النقطة (60) دقيقة بفارق إحصائي يُعتد به (P ˂ 0.01, n=3) وفق الدراسة الإحصائية (One-way ANOVA)، فقد تحررت معظم كمية الدواء من النظام الاستحلابي (96.941(% بعد 10 دقائق بينما لم تتجاوز نسبة تحرر النيفروكزازيد الصرف بالمقابل (47.946%) بعد 10 دقائق،  والـ (76.118%) عند نهاية فحص الانحلال بعد (60 دقيقة). يمكن اعتماد هذه الصيغة لتحضير نظم ذاتية الاستحلاب للنيفروكزازيد حيث تعطي مستحلبات ميكروية شفافة بعد التمديد بالماء وقد حققت هذه الصيغة الهدف في تحسين معدل انحلال النيفروكزازيد.

---

كلمات مفتاحية : تحسين الذوبانية ، نيفروكزازيد ، النظم ذاتية الاستحلاب للنيفروكزازيد.

---

المقدمة Introduction:

تشكل الذوبانيّة تحدياً كبيراً في تطوير أشكالٍ صيدلانيةٍ جديدةٍ، فحوالي 40% من الأدوية المسوّقة تجارياً و90% من الأدوية قيد التطوير هي أدوية قليلة الذوبان في الماء Poorly soluble (1)، لذلك فإن اكتشاف وتطوير أدويةٍ جديدةٍ ليس كافياً وحده لتحقيق الفعالية العلاجيّة، وإنّما أصبح تطوير وتعديل صيغ الأدوية الموجودة حالياً ركيزةً أساسيةً في الصناعة الصيدلانية (2). إن وصول الدواء إلى الدوران الجهازي يمر بعدة عمليات متعاقبة، تتضمن بالنسبة للمستحضرات الفموية الصلبة فورية التحرر تفتت المنتج الدوائي وتحرر الدواء، انحلال الدواء في الوسط المائي في الجسم، ومن ثمّ امتصاص الدواء عبر الأغشية الخلوية إلى الدوران الجهازي (3). خلال تعاقب هذه العمليات تتحدد سرعة وصول الدواء إلى الدوران الجهازي بالخطوة الأبطأ، والتي هي عملية ذوبان الدواء في الماء بالنسبة للأدوية ضعيفة الذوبان في الماء (3)، لذلك طوّرت العديد من التقنيّات المتبعة لتحسين معدّل ذوبان الأدوية الضعيفة الذوبان في الماء كالتّنعيم (Micronization)، وتشكيل الأملاح (Salt forming)، والبلورة التشاركية (Co-crystallization)، وتحضير الجسيمات النانوية (Nano particles)، وتشكيل المعقدات الانضماميّة (Inclusion complexes)، والمبعثرات الصّلبة (Solid dispersions)، والنّظم الدّسمة (Lipid-based formulations) (4). النيفروكزازيد (Nifuroxazide) وهو أحد مشتقات الـ5 نتروفوران، يعتبر عاملاً مضاداً للبكتيريا، يُستخدم لمعالجة إنتانات السبيل الهضمي (5)، اكتُشف له دورٌ في إنقاص عيوشيّة الخلايا النقويّة المتعدّدة وخلايا سرطان الثّدي عبر تثبيطه فسفرة بروتين نقل الإشارة وتنشيط الانتساخ Stat3 (Signal transducer and activator of Transcription 3 )، الذي يؤدي دوراً مهمّاً في تنظيم عمليّاتٍ حيويّةٍ مهمّةٍ  كتكاثر الخلايا و موت الخلايا المبرمج (Apoptosis)، وتكوين أوعيةٍ دمويّةٍ جديدةٍ ((angiogenesis، وإحداث النّقائل (metastasis) (6) (7). لا يوجد حتّى الآن في الأسواق أشكال صيدلانيّة للنيفروكزازيد مخصّصة لإيصاله إلى الدّوران الجهازي، وتعد ذوبانيته الضعيفة في الماء أحد العوائق الرئيسية فهو غير منحل في الماء (5)، لذلك يهدف هذا البحث إلى زيادة انحلاليّة النّيفروكزازيد عبر تحضيره بطريقة الاستحلاب الذّاتي ممّا قد يحسّن من توافره الحيويّ في الجسم. تعرف النظم ذاتية الاستحلاب للإيتاء الدوائي Self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) بأنها عبارةٌ عن مزيجٍ ايزوتروبيّ (Isotropic mixture) مكون من الدواء، ومواد دسمةٍ، وعوامل فعالةٍ على السطح، ومذيباتٍ مساعدةﹴ تُحسّن امتصاص الأدوية المحبة للدسم وتشكل مستحلباً من نمط ز/م عند تحريكها بلطفٍ وامتزاجها بالسوائل المعديّة المعويّة في الجسم (8). من أهم ميزات النظم ذاتية الاستحلاب قدرتها على تحسين التوافر الحيوي للعديد من الأدوية خاصّة الأدوية ذات الذوبانية الضعيفة، حيث تشكل مستحلباتٍ ميكرويّة أو نانويّة ممّا يزيد من كميّة وسرعة الامتصاص، كما تحدّ من التباينات عند الأفراد وعند الفرد الواحد، وتقلل من أثر الطعام على التأثير الدوائي للعديد من الأدوية، ويمكن استخدامها لإيصال الببتيدات المعرّضة للحلمهة الأنزيمية في السبيل المعدي المعوي، إضافةً إلى تحسينها من الثباتيّة الفيزيائيّة للأدوية وسهولة تصنيعها وإمكانيّة تحضيرها على المستوى الصّناعي في شكل صيدلاني صلب أو سائل (9) (10). كما تزيد هذه الأنظمة امتصاص الأدوية بعدة آلياتٍ منها:

• تؤمن مساحةً سطحيةً كبيرةً جداً من خلال الأبعاد الصغيرة لقطيرات الطور الداخلي المبعثر.
• تحفز امتصاص الدواء بالطريق اللمفاوي مما يجنبه المرور الكبدي الأول.
• تعمل العوامل الفعالة على السطح على:

1. تسهيل انتقال الأدوية عبر الخلايا Transcellular Transport.
2. كما تقوم بفتح الوصلات المحكمة بين الخلايا مما يسهل انتقال الأدوية عبر المسامات بين الخلوية Paracellular Transport.

• وتعمل على زيادة تركيز الدواء داخل الخلوي Intracellular concentration وزمن بقائه Residence time عبر تثبيط مضخة الغليكوبروتين (P-gp) والإنقاص من التدرّك الأنزيمي بالسيتوكروم المعوي (CYP450).
• أما السواغات الدسمة فهي تعمل على تحريض إفراز البروتينات الشحمية والـ Chylomicron، مما يسهل عملية الامتصاص (11).

إن هدف هذا البحث هو تحسين التوافر الحيوي للنيفروكزازيد عن طريق تحسين معدل ذوبانه باستخدام تقنية النظم ذاتية الاستحلاب (Self-emulsifying System).

المواد والطرائق Materials and Methods:

المواد Materials:

حصلنا على المواد التالية المستخدمة في الدراسة:

النيفروكزازيد NF من شركة United Pharma Industries, China.

التوين 20، التوين 80، البولي إيثيلين غليكول 400 PEG، الدي ميثيل سلفوكسيد DMSO من شركة Riedel-de Haen, Germany.

حمض الزيت وحمض البور من شركة Sigma-Aldrich, USA.

زيت الخروع، كلوريد البوتاسيوم، هيدروكسيد الصوديوم والميثانول من شركة Panreac corp, Spain.

مراشح ميكرومترية Syringe Filter 0.45 μm من شركة Tianjin Fuji Science & Technology Co, China.

الطرق Methods:

مقايسة المادة الفعالة:

1- المسح الطيفي بمقياس الطيف الضوئي وتحديد طول موجة الامتصاص الأعظمي:

تم وزن (4 ملغ) من النيفروكزازيد بدقة، وحله بواسطة وقاء البورات (pH=10) في بالون معاير سعة 250 مل بمساعدة الأمواج فوق الصوتية لمدة 15 دقيقة، لإعطاء تركيز نهائي (16 مكغ/مل) من النيفروكزازيد.

اعتُمد على مقياس الطيف الضوئي طريقةً لتحليل المادة، حيث تم إجراء مسحٍ طيفي من طول موجة (200-700) نم لمحلول النيفروكزازيد لتحديد طول موجة الامتصاص الأعظمي، فكانت (388±2) نم (الشكل 1) (12).

ابتداءً من المحلول الأم حُضّرت السلسلة العيارية بالتراكيز (0.576-0.64-0.896-3.2-6.4-8-9.6-11.2-12.8 (مكغ/مل.

قيس امتصاص كل من التراكيز السابقة على جهاز الطيف الضوئي عند طول موجة 388 نم واستخدام وقاء البورات (pH=10) كناصع، ثم رسم منحني المعايرة الذي يمثل الامتصاص مقابل التركيز، تم تكرار التجربة ثلاث مراتٍ وأخذ متوسط قيم الامتصاص الموافقة لقيم التراكيز المدروسة.

يوضح (الشكل 2) متوسط قيم الامتصاص الموافقة لقيم التراكيز المدروسة من مادة النيفروكزازيد في وقاء البورات، و نستنتج أن طريقة المقايسة خطية لدواء النيفروكزازيد حيث أن معامل الارتباط ( ) يبلغ (0.9994) ومعادلة منحني المعايرة y = 0.778x+0.0203 وذلك ضمن المجال (0.576-12.8) مكغ/مل، لذا يمكن اعتماد معادلة الخط المستقيم (معادلة السلسلة العيارية) لتحديد تركيز النيفروكزازيد بعد التمديد بوقاء البورات.

تحضير النظم ذاتية الاستحلاب

1- تحديد العامل الفعال على السطح الأفضل لاستحلاب الزيت:

تتكون النظم ذاتية الاستحلاب من الطور الزيتي، العامل الفعال على السطح، والمذيبات المشاركة.

اختير حمض الزيت/زيت الخروع كزيوتٍ ممثلةٍ للطور الزيتي، البولي إيثيلن غليكول 400 (PEG 400)/الدي ميثيل سلفوكسيد (  DMSO) كمذيباتٍ مشاركة، وتمت المقارنة بين التوين 20 والتوين 80 كعوامل فعالةٍ على السطح من حيث قدرتها على استحلاب الزيت المحدد في الصيغة، وذلك من خلال الطريقة الآتية: مُزج 300 ملغ من العامل الفعال على السطح و300 ملغ من الزيت وتسخين المزيج بلطف بواسطة حمام مائي درجة حرارته 50°C)) لمدة 5 دقائق، ثم أُخذ 50 ملغ من المزيج ومُدد إلى 50 مل بواسطة الماء المقطر، تُرك المزيج لمدة ساعتين ثم قيس نفاذيته الضوئية باستخدام مقياس الطيف الضوئي عند طول موجة 638 نم (حسب قانون بيير لامبرت فإن معامل الامتصاص للماء يحقق علاقة خطية بين التركيز والامتصاص عند طول الموجة 638 نم)، واستُخدم الماء المقطر كناصع، حيث كلما زادت النفاذية كان العامل الفعال على السطح أكثر فعالية وقدرة على استحلاب الزيت (13).

2- دراسة تأثير كلّ من نسبة العامل الفعال على السطح/المذيب المشارك وكمية الطور الزيتي على نفاذية المستحلب:

حُضّرت مجموعات من صيغ الاستحلاب الذاتي بدءاً من زيت الخروع/حمض الزيت،  العامل الفعال على السطح الأفضل لاستحلاب الزيت (توين 20)، PEG 400/DMSO بحيث تكون نسبة الطور الزيتي/العامل الفعال على السطح والمذيب المشارك (1/9، 2/9)، ونسبة العامل الفعال على السطح/المذيب المشارك (2/1، 3/1، 4/1). يبين (الجدول 1 و2) مكونات كل صيغة وقد قيّم كل منها بأخذ 50 ملغ من المزيج وتمديده إلى 50 مل بواسطة الماء المقطر، تم تُرك المزيج لمدة ساعتين ثم قيست نفاذيته الضوئية باستخدام مقياس الطيف الضوئي عند طول موجة 638 نم واستُخدِم الماء المقطر كناصع، حيث كلما صغرت أبعاد قطيرات المستحلب وزادت نفاذيته الضوئية

– تحضير النظام الاستحلابي الحاوي على النيفروكزازيد:

بعد تحديد مكونات النظام الاستحلابي واختيار النسب المُثلى من كل طور للحصول على مستحلب ميكروي بعد إضافة الماء، مُزج العامل الفعال على السطح مع المذيب المشارك باستخدام محرك مغناطيسي لمدة 15 دقيقة لتمام التجانس، ثم أُضيف الطور الزيتي إلى المزيج السابق مع المزج بالأمواج فوق الصوتية لمدة 15 دقيقة بحرارة الغرفة.

دراسة ذوبانية النيفروكزازيد في النظام الاستحلابي:

1- تحضير السلسلة العيارية في الميثانول:

تم وزن (4 ملغ) من النيفروكزازيد بدقةٍ، وحله في 20 مل ميثانول بمساعدة الأمواج فوق الصوتية لمدة 15 دقيقة في بالون معاير سعة 100 مل، ثم أُكمِل الحجم بالميثانول إلى خطّ العيار لإعطاء تركيز نهائي (40 مكغ/مل) من النيفروكزازيد. اعتُمد على مقياس الطيف الضوئي طريقةً لتحليل المادة، حيث أجري مسح طيفي من طول موجة (200-700) نم لمحلول النيفروكزازيد لتحديد طول موجة الامتصاص الأعظمي، فكانت (364±2) نم (الشكل 3). ابتداءً من المحلول الأم حُضّرتالسلسلة العيارية بالتراكيز (1.6-4-4.8-5.6-6.4-8) مكغ/مل. تم قياس امتصاص كل من التراكيز السابقة للسلسلة العيارية على جهاز الطيف الضوئي عند طول موجة 364 نم واستخدام الميثانول كناصع، وتكرار التجربة ثلاث مراتٍ وأخذ متوسط قيم الامتصاص الموافقة لقيم التراكيز المدروسة.

يوضح (الشكل 4) متوسط قيم الامتصاص الموافقة لقيم التراكيز المدروسة من مادة النيفروكزازيد في الميثانول، ونستنتج أن طريقة المقايسة خطية لدواء النيفروكزازيد في الميثانول حيث ان معامل الارتباط ( ) يبلغ (0.9955) وذلك ضمن المجال (1.6-8) مكغ/مل، لذا يمكن اعتماد معادلة الخط المستقيم (معادلة السلسلة العيارية) لتحديد تركيز النيفروكزازيد في النظام الاستحلابي بعد التمديد في الميثانول.

– دراسة ذوبانية النيفروكزازيد في النظام الاستحلابي بطريقة الدورق الهزاز:

دُرست ذوبانية النيفروكزازيد في الأنظمة الاستحلابية التي حققت نفاذية أكبر من 90% بطريقة الدورق الهزاز (Shake flask method)، حيث أُضيف مقدار زائد من النيفروكزازيد إلى (5 مل) من النظام الاستحلابي في أنبوب تثفيل، ومُزج بالأمواج فوق الصوتية لمدة 30 دقيقة بالدرجة 37°م لتسريع الانحلال، ثم وضِع الأنبوب في جهاز مازج (Shaker) لمدة 48 ساعة للوصول إلى التوازن، ثُفّل بعدها بسرعة (6000 rpm) بواسطة مثفلة (Hermle Z200A, Germany) لمدة 30 دقيقة. أُخذت عينة (1 مل) من الطافي ومُدّدت بالميثانول في بالون معاير سعة 25 مل إلى خط العيار، وعُيّن الامتصاص بجهاز الطيف الضوئي عند طول الموجة (364 نم)، مع التمديد بالميثانول عند اللزوم، تم تكرار التجربة ثلاث مرات (11).

دراسة تأثير كمية النيفروكزازيد المُضافة إلى النظام الاستحلابي:

دُرس تأثير كمية النيفروكزازيد المُضافة على الثباتية الفيزيائية وذلك لصيغ النظام الاستحلابي الأكثر قدرةً على إذابة النيفروكزازيد، حيث تمت إضافة كمياتٍ متزايدةٍ من النيفروكزازيد إلى النظام الاستحلابي ودراسة أثر الكمية المضافة من النيفروكزازيد على النفاذية الضوئية للنظام الاستحلابي وذلك بأُخذ 50 ملغ من المزيج وتمديده إلى 50 مل بواسطة الماء المقطر، ثم قياس نفاذيته الضوئية باستخدام مقياس الطيف الضوئي عند طول موجة 638 نم، واستخدام الماء المقطر كناصع، حيث كلما زادت النفاذية وكانت أقرب إلى 100% كان المستحلب ذا أبعادٍ ميكرويةِ ونانوية (14).

دراسة خصائص النظم ذاتية الاستحلاب (Characterization of Self- Emulsifying Drug Delivery Systems):

1- تعيين حجم قطيرات المستحلب (Determination of droplet size):

قيس حجم القطيرات المتشكلة بعد تمديد النظام الاستحلابي باستخدام تقنية تشتت الضوء الحركي (Dynamic light scattering) بواسطة جهاز Master Sizer (Master Sizer 2000; Malvern instruments Corp, U.K.) (11)، تم إجراء التحليل بزاوية تشتت 90° وبدرجة حرارة 25° C. حُقن المحلول المحضر داخل الـ Master Sizer، وتمديده بشكل مناسب بواسطة الماء المقطر، وتحديد متوسط حجم القطيرات وتوزع الحجم (Size Distribution) وتجانس توزع الحجم (Uniformity size) عبر معامل الـ Span (مؤشر يدل على مدى بعد نقطتي الـ 10% والـ 90% بعضهما عن بعض وذلك نسبة إلى النقطة 50%)، يمكن حسابه عبر المعادلة التالية:

Span =   (D(0.9)-D(0.1))/(D(0.5)) 

حيث D(0.9)، D(0.1)، D(0.5) هي 90، 10، 50% من الجزيئات على التوالي أصغر من الحجم المحدد، وتدل القيمة العالية للـ Span على حجم توزع كبير ومعامل تشتت عال (15).

2- دراسة معدل تحرر الدواء من  النظم ذاتية الاستحلاب:

 دُرس معدل تحرر الدواء من صيغ الأنظمة ذاتية الاستحلاب الأكثر قدرة على إذابة النيفروكزازيد ومقارنتها مع معدل تحرر الدواء النقي، وذلك بتحضير (3 عينات) من كلّ صيغة تعادل كل منها (1مل) تحوي الكمية المُثلى من النيفروكزازيد (15 ملغ) ووضع كلّ منها في كبسولات قاسية ثمّ وضعها في جهاز السلة (جهاز الذوبان-ǀ) الذي يحوي وسط الذوبان بعد ضبط درجة حرارته على الدرجة 37°م.

تُحدّد كمية النيفروكزازيد المتحرّرة خلال الزمن بسحب عينات 5 مل عند كل نقطةٍ زمنيّةٍ مع التعويض بوقاء البورات (ph = 10) وبدرجة حرارة 37°م، وترشيحها عبر مراشح ميلليبور فلتر (0.45 μm). تمّ حساب كمية النيفروكزازيد المتحرّرة بقياس امتصاص العينة باستخدام جهاز مقياس الطيف الضّوئي (PG Instruments T80+ UV/VIS Spectrometer) عند طول موجة (388 نم).

شروط فحص الذوبان:

اعتُمدت شروط فحص الذوبان التي أوجدها المركز العلمي الحكومي للأدوية والمنتجات الطبية في كاركيف، أوكرانيا (State Scientific Center for Drugs and Medical Products) كما هو موضح في (الجدول 3) مع استخدام جهاز السلة (الجهاز ǀ) بدلاً من جهاز المجداف (الجهاز ǁ) وذلك لاستخدام الكبسولات، وزيادة عدد الفواصل الزمنيّة لسحب العيّنة (12).

الدراسة الإحصائية:

اعتُمد اختبار (One- Way ANOVA) للنسبة المئوية للمادة الدوائية المتحررة من الأنظمة ذاتية الاستحلاب، والدواء النقي (NF) عند كل نقطة زمنية واعتبرت الفروق ذات أهمية إحصائية عند مستوى دلالة (P ˂ 0.05)، تمت الدراسة الإحصائية وتحليل النتائج من خلال استخدام برنامج (SPSS) نسخة 25.

النتائج والمناقشة Results and Discussion

1- تأثير كلّ من نسبة العامل الفعال على السطح/المذيب المشارك وكمية الطور الزيتي على نفاذية المستحلب:

يبين (الجدول 4 و5) تأثير كلّ من مكونات صيغ النظام الاستحلابي ونسبتها على النفاذية الضوئية لصيغ النظام الاستحلابي.

نلاحظ أن زيادة نسبة الطور الزيتي من 10% إلى 20% في المجموعات الأربع الرئيسية أدى إلى انخفاض النفاذية الضوئية وفي المجموعة 3 و 4 كان الانخفاض أكبر (الطور الزيتي هو زيت الخروع) ومن الممكن تفسير ذلك بزيادة التوتر السطحي بين الحجم الأكبر من الزيت والطور المائي مع انخفاض مجمل بتركيز العامل الفعال على السطح (13). في المجموعة 1 و 3 (المذيب المشارك هو PEG400) أدت زيادة نسبة العامل الفعال على السطح/ المذيب المشارك إلى زيادة النفاذية الضوئية. في المجموعة 2 (الطور الزيتي هو حمض الزيت والمذيب المشارك هو DMSO) لم تكن هناك زيادة ملحوظة في النفاذية الضوئية بازدياد نسبة العامل الفعال على السطح/ المذيب المشارك. في المجموعة 4 (الطور الزيتي هو زيت الخروع والمذيب المشارك هو DMSO) كانت النفاذية الضوئية الأكبر عندما كانت نسبة العامل الفعال على السطح/ المذيب المشارك تساوي 3/1 وأدت زيادة النسبة إلى 4/1 إلى انخفاض في النفاذية. في بعض الحالات تؤدي زيادة تركيز العامل الفعال على السطح إلى تشكيل مستحلبات ذات أبعاد قطيرات صغيرة ومن ثمّ زيادة النفاذية الضوئية ويُفسر ذلك من خلال ثباتية القطيرات الزيتية بفضل وجود جزيئات العامل الفعال على السطح عند السطح الفاصل بين الطور المائي والزيتي (16). في حالات أخرى، من الممكن أن تؤدي زيادة تركيز العامل الفعال على السطح إلى الحصول على مستحلباتٍ بأبعاد قطيراتٍ أكبر ويُفسر ذلك بتخريب السطح الفاصل بين الطورين المائي والزيتي من خلال زيادة نفاذية الماء في قطيرات الزيت مما يؤدي إلى دفع قطيرات الزيت إلى الطور المائي (16).

2- ذوبانية النيفروكزازيد في النظم الاستحلابية:

تؤدي ذوبانيّة الدواء في الأنظمة الاستحلابية دوراً مهماً في تحديد ثباتية الصيغة، فالكثير من الصيغ يمكن أن يترسب الدواء فيها قبل أن يصل إلى مكان انحلاله، فمزيج الزيت، العامل الفعال على السطح والعامل المساعد الفعال على السطح يجب أن يكون صافياً ومكوناً من طور واحد فقط في درجة حرارة الغرفة وله قدرة إذابة جيدة لتحميل جرعة الدواء بأقل حجم ممكن (13). اعتُمدت مكونات النظام الاستحلابي من طور زيتي، عاملاً فعالاً على السطح ومذيباً مشاركاً بناءً على الصيغ التي أبدت النفاذية الأكبر أي الصيغ 1، 3، 5، 7، 9 ، 17 وتمت دراسة قدرة مكونات هذه المزائج على إذابة النيفروكزازيد. تم الحصول على كمية النيفروكزازيد المنحلة في كل صيغة والموضحة في (الجدول 6 و7)، وذلك بعد تحديد قيم الامتصاص لصيغ النيفروكزازيد المختلفة، وتطبيق معادلة السلسلة العيارية.

إن زيادة ذوبانية النيفروكزازيد في النطم الاستحلابية ناجمة عن وجود الدي ميثيل سلفوكسيد DMSO، لذلك تم اختيار هذه الأنظمة لتحميل النيفروكزازيد ضمنها (الصيغة 7 و9).

3- دراسة تأثير كمية النيفروكزازيد المُضافة إلى النظام الاستحلابي:

دُرست تأثير كمية النيفروكزازيد المُضافة إلى النظام الاستحلابي من خلال قيم النفاذية الضوئية الموضحة في (الجدول 8)، حيث لكمية النيفروكزازيد المضافة تأثيرٌ كبيرٌ على حجم قطيرات المستحلب. بسبب الطبيعة الكارهة للماء للدواء، من الممكن أن تؤثر كميته على حجم قطيرات المستحلب أو أن يترسب عند التمديد (14). من خلال قيم النفاذية الضوئية، نلاحظ أن تحميل النيفروكزازيد بنسبة 1.5% لم يؤثر على النفاذية الضوئية ومن ثمّ على حجم القطيرات، بينما تحميل النيفروكزازيد بنسبة 2% أو أكثر أدى إلى نقصانٍ مهم في قيم النفاذية، لذلك أُضيف النيفروكزازيد إلى النظام الاستحلابي بحيث يكون التركيز (15ملغ نيفروكزازيد/1مل)، حيث أعطى هذا التركيز المستحلبات الأكثر نفاذيةً للضوء، ثمّ مُزج بواسطة المحرك المغناطيسي لمدة 15 دقيقة، وتُرك المزيج بحرارة الغرفة لحين الاستعمال.

– تعيين حجم قطيرات المستحلب (Determination of droplet size):

يعتبر حجم قطيرات المستحلب والتوزع الحجمي لها من الخصائص المهمة التي يجب دراستها، فالحجم الأصغر للقطيرات يؤمن مساحة سطحٍ نوعي أكبر ومن ثمّ سرعة امتصاص وتوافر حيوي أعلى (13). قيس حجم القطيرات المتشكلة بعد تمديد النظام الاستحلابي A (توين 20: دي ميثيل سلفوكسيد: حمض الزيت 600: 300: 100) والنظام الاستحلابي B (توين 20: دي ميثيل سلفوكسيد: حمض الزيت 675: 225: 100) والمحملان بالنيفروكزازيد  بواسطة جهاز Master Sizer (11)، وحُدّد متوسط حجم القطيراتMean Particle Size) ) وتوزع الحجم (Size Distribution) وتجانس توزع الحجم (Uniformity)   كما هو موضح في (الجدول 9). كان متوسط حجم قطيرات النظام الاستحلابي A الذي تبلغ فيه نسبة العامل الفعال على السطح: المُذيب المشارك (2: 1) (13.197 μm) وعامل الـ SPAN ( (1.524وقيمة الـ Uniformity (0.478) وأبدى مساحة سطح (0.394 m²/g)، وعند المقارنة مع النظام الاستحلابي B الذي تبلغ فيه نسبة العامل الفعال على السطح: المُذيب المشارك (3: 1) كان متوسط حجم القطيرات (143.025 μm) وعامل الـ SPAN (1.924) والـUniformity  (0.632( ومساحة السطح (0.106 m²/g) حيث يُلاحظ زيادة ملحوظة في كل من متوسط حجم القطيرات وعامل الـ SPAN والـ Uniformity، حيث تزداد قيمة الـ Uniformity ومعامل الـSPAN  بازدياد متوسط حجم القطيرات وتدل القيمة المنخفضة منها على مقياس توزع متقارب لحجم القطيرات (15)، كما نلاحظ انخفاض في قيمة مساحة السطح في الصيغة B حيث يشير انخفاض قيمة مساحة السطح إلى ازدياد في حجم القطيرات. في بعض الحالات تؤدي زيادة تركيز العامل الفعال على السطح إلى تشكيل مستحلبات ذات أبعاد قطيرات صغيرة ويُفسر ذلك من خلال ثباتية القطيرات الزيتية بفضل وجود جزيئات العامل الفعال على السطح عند السطح الفاصل بين الطور المائي والزيتي (16). وفي حالات أخرى، من الممكن أن تؤدي زيادة تركيز العامل الفعال على السطح إلى الحصول على مستحلباتٍ بأبعاد قطيراتٍ أكبر ويُفسر ذلك بتخريب السطح الفاصل بين الطورين المائي والزيتي من خلال زيادة نفاذية الماء عبر قطيرات الزيت مما يؤدي إلى دفع قطيرات الزيت إلى الطور المائي (16). يوضح (الشكل 5 و6) توزع حجم النظام الاستحلابي A، و (الشكل 7 و8) توزع حجم النظام الاستحلابي B.

– نتائج اختبار معدل الذوبان:

جرت دراسة منحني الذوبان للنظم ذاتية الاستحلاب، وذلك لدراسة أثر استخدام تقنية النظم ذاتية الاستحلاب على معدل ذوبان الدواء في وسط وقاء البورات (pH 10) والمقارنة مع الدواء الصرف (NF). يبين (الجدول 10) النسبة المئوية للنيفروكزازيد المتحرر من صيغتي النظم ذاتية الاستحلاب (A وB)، حيث نسبة العامل الفعال على السطح /المُذيب المشارك (km) هي 2/1 و3/1 على الترتيب، وذلك بالمقارنة مع الدواء النقي (NF).

يبين (الشكل 9) مرتسمات تحرر النيفروكزازيد من الدواء النقي (NF)، النظام الاستحلابي A، والنظام الاستحلابي B ، حيث تحرر معظم الدواء من النظام الاستحلابي A (96.941(% والنظام الاستحلابي B (90.771%) بعد 10 دقائق بينما لم تتجاوز بالمقابل نسبة تحرر النيفروكزازيد النقي الـ (47.946%) بالمقابل،  والـ (76.118%) عند نهاية فحص الانحلال (60 دقيقة). أبدى كلّ من نظامي الاستحلاب A وB تشابهاً في منحنيات الذوبان، حيث لم يكن الفرق في تحرر النيفروكزازيد معتداً به إحصائياً عند جميع النقاط الزمنية (5، 10، 15، 30، 45، 60) دقيقة (P > 0.05, n=3) أي لم تؤدّ زيادة نسبة العامل الفعال على السطح/العامل المساعد الفعال على السطح إلى زيادة نسبة الانحلال. وقد أبدى كلّ من نظامي الاستحلاب معدل تحرر أفضل للنيفروكزازيد بالمقارنة مع الدواء النقي عند النقاط الزمنية (5، 10، 15، 30، 45) دقيقة بمستوى دلالة إحصائية (P ˂ 0.001, n=3) وعند النقطة (60) دقيقة بفارق إحصائي يُعتد به (P ˂ 0.01, n=3) وفق الدراسة الإحصائية (One-way ANOVA). يُعزى تحسن معدل انحلال الدواء بوجود النظم ذاتية الاستحلاب إلى تشكل القطيرات الميكروية عند المزج مع وسط الذوبان، مما يؤمن مساحة سطحٍ كبيرةً، ويكون النيفروكزازيد بالشكل المُذاب

الاستنتاج Conclusion

اهتم البحث بتحسين معدل ذوبان النيفروكزازيد باستخدام تقنية النظم ذاتية الاستحلاب بهدف تحسين ذوبانه ومن ثمّ توافره الحيوي وإمكانية إيصاله جهازياً واستخدامه كدواء فعال لمعالجة السرطان، ويمكن تلخيص نتائج البحث كما يلي:

أظهرت دراسة حجم قطيرات النظام الاستحلابي المكون من حمض الزيت كطور زيتي بنسبة 10% مع التوين 20 بنسبة 60% مع الدي ميثيل سلفوكسيد بنسبة 30%، الحصول على مستحلبات ميكروية (13.197 مكم) بعد إضافة الماء، لذا يمكن اعتماد هذه الصيغة في تحضير نظام ذاتي الاستحلاب للنيفروكزازيد. أظهرت نتائج دراسات معدل تحرر النيفروكزازيد تحرر معظم الدواء من النظام الاستحلابي A (96.941(% والنظام الاستحلابي B (90.771%) بعد 10 دقائق بينما لم تتجاوز بالمقابل نسبة تحرر النيفروكزازيد الصرف الـ (47.946%)،  والـ (76.118%) عند نهاية فحص الانحلال (60 دقيقة). أبدى كلّ من نظامي الاستحلاب A وB تشابهاً في منحنيات الذوبان، حيث لم يكن الفرق في تحرر النيفروكزازيد معتداً به إحصائياً عند جميع النقاط الزمنية (5، 10، 15، 30، 45، 60) دقيقة (P > 0.05, n=3) أي لم تؤدّ زيادة نسبة العامل الفعال على السطح/العامل المساعد الفعال على السطح إلى زيادة نسبة الانحلال. وقد أبدى كلّ من نظامي الاستحلاب معدل تحرر أفضل للنيفروكزازيد بالمقارنة مع الدواء النقي عند النقاط الزمنية (5، 10، 15، 30، 45) دقيقة بمستوى دلالة إحصائية (P ˂ 0.001, n=3) وعند النقطة (60) دقيقة بفارق إحصائي يُعتد به (P ˂ 0.01, n=3) وفق الدراسة الإحصائية (One-way ANOVA).

المراجع :

1. Loftsson T and Brewster ME. Pharmaceutical applications of cyclodextrins: basic science and product development. JPP. 62:1607-1621, 2010.
2. Drews J and Ryser S. Innovation deficit in the pharmaceutical industry. Drug Inf J. 30:97–108, 1996.
3. Shargel L, et al. Biopharmaceutic considerations in drug product design: Introduction. In: Applied Biopharmaceutics and Pharmacokinetics, 5^th edition. McGraw-Hill, 2007.
4. Göke K, et al. Novel strategies for the formulation and processing of poorly water-soluble drugs. Eur J Pharm Biopharm. 126:40-56, 2018.
5. British Pharmacopoeia 2009. V ǀ&ǁ, The Stationery Office. London, UK, 2008.
6. Nelson EA, et al. Nifuroxazide inhibits survival of multiple myeloma cells by directly inhibiting STAT3.Blood. 112:5095–5102, 2008.
7. Yang F, et al. Nifuroxazide induces apoptosis and impairs pulmonary metastasis in breast cancer model. Cell Death Dis. 1–11, 2015.
8. Kohli K, et al. Self-emulsifying drug delivery systems : an approach to enhance oral bioavailability. Drug Discov Today. 15:958–965, 2010.
9. Kaur L, et al. Recent Updates on Self Micro Emulsifying Drug Delivery Systems. AJPTR. 3:262-288, 2013
10. Optimization of self-nanoemulsifying formulations for weakly basic lipophilic drugs : role of acidification and experimental design. BRAZ J PHARM SCI. 52:654-667, 2016.
11. Elnaggar YSR, et al.Self-nanoemulsifying drug delivery systems of Tamoxifen citrate : Design and optimization. Int J Pharm. 380:133–141, 2009.
12. Nazarova OS. Study of nifuroxazide substance solubility in buffer solutions. Farmakom. 3:15-22, 2014.
13. Kassem AA, et al. Self-nanoemulsifying drug delivery system (SNEDDS) with enhanced solubilization of Nystatin for treatment of oral candidiasis: Design, optimization, in vitro and in vivo evaluation. J Mol Liq. 218:219–232, 2016.
14. 14. Borhade V, et al. Design and evaluation of self-microemulsifying drug delivery system (SMEDDS) of Tacrolimus. AAPS PharmSciTech. 9:13–21, 2008.
15. 15. Nokhodchi A, et al. Crystal engineering of Ibuprofen using starch derivatives in crystallization medium to produce promising Ibuprofen with improved. RSC Adv. 5:46119–46131, 2015.
16. Dixit AR, et al. Preparation and Bioavailability Assessment of SMEDDS Containing Valsartan. AAPS PharmSciTech. 11:314-321, 2010.