Fremskritt i nasal antibiotikaadministrasjon

Fremskritt i nasal antibiotikaadministrasjon

I en nylig publisert studie i Journal of Drug Delivery Science and Technology Forskere undersøkte fremskrittene og utfordringene ved intranasal antibiotikalevering.

Antibiotika er stoffer som virker mot bakterier for å forebygge eller behandle infeksjonssykdommer. Spesielt overdreven bruk av antibiotika bidrar til økende bakteriell resistens. Derfor er oral administrering av antibiotika dominerende og foretrukket. Imidlertid kan oral administrering ha negative effekter på systemisk distribusjon. Derfor er administrasjonsveien for antibiotika avgjørende for å øke biotilgjengeligheten og minimere uønskede bivirkninger og risikoen for resistens.

Nasal administrering av antibiotika kan være av største betydning ved øvre luftveisinfeksjoner. Intranasal administrering er ikke-invasiv og gir flere fordeler som: B. den raske virkningen, den enkle påføringen og den lokale og systemiske tilgjengeligheten. I denne gjennomgangen diskuterte forskere ulike tilnærminger til intranasal administrering av antibiotika.

Anmeldelsesartikkel – Nasal administrering av antibiotika: fremskritt, utfordringer og fremtidige muligheter i anvendelsen av kvalitetskonsepter. Fotokreditt: Josep Suria / Shutterstock

Nasal legemiddelleveringsmekanisme

Nesehulen brukes først og fremst til å behandle øvre luftveissykdommer som nese-/lungeinfeksjoner, bihulebetennelse, allergisk rhinitt og nesetetthet. Øregangen er den beste regionen for lokal behandling fordi den er koblet til sinusåpningene. Ethvert lokalt virkende medikament krever lengre oppholdstid og mindre doser kan brukes for direkte administrering på virkestedet.

Respirasjonsregionen er det største området av nesegangene med vaskularisert slimhinne og er avgjørende for den systemiske absorpsjonen av legemidler. I tillegg er den nasale arterielle blodtilførselen, hovedsakelig via sphenopalatin, oftalmiske og ansiktsarterier, avgjørende for systemisk absorpsjon. I tillegg letter systemisk absorpsjon også medikamentinntrengning i hjerneparenkymet over blod-hjerne-barrieren (BBB).

Som et resultat kan det lindre de systemiske bivirkningene av midler som virker på sentralnervesystemet (CNS). Andre mulige mekanismer for legemiddelinntrengning i hjernen inkluderer lukt- og trigeminusnervebanene. Intranasal administrering kan omgå de to hovedutfordringene i medikamentlevering til hjernen – levermetabolisme og blod-hjerne-barrieren.

Begrensninger ved nasal administrering

Nasal mukosiliær clearance begrenser legemiddelets oppholdstid i nesehulen og reduserer legemiddelpermeabiliteten gjennom neseslimhinnen. Videre er enzymatisk nedbrytning og transportproteiner betydelige barrierer for medikamentets biotilgjengelighet. Efflukssystemer og transportører er avgjørende for legemiddelabsorpsjon og distribusjon i CNS og systemisk sirkulasjon. I tillegg påvirker flere enzymer i nesegangene legemiddelmetabolismen.

Nasalt administrert antibiotika

Flere antibiotika er testet for nasal administrering. Disse inkluderer mupirocin, gentamicin, vankomycin, ciprofloksacin, polymyxin B, tiamfenikol, rifamycin, azitromycin og doksycyklin. En studie rapporterte at intranasal gentamicinløsning, administrert som dråper i natriumglykolat eller individuelt, var godt tolerert og effektiv hos mennesker.

En annen studie viste at intranasal irrigasjon av mupirocin i normalt saltvann var effektiv for å redusere antallet Staphylococcus aureus i sinus maxillaris. På samme måte har neseskylling med vankomycin blitt brukt for sinonasal polypose. I tillegg har intranasale leveringsenheter blitt utviklet for å forbedre kliniske resultater.

Optimalisering av intranasal antibiotikaadministrasjon

Quality by Design (QbD) er et kunnskaps- og risikobasert verktøy for kvalitetsstyring innen farmasøytisk utvikling. QbD-metodikken inkluderer studiet av kvalitetsmålproduktprofiler (QTPPs), identifisering av kritiske kvalitetsattributter (CQAs) til produktene og risikovurdering (RA).

Å bruke disse QbD-konseptene kan gi logiske muligheter til å utvikle de beste formuleringsstrategiene i tidlig utvikling for å optimalisere antibiotikatilførselen når den administreres nasalt. QTPP-parametrene for intranasale antibiotika er hovedsakelig relatert til produktets evne til å holdes tilbake i nesehulen, unngå mukosiliær clearance og frigjøre virkestoffet (fordelingsprofil).

CQAene er fysiske, biologiske, mikrobiologiske eller kjemiske egenskaper som påvirker kvaliteten på sluttproduktet. For eksempel påvirker CQA-parametrene for intranasale antibiotika adhesjon, stabilitet, distribusjon, oppløsning, permeabilitet og løselighet. Blant de ulike innovative tilnærmingene utviklet for intranasal antibiotikatilførsel, er in situ geler de mest lovende.

In situ geler viser en sol-til-gel-overgang som respons på ytre stimuli og gir en vedvarende frigjøringsprofil, lengre retensjonstid og høyere nasal absorpsjon. Geleringsmekanismen avhenger av polymertypen. Generelt brukes tre typer polymerer i disse gelene: termo-, ioniske og pH-sensitive polymerer. Disse polymerene letter sol-til-gel-overgangen basert på endringer i fysiologiske forhold.

Avsluttende bemerkninger

Riktig bruk av antibiotika er avgjørende for å minimere risikoen for resistens. Dette kan oppnås gjennom innovasjoner innen legemiddelformulering og levering. Derfor er nasal administrering gunstig ved behandling av lokale, systemiske og hjerneinfeksjoner. Sammen med bruk av QbD-konsepter og in situ geler, kan intranasal medikamentlevering øke effektiviteten og retensjonstiden til antibiotika, og dermed redusere risikoen for antibiotikaresistens.

Referanse:

• Mardikasari SA, Sipos B, Csóka I, Katona G. Nasaler Weg zur Antibiotikaabgabe: Fortschritte, Herausforderungen und zukünftige Chancen bei der Anwendung der Quality-by-Design-Konzepte. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2022, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jddst.2022.103887, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1773224722007985

.