دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان دانشکده داروسازی اساتید راهنما: دکتر سیدمحمدحسن هاشمی دکتر ابولقاسم جویبان بهار 1404 ارائه دهنده: سمیه همتی بررسی افزایش محلولیت آبی استامینوفن با روش شیک فلاسک در حضور متانول
3 کلیات پژوهش 1 پیشینه پژوهش 2 روش شناسی 3 نتایج 4 بحث 5 نتیجه گیری 6 فهرست مطالب
بخش اول کلیات پژوهش 4
5 پاراستامول داروی غیر افیونی رایج برای درمان تب و درد خفیف تا متوسط نامهای تجاری: تایلنول، پانادول اثربخشی کمتر از ایبوپروفن در کاهش تب مصرف ترکیبی با ایبوپروفن یا آسپرین و کافئین اثر بخشی را افزایش میدهد مناسب برای بیماران دارای منع مصرف NSAIDs در آرتروز و کمردرد، اثربخشی بالینی قابلملاحظهای ندارد کلیات پژوهش
6 عوارض جانبی و ایمنی استامینوفن دوز درمانی روزانه بزرگسالان: ۳–۴ گرم دوزهای بالای ۱۰ گرم: خطر آسیب کبدی شدید مصرف مزمن: افزایش خطر فشار خون، سکته، مرگ، آسیب کلیوی عوارض گوارشی مشابه ایبوپروفن، ولی کمتر از آن خطر نارسایی کبدی در مصرف بیشازحد (NAPQI) مطالعات اخیر: احتمال کاهش هموگلوبین و خطر سرطان کلیه کلیات پژوهش
7 فارماکولوژی، فارماکودینامیک و فارماکوکینتیک مکانیسم اثر: مهار COX و متابولیت فعال AM404 تأثیرات ضعیف در شرایط التهابی به دلیل کاهش مهار COX AM404 : فعالکننده گیرنده TRPV 1 و CB 1 /CB 2 جذب سریع از روده، ولی وابسته به تخلیه معده متابولیسم در کبد: گلوکورونیداسیون، سولفاته، و مسیر سمی CYP 2 E 1 نیمهعمر کوتاه، متابولیت سمی در دوز بالا ترکیب نشده با گلوتاتیون کلیات پژوهش
8 عوامل مؤثر بر محلولیت دما: افزایش آن معمولاً موجب افزایش محلولیت میشود فشار: تأثیر کمتر در محلولهای جامد و مایع ماهیت حلال و حلشونده: عامل تعیینکننده قطبیت و انحلال اندازه مولکولی و ذرات: کاهش اندازه → افزایش سطح تماس پلیمورفیسم: ساختار بلوری متفاوت = محلولیت متفاوت قطبیت: همقطبها بهتر در هم حل میشوند (اصل “شبیه در شبیه”) کلیات پژوهش
9 اهمیت فرم محلول دارو جذب سریعتر و اثربخشی بیشتر نسبت به فرم جامد مناسب برای نوزادان و سالمندان با مشکلات بلع افزایش پایداری شیمیایی و کاهش پلیمورفیسم افزایش یکنواختی محتوا در فرمولاسیون مصرف راحتتر و تنوع در مسیرهای تجویز (خوراکی، تزریقی) استفاده مؤثر از کمکحلالها در بهبود انحلالپذیری کلیات پژوهش
10 کمکحلالها و مزایا حلالهای رایج: متانول، اتانول، پروپیلن گلیکول، PEG افزایش محلولیت داروهای لیپوفیل یا غیرقطبی کاهش تفاوت قطبیت بین دارو و آب بهبود فرایندهای فرمولاسیون و آنالیز چالش: سمیت و فراریت برخی حلالها پیشنهاد: استفاده از کمکحلالهای ایمنتر مثل مایعات یونی کلیات پژوهش
بخش دوم پیشینه پژوهش 11
12 مرور مطالعات پیشین در زمینه محلولیت داروها مطالعات متعددی بر روی داروهای با محلولیت پایین مانند استامینوفن انجام شده است مدل λ h بوچوفسکی–کیازچاک نیز در پیشبینی محلولیت مواد جامد در سیستمهای دوتایی کاربرد دارد پژوهشگران روشهای مختلفی مانند کوسولوانسی، میسلسازی و کمپلکسسازی را بررسی کردهاند مدل جویبان-آکری از جمله مدلهای رایج برای پیشبینی محلولیت در مخلوطهای دوتایی است بسیاری از مطالعات به ارزیابی تأثیر دما و نوع کمکحلال در محلولیت پرداختهاند دادههای ترمودینامیکی نقش مهمی در تحلیل مکانیزم انحلال ایفا کردهاند پیشینه پژوهش
افزودن حلالهای آلی مانند متانول به آب، محلولیت استامینوفن را بهطور چشمگیری افزایش داده است تأثیر همزمان دما و ترکیب حلال در محلولیت داروها اثبات شده است 13 نتایج کلیدی مطالعات قبلی مدل ونتهوف بهعنوان یکی از دقیقترین مدلهای دما-وابسته شناخته شده است مدل CNIBS/R–K در ترکیبهای خاص حلال نتایج قابل قبولی ارائه داده است مدل MRS به عنوان ابزار قدرتمند در پیشبینی پاسخ مخلوطها معرفی شده است پیشینه پژوهش
بخش سوم روش شناسی 14
15 مواد و وسایل مصرفی نام ماده / وسیله کشور سازنده شرکت سازنده تعداد / مقدار لازم پودر استامینوفن ایران داروسازی امین 100 گرم متانول ایران آروین شیمی 100 میلیلیتر اتانول 96٪ ایران زکریا جهرم 6 لیتر ترازوی دیجیتال با دقت 0.01 گرم آلمان Keren 1 عدد شیکر نانوکوباتور PLT2500-2M ایران پارس آزما 1 عدد اسپکتروفتومتر UV2150 چین Unico 1 عدد پارافیلم ایالات متحده آمریکا Bemis 1 عدد سمپلر 100 میکرولیتر آلمان Eppendorf 1 عدد سمپلر 1000 میکرولیتر آلمان Eppendorf 1 عدد سرسمپلر 100 میکرولیتر چین Hangzhou Rollmed 1000 عدد سرسمپلر 1000 میکرولیتر چین Hangzhou Rollmed 500 عدد فالکون 15 میلیلیتری ایران حیان تجهیز 50 عدد میکروتیوب ایران حیان تجهیز 500 عدد بالن ژوژه ایران حیان تجهیز 2 عدد پیپت ایران حیان تجهیز 2 عدد روش شناسی
16 روش تهیه نمونهها و رسم نمودار کالیبراسیون روش شناسی
17 محاسبه محلولیت روش شناسی میانگین محلولیتها محلولیت استامینوفن انحراف معیار دادههای محلولیت استامینوفن در نمونهها انحراف معیار نسبی دادهها ی محلولیت استامینوفن در نمونهها 1 2 3 4 5 محاسبه با معنی بودن عرض از مبدا انحراف معیار نسبی دادهها ی محلولیت استامینوفن در نمونهها 6
روش شناسی محاسبات ترمودینامیکی
19 مدلهای ریاضی معادله وانتهوف معادله تجربی برای تحلیل دما-وابستگی: پارامترهای A و B از برازش خطی تعیین میشوند قابلیت پیشبینی محلولیت در دماهای جدیدساده و رایج برای سیستمهای دارویی محدودیت: نادیدهگرفتن نوع حلال مدل وانت هوف مدل وانت هوف اصلاح شده محاسبه دمای هارمونیک روش شناسی
20 مدل کوسولوانسی پیچیدهتر با پارامترهای J 𝑤1 : فراکسیون جرمی متانول J₀، J₁، J₂ با برازش دادهها تعیین میشوند امکان کاربرد در مخلوطهای پیچیده در این مدل، محلولیت در مخلوط حلال ها و محلولیت در حلال های ۱ و ۲، و کسر جرمی حلال ۱ و ۲ و ثابت مدل است که از رگرسیون داده ها محاسبه می شود. مدل CNIBS/R-K مدلهای ریاضی روش شناسی
21 مدل بسیار کاربردی برای پیشبینی محلولیت در مخلوطها x 1 , x 2 : محلولیت دارو در حلال خالص Ji: پارامترهای مدل مناسب برای تحلیل اثر همزمان دما و ترکیب مدل جویبان-آکری نیازمند به دو داده تجربی (محلولیت دارو در آب و کمک حلال) است؛ ولی قادر است با درصد خطای کمتر نسبت به معادله یالکوسکی میزان محلولیت را در مخلوط آب-کمک حلال را پیشبینی کند مدل جویبان – آکری Jouyban –Acree) ) مدلهای ریاضی روش شناسی
22 در این معادله ، ، و ثابت های مدل وانت هوف و ثابت مدل جویبان آکری است. مدل جویبان-آکری-وانت هوف جویبان -آکری -وانت هوف اصلاح شده روش شناسی مدل جویبان-آکری-وانت هوف مدلهای ریاضی
23 مدل MRS جهت پیش بینی محلولیت در مخلوط حلالها در شرایط ایزوترمیک کاربرد دارد. در این مدل محلولیت در مخلوط حالل ها، ثابتهای مدل هستند روش شناسی مدل MRS ( Mixture Response Surface model ) مدلهای ریاضی
24 در این مدل، محلولیت در مخلوط حلال ها، و محلولیت در حلال های ۱ و ۲، و کسر جرمی حلال ۱ و ۳، ، ، ، و پارامترهای مربوط به تعامل حلال-حلال و حلال-حل شونده، حجم مولار حل شونده، حجم مولار حلال ۱ و حجم مولار حلال ۲ هستند روش شناسی مدل انرژی گیبس اضافی ویلیامز- آمیدون مدلهای ریاضی
46 جمعبندی یافتههای تجربی و مدل سازی بیشترین محلولیت استامینوفن در w₁ = 1 (متانول خالص) و 318.2 K به 0.538 M رسید؛ کمترین مقدار در آب خالص و 298.2 K فقط 0.027 M بود افزایش همزمان دما و درصد متانول موجب جهش پلکانی در انحلالپذیری شد؛ اثر سینرژیک حلال/دما در تمام فراکسیونها مشاهده گردید الگوی ترمودینامیکی گرماگیر بود ( Δ H > 0 ) و Δ G با افزایش w₁ کاهش یافت؛ فرآیند در محیطهای متانولیتر خودبهخودیتر است پدیده «جبران آنتالپی–آنتروپی» تأیید شد (همبستگی خطی Δ H و T Δ S ) ؛ نشاندهنده سازوکار چندگانه برهمکنش دارو–حلال است نتایج، نقش حیاتی مخلوطهای آب/متانول برای حذف محدودیت محلولیت کلاس II BCS را برجسته میکند دادهها مبنای طراحی فرمولاسیونهای خوراکی با جذب سریعتر و دوز کمتر را فراهم میکند بحث و نتیجه گیری
47 مدل ریاضی پارامترها/ضریب کلیدی محدوده MRD % MRD% کلی van’t Hoff A, B < 2.5 (برای تمام w1 ) 1.423 CNIBS/R–K J0, J1, J2 2.706 – 4.140 3.497 Jouyban–Acree J0–J3 5.478 5.478 Jouyban–Acree–van’t Hoff A1–B2, J0–J3 3.794 3.794 Mixture Response Surface (MRS) B1–B5 2.835 – 5.313 3.6176 Modified Wilson λ12, λ21 1.331 – 2.916 2.210 Buchowski–Ksiazczak (λh) λ, h 0.355 – 3.554 1.653 جمعبندی یافتههای تجربی و مدل سازی بحث و نتیجه گیری
48 پژوهش (سال) دارو / سامانه حلال بهترین نسبت حلال مدلهای ریاضی برازش شده دقیقترین مدلها ( MRD % ) ماهیت ترمودینامیکی نکات برجسته پژوهش محمدیان و همکاران 2023 بودزوناید ( BDS ) – ایزوپروپانول/آب w₁ = 0.8 ایزوپروپانول ونتهوف، CNIBS/R‑K، Yalkowsky ، ویلسون اصلاحشده، Buchowski– Ksiazczak ، Williams‑Amidon، جویبان‑آکری (معمولی و ترکیبی) ونتهوف (1.9)؛ λ h (≈ 2) اندوترم، وابسته به آنتروپی، Δ G° > 0 ( غیرخودبهخودی) محلولیت با افزایش دما و ایزوپروپانول ↑؛ سامانه حلال مؤثر برای بهبود انحلال BDS محمدیان و همکاران 2024 بودزوناید – 1‑پروپانول/آب w₁ = 0.7 1‑ پروپانول ونتهوف، CNIBS/R‑K، Buchowski–Ksiazczak، ویلسون اصلاحشده، جویبان‑آکری، جویبان‑آکری‑ونتهوف، MRS، Williams‑Amidon Buchowski–Ksiazczak (1.80)؛ ونتهوف (1.93) بیشتر اندوترم، وابسته به آنتروپی مدلهای سادهترین ( λ h، ونتهوف) دقیقترین؛ CNIBS/R‑K ضعیف (11.68 %) وکیلی و همکاران 2021 سیلدنافیل سیترات – 2‑پروپانول/آب نسبت مطلوب مشخص در 2‑پروپانول ونتهوف، CNIBS/R‑K، جویبان‑آکری، جویبان‑آکری‑ونتهوف، MRS، Buchowski– Ksiazczak ، ویلسون اصلاحشده جویبان‑آکری و ونتهوف ( MRD % کم) اندوترم؛ وابسته به T Δ S محلولیت بیشینه در درصد خاص 2‑پروپانول؛ مدلها بازسازی دقیق دادهها بررسی مطالعات مشابه بحث و نتیجه گیری
49 متانول در بازه 298–318 K کاراترین کوسولونت برای استامینوفن بود؛ گرچه برای کاربرد نهایی باید به حداقل غلظت مجاز کاهش یابد فرآیند انحلال گرماگیر است؛ گرمایش خط تولید یا افزودن حلال قطبی میتواند بهرهوری را بالا ببرد مدل ونتهوف و λh بهعنوان سادهترین و دقیقترین ابزار پیشبینی توصیه میشوند یافتهها راه را برای فرمولاسیونهای خوراکی با دوز کمتر، شروع اثر سریعتر و نوسان پلاسمایی کم هموار میکند نتیجه گیری بحث و نتیجه گیری
بخش ششم پیشنهادات 50
1 2 3 4 استفاده از متانول بهعنوان کوسولونت در فرمولاسیون داروهای کممحلول مانند استامینوفن میتواند موجب افزایش فراهمی زیستی و کاهش دوز مورد نیاز دارو شود. با توجه به عملکرد دقیق مدل λ h، میتوان از این مدل برای پیشبینی رفتار محلولیت سایر داروهای بیپروتون در سامانههای حلال دوتایی استفاده کر در صنایع دارویی، استفاده از مدلهای سادهای مانند ونتهوف و جویبان–آکری–ونتهوف برای پیشبینی محلولیت میتواند به کاهش هزینههای آزمایشگاهی کمک کند. نتایج این تحقیق میتواند در طراحی فرمولاسیونهای رهایش کنترلشده یا سیستمهای موضعی با بهرهگیری از کوسولونتها مورد استفاده قرار گیرد. پیشنهادات