Optimization and characterization of lipid-based nanocarriers for intranasal delivery in amyotrophic lateral sclerosis.

چکیده اصلی

Amyotrophic lateral sclerosis is a progressive neurodegenerative disorder for which effective brain delivery of therapeutics remains challenging. Riluzole, a Biopharmaceutics Classification System class II drug used in the management of amyotrophic lateral sclerosis, exhibits low aqueous solubility and undergoes first-pass metabolism, which may limit its bioavailability. The present study aimed to develop and optimize riluzole-loaded nanostructured lipid carriers for intranasal delivery. Riluzole-loaded nanostructured lipid carriers were prepared by the melt-emulsification method and optimized using a four-factor, three-level Box-Behnken design. The effects of lipid composition ratio, surfactant concentration, sonication time, and stirring time on particle size, polydispersity index, and encapsulation efficiency were evaluated. The optimized formulation showed a particle size of 98.43 nm, a polydispersity index of 0.3, a zeta potential of -6.22 mV, an encapsulation efficiency of 89.4%, and a drug loading of 8.94%. Transmission electron microscopy demonstrated spherical nanoparticles, while differential scanning calorimetry and X-ray diffraction findings suggested reduced crystallinity and amorphization of riluzole within the lipid matrix. Fourier transform infrared spectroscopy indicated no significant drug-excipient incompatibility. The optimized formulation exhibited sustained drug release, with approximately 84% drug release over 24 h, and remained stable for 60 days at room temperature. These findings suggest that riluzole-loaded nanostructured lipid carriers are a promising lipid-based nanocarrier system for intranasal delivery and further biological evaluation for nose-to-brain drug delivery in amyotrophic lateral sclerosis.

ترجمه فارسی چکیده

اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یک اختلال نورودژنراتیو پیشرونده است که برای آن تزریق مؤثر داروهای درمانی به مغز چالش‌برانگیز باقی مانده است. ریلوزول، دارویی از طبقه II سیستم طبقه‌بندی فارماکوپئیا که در مدیریت اسکلروز جانبی آمیوتروفیک استفاده می‌شود، حل‌پذیری آبی کم و متابولیسم اول‌گذر دارد که ممکن است پایداری بیولوژیک آن را محدود کند. این مطالعه هدف داشت حامل‌های نانولیپیدی بارگذاری‌شده با ریلوزول برای تزریق بینی توسعه و بهینه‌سازی شود. حامل‌های نانولیپیدی بارگذاری‌شده با ریلوزول با روش امولسیون ذوب و با استفاده از طرح باکس-Behnken چهارعاملی سه‌سطحی بهینه‌سازی شدند. اثر نسبت ترکیب لیپید، غلظت سورفکتانت، زمان سونیکاسیون و زمان هم‌زدن بر اندازه ذره، شاخص توزیع چندگانه و کارایی پوشش‌دهی ارزیابی شد. فرمولاسیون بهینه‌شده اندازه ذره ۹۸٫۴۳ نانومتر، شاخص توزیع چندگانه ۰٫۳، پتانسیل زتا -۶٫۲۲ میلی‌ولت، کارایی پوشش‌دهی ۸۹٫۴٪ و بارگذاری دارویی ۸٫۹۴٪ را نشان داد. میکروسکوپ الکترونی عبوری ذرات نانویی کروی را نشان داد، در حالی که یافته‌های اسپکترومتتری گرمای تفاضلی و پراش اشعه ایکس کاهش بلورینگی و آمورف‌سازی ریلوزول در ماتریس لیپیدی را پیشنهاد می‌کردند. اسپکترومتتری فوریه تبدیل نشان‌دهنده عدم ناسازگاری قابل توجه دارو-حامل نبود. فرمولاسیون بهینه‌شده رهاسازی داروی پایدار را نشان داد، با حدود ۸۴٪ رهاسازی دارو در ۲۴ ساعت، و برای ۶۰ روز در دمای اتاق پایدار ماند.

متن کامل اصلی