Development of nanoemulsion-based in situ gel formulation of escitalopram oxalate for intranasal delivery in depression therapy.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Escitalopram oxalate is a Biopharmaceutics Classification System (BCS) Class II drug with low aqueous solubility and significant first-pass metabolism, limiting its systemic bioavailability and therapeutic efficiency. Intranasal delivery using a nanoemulsion-based thermosensitive in situ gelling system offers a promising strategy to bypass first-pass metabolism, improve drug solubility, prolong nasal residence time, and facilitate nose-to-brain drug delivery. OBJECTIVE: This study aimed to develop and optimize a nanoemulsion-based in situ gel for the intranasal delivery of escitalopram oxalate to improve drug delivery and antidepressant efficacy. METHODS: Escitalopram-loaded nanoemulsions were prepared by high-energy emulsification using a hybrid oil phase of arachis oil and Caproyl 90 (1:1), Tween 80 as the surfactant, and PEG 400 as the cosurfactant. Formulations were optimized using a Central Composite Design (CCD) and characterized for droplet size, polydispersity index (PDI), zeta potential, drug content, gelation temperature, pH, viscosity, spray characteristics, in vitro drug release, ex vivo nasal permeation, nasal ciliotoxicity, RPMI 2650 cell viability, and pharmacodynamic activity in Wistar rats. RESULTS: The optimized formulation exhibited a droplet size of 34.93 nm, PDI of 0.1955, zeta potential of - 38.4 mV, 97% drug content, pH of 6.4 ± 0.93, and a gelation temperature of 34 ± 1 °C. The formulation demonstrated sustained drug release over 8 h, significantly enhanced ex vivo nasal permeation compared with the nanoemulsion alone, uniform spray performance, and an acceptable safety profile in nasal ciliotoxicity and RPMI 2650 cell viability studies. Pharmacodynamic evaluation showed significantly greater reduction in depressive-like behaviours than oral escitalopram solution. CONCLUSION: The optimized nanoemulsion-based in situ gel demonstrated sustained drug release, enhanced nasal permeation, acceptable safety, and improved antidepressant efficacy. These findings indicate that the developed formulation is a promising non-invasive platform for intranasal delivery of escitalopram oxalate with the potential to enhance nose-to-brain delivery for depression therapy.

ترجمه فارسی چکیده

اکسالات سیتالوپرام دارویی از کلاس ۲ سیستم طبقه‌بندی بیوفارماکوژنتیک (BCS) با حلالیت آبی کم و متابولیسم اول‌گذر قابل توجه است که منجر به کاهش زیست‌فراهمی سیستمیک و کارایی درمانی می‌شود. استفاده از سیستم ژل در محلول در محل (in situ gel) مبتنی بر نانوامولسیون برای تزریق بینی، راهبردی امیدوارکننده برای دور زدن متابولیسم اول‌گذر، بهبود حلالیت دارو، تمدید زمان ماندگاری بینی و تسهیل انتقال دارو از بینی به مغز است. هدف این مطالعه توسعه و بهینه‌سازی یک ژل در محلول در محل مبتنی بر نانوامولسیون برای تزریق بینی اکسالات سیتالوپرام بود تا فرآیند دارورسانی و اثربخشی ضد افسردگی بهبود یابد. نانوامولسیون‌های حاوی سیتالوپرام با استفاده از روش‌های انرژی بالا و با استفاده از فاز روغن هیبریدی آجیل پسته و کاپرول ۹۰ (۱:۱)، تویین ۸۰ به عنوان سورفکتانت و پلی‌اتیلن گلیکول ۴۰۰ به عنوان کوئی-سورفکتانت تهیه شدند. فرمولاسیون‌ها با استفاده از طرح مرکزی مرکب (CCD) بهینه‌سازی شدند و برای اندازه قطره، شاخص توزیع چندگانه (PDI)، پتانسیل زتا، محتوای دارو، دمای ژل‌گیری، pH، ویسکوزیته، ویژگی‌های اسپری، رهایش دارو در vitro، نفوذپذیری بینی ex vivo، سمیتیت سیتوپلاسمی بینی، زنده‌مانی سلول‌های RPMI 2650 و فعالیت فارماکودینامیک در موش‌های وستار ارزیابی شدند. فرمولاسیون بهینه‌شده اندازه قطره ۳۴٫۹۳ نانومتر، PDI ۰٫۱۹۵۵، پتانسیل زتا -۳۸٫۴ میلی‌ولت، محتوای دارو ۹۷٪، pH ۶٫۴ ± ۰٫۹۳ و دمای ژل‌گیری ۳۴ ± ۱ درجه سانتی‌گراد را نشان داد. این فرمولاسیون رهایش داروی پایدار بیش از ۸ ساعت، نفوذپذیری بینی ex vivo به طور قابل توجهی بهتر نسبت به نانوامولسیون خالص، عملکرد اسپری یکنواخت و پروفایل ایمنی قابل قبول در مطالعات سمیت سیتوپلاسمی بینی و زنده‌مانی سلول‌های RPMI 2650 را نشان داد. ارزیابی فارماکودینامیک کاهش قابل توجه رفتارهای افسردگی‌گونه را نسبت به محلول خوراکی سیتالوپرام نشان داد. نتیجه‌گیری: فرمولاسیون بهینه‌شده ژل در محلول در محل مبتنی بر نانوامولسیون رهایش داروی پایدار، نفوذپذیری بینی بهبود یافته، ایمنی قابل قبول و اثربخشی ضد افسردگی بهبود یافته را نشان داد. این یافته‌ها نشان‌دهنده این است که فرمولاسیون توسعه‌یافته یک پلتفرم غیرتهاجمی امیدوارکننده برای تزریق بینی اکسالات سیتالوپرام است که پتانسیل افزایش انتقال از بینی به مغز را برای درمان افسردگی دارد.

متن کامل اصلی