سدیم سیتریک اسید و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز برای تحویل دارو هیدروفوب 

هیدروژل‌ها شبکه‌های متقابل پلیمر‌های محلول در آب هستند که در شرایط فیزیولوژیکی تمایل به متورم شدن دارند. آن‌ها به دلیل وجود پیوند‌های متقاطع فیزیکی و شیمیایی در بین زنجیره‌های پلیمری منفرد در حلال‌های آبی نامحلول هستند، اما تمایل زیادی به جذب آب دارند خواص فیزیکی منحصربه‌فرد هیدروژل‌ها باعث علاقه دانشمندان دارؤسازی به کاربرد‌های دارورسانی آن‌ها شده است. ساختار بسیار متخلخل آن‌ها را می‌توان با کنترل چگالی پیوند‌های عرضی در ماتریس ژل و میل ترکیبی هیدروژل‌ها به محیط آبی که در آن متورم شده‌اند دستکاری کرد. تخلخل آن‌ها همچنین بارگذاری دارو‌ها را در ماتریس ژل و رهاسازی متعاقب آن دارو با سرعتی وابسته به ضریب انتشار مولکول‌های با اندازه‌های مختلف از طریق شبکه ژل اجازه می‌دهد. 

هیدروژل‌ها را می‌توان از پلیمر‌های مصنوعی یا طبیعی تهیه کرد. هیدروژل‌های مبتنی بر پلیمر‌های مصنوعی به دلیل ماهیت بی‌اثرشان، از چسبندگی سلولی و تشکیل بافت پشتیبانی نمی‌کنند. از سوی دیگر، هیدروژل‌های ساخته شده از پلیمر‌های طبیعی دارای زیست سازگاری ذاتی، زیست تخریب‌پذیری و زیست‌شناسی هستند. سلولز پلیمر طبیعی است که فراوان و به راحتی در دسترس است. هیدروژل‌های تهیه شده با استفاده از سلولز و مشتقات آن مزایای بیشتری دارند که شامل شفافیت و هزینه کم است. در میان مشتقات سلولز، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) به دلیل خواص ضخیم شدن، ژل شدن و تورم آن به طور گسترده در فرمولاسیون‌های رهش کنترل شده استفاده می‌شود.

همچنین گزارش‌های قبلی نشان‌دهنده کاربرد موفقیت‌آمیز هیدروژل‌های مبتنی بر HPMC در تحویل کنترل‌شده دارو است. استفاده از هیدروژل‌ها برای تحویل داروی آبگریز به دلیل ناسازگاری ذاتی بین شبکه هیدروژل آبدوست و داروی آبگریز، مشکل دشواری را ایجاد می‌کند. این مشکل در هنگام بارگیری داروی آبگریز به ژل و انتشار آن در محیط ژل آبی ایجاد می‌شود. ادغام کمپلکس‌های حاوی سیکلودکسترین دارو‌های آبگریز می‌تواند این مشکل را تا حد زیادی حل کند. با این حال ممکن است منجر به انتشار کمپلکس از هیدروژل شود که بر سینتیک رهاسازی بیشتر تأثیر می‌گذارد. بنابراین، هیدروژل‌های پیوندی CD برای بهبود بارگذاری دارو و کنترل رفتار آزادسازی دارو‌های آبگریز تهیه شده‌اند. 

اسید سیتریک به‌عنوان یک عامل غیرسمی 

اسید سیتریک به عنوان یک عامل اتصال عرضی غیر سمی برای پیوند CD روی الیاف سلولزی شناخته شده است. همچنین در تهیه هیدروژل‌های مبتنی بر سلولز استفاده می‌شود که در دما‌های بالا، اسید سیتریک با تشکیل انیدرید، پیوند‌های عرضی استری را بین زنجیره‌های پلیمری مشتقات سلولز ایجاد می‌کند. وجود گروه‌های کربوکسیلیک اسید آزاد و گروه‌های هیدروکسیل در پیوند‌های متقابل اسید سیتریک به تعادل آب دوستی شبکه هیدروژل کمک می‌کند.

این گروه‌ها همچنین پیوند هیدروژنی و مکان‌های اتصال اضافی را فراهم می‌کنند که ممکن است انتشار دارو‌های ضعیف پایه را کنترل کند. علاوه بر این، آن‌ها ممکن است به کمپلکس انکلوزیون ایجاد شده بین CD و دارو‌های پایه با محلول ضعیف، ثبات دهند. بنابراین فرض می‌شود که هیدروژل‌های مبتنی بر سلولز پیوندی CD تهیه‌شده با استفاده از اسید سیتریک به‌عنوان عامل اتصال عرضی ممکن است بارگذاری باز‌های ضعیف را در هیدروژل‌ها بهبود بخشد و همچنین آزادسازی آن‌ها را کنترل کند. 

فیلم‌های هیدروژل (HPMC) با استفاده از اسید سیتریک به عنوان یک عامل اتصال عرضی تهیه شد. کتوکونازول به عنوان نماینده مدل باز‌های ضعیف آبگریز انتخاب شد. این یک داروی ضد قارچ‌ایمیدازول است که به صورت موضعی و خوراکی تجویز می‌شود و حلالیت ضعیفی از خود نشان می‌دهد. 

نتیجه‌گیری 

افزایش غلظت CD باعث افزایش محتوای CD فعال فیلم‌های هیدروژل شد اما محتوای کربوکسیل و چگالی اتصال عرضی را کاهش داد. محتوای کربوکسیل لایه‌های هیدروژل با افزایش غلظت اسید سیتریک افزایش یافت. افزایش زمان پخت بالای ۳۰ دقیقه باعث کاهش محتوای CD و کربوکسیل فعال به دلیل تجزیه حرارتی اسید سیتریک شد. مطالعه ATR-FTIR تشکیل پیوند‌های استری را به دلیل پیوند متقابل اسید سیتریک در بین زنجیره‌های HPMC و CD نشان داد. تورم لایه‌های هیدروژل با افزایش غلظت سی دی و اسید سیتریک به دلیل افزایش آب دوستی و اثر اسپیسر افزایش یافت.

مشخص شد که بارگذاری و انتشار دارو عمدتاً توسط محتوای CD فعال، تورم‌پذیری و برهمکنش‌های یونی مرتبط با محتوای کربوکسیل فیلم‌های هیدروژل کنترل می‌شود. افزایش محتوای CD فعال، محتوای کربوکسیل و تورم لایه‌های هیدروژل باعث بهبود بارگذاری کتوکونازول شد. همچنین، افزایش محتوای CD فعال و تورم لایه‌های هیدروژل باعث تأخیر در انتشار کتوکونازول شد. بنابراین، فیلم‌های هیدروژل CD-HPMC با پیوند متقابل اسید سیتریک در بارگذاری باز ضعیف آبگریز مانند کتوکونازول بهبود یافته و قادر به کنترل انتشار آن برای مدت طولانی بودند. سنجش همولیتیک زیست‌سازگاری فیلم‌های هیدروژل را نشان می‌دهد، اما برای اطمینان از اثربخشی آن‌ها در تحویل دارو، نیاز به مطالعات سیتوسازگاری است.