Гели для местного применения

Гели для местного применения — это лекарственная форма для местного применения, которая обычно используется в косметике и при лечении кожных заболеваний из-за своих преимуществ по сравнению с кремом и мазью. ^{[1] [2] [3] [4]} Они изготавливаются из смеси гелеобразователя , растворителя, активного препарата и других вспомогательных веществ и могут быть классифицированы как органогели и гидрогели . ^{[1] [5] [6] [7]} Методы приготовления и приготовления лекарственных средств зависят от свойств используемых гелеобразователей, растворителей, препарата и вспомогательных веществ. ^{[1] [2] [5] [3] [8]}

Гель относится к полу-

Твердая трехмерная матрица, образованная из перемежающейся системы коллоидных частиц или путем проникновения растворителя в переплетенную сеть полимерных цепей. ^{[1] [2] [5] [3] [8]} Фармацевтические гели образуются путем добавления гелеобразователя (желирующего агента) к смеси растворителя ^{[5] [6]} и активного ингредиента.

Гелеобразователи, используемые в гелевых составах, могут быть небольшими молекулами с низкой молекулярной массой или полимерами (синтетическими, полусинтетическими или натуральными). ^{[5] [7]} Растворитель, который используется в качестве дисперсионной среды, может быть водным, органическим, неорганическим или системой различных растворителей. ^[5]

Гели для местного применения используются в качестве контактной или транспортной среды для воздействия активных лекарственных средств на кожу ^[4] или через нее. ^[9] Молекулы активных лекарственных средств вплетены в трехмерную сетку геля и доставляются к месту действия.

Гели обладают определенными особыми свойствами, которые отличают их от других лекарственных форм, с точки зрения набухания, синерезиса , старения , жесткости и реологии .

Гели можно классифицировать по различным критериям, таким как природа коллоидной фазы, природа используемого растворителя и физическая природа.

Это наиболее широко используемая классификация гелей. По природе растворителя их подразделяют на две основные группы: органогели и гидрогели.

Органогели не так часто используются в качестве сред для лекарств или вакцин по сравнению с другими классами гелей. ^[5] Это связано с непроверенными или фармацевтически неприемлемыми растворителями и гелеобразователями, обычно используемыми в синтезе органогелей. ^[5] Органогели, которые используются в фармацевтике, включают гели на основе микроэмульсий и лецитиновые гели. ^[5]

Некоторые производители решают использовать органогели в качестве среды для доставки лекарств из-за их потенциально смягчающего эффекта. Некоторые органогели содержат основы, состоящие из маслянистых веществ. ^{[1] [6]} Эти основы могут помочь сохранить влажность кожи за счет образования окклюзивного слоя на участке нанесения. ^{[1] [6]} Этот окклюзионный слой удерживает влагу, обеспечивая увлажнение кожи и оказывая смягчающий эффект. ^{[1] [6] [10]} Этот смягчающий эффект особенно полезен при составлении гелей для местного применения для пациентов с сухой и раздраженной кожей. ^[1]

Гидрогели имеют высокое содержание воды, ^[7] некоторые гидрогели содержат до 90% воды. ^[5] Активные лекарственные средства и другие вещества, диспергированные в виде коллоидов или растворенные в воде, могут легко поглощаться гидрогелями. ^[5] Гидрогели биосовместимы . ^{[5] [7]} Они также набухают до большего объема, чем органогели, при контакте с водой и другими природными жидкостями. ^[8]

Гидрогели могут использоваться в качестве средств доставки лекарств, для трансдермального применения, доставки офтальмологических лекарств, ^[11] лечения рака ^[12] или для перевязки ран . ^{[7] [13]}

Как тип состава на водной основе, гидрогели, как правило, менее жирные и их легче удалить, чем составы на масляной основе, такие как органогели. ^[6] Примерами гидрогелей являются гели оксида алюминия и бентонитовая магма. ^[1]

Препараты, вводимые путем местного применения, могут действовать локально или системно. ^{[1] [6]} Однако молекулы препарата должны сначала удержаться и проникнуть в поверхностный слой кожи . [ ^6]

Всасывание препарата через поверхность кожи является пассивным процессом диффузии . ^{[1] [9]} Проникновение препарата через кожу может происходить путем пассивной диффузии непосредственно через эпидермис (через трансцеллюлярные или межклеточные пути) или абсорбции через шунтирующие пути (диффузия через волосяные фолликулы и потовые железы ). ^{[1] [6] [10]} Первоначально всасывание препарата может происходить через трансфоллиарный путь. После того, как препарат достигает устойчивого состояния, трансэпидермальное всасывание может заменить трансфоллиарное всасывание в качестве основного пути всасывания. ^[1]

Всасывание лекарств через кожу варьируется в зависимости от градиента концентрации между поверхностью кожи и телом, ^{[1] [14]} при этом более высокая скорость всасывания является результатом большего градиента концентрации. ^{[6] [14]} Скорость всасывания лекарств можно поддерживать на постоянном уровне, гарантируя, что концентрация лекарства на поверхности кожи остается постоянной и существенно большей, чем в организме. ^[1]

Скорость проникновения препарата через кожный барьер зависит от физиологических факторов, физико-химических свойств препарата и характеристик геля. ^{[1] [6]} Физиологические факторы включают свойства кожи, ^{[3] [1] [2]} размер области нанесения, частоту и силу нанесения. ^{[1] [6]} Физико-химические свойства препарата включают растворимость препарата, притяжение к коже и метаболизм . ^{[3] [1] [6] [10]} Характеристики геля включают стабильность, термодинамическую активность и окклюзионные свойства. ^{[3] [1] [10]}

После проникновения через кожный барьер препарат может проникать в более глубокие ткани кожи и достигать кровеносных капилляров в дерме . ^{[6] [9]} Затем он может попадать в системный кровоток для системного воздействия. ^{[1] [6] [9]}

Состав гелей для местного применения определяется такими важными факторами, как внешний вид, запах, растекаемость, экструдируемость, вязкость, pH, текстура, потенциал микробного загрязнения и биодоступность . ^[1] Компоненты носителя должны способствовать тому, чтобы поверхность кожи была более проницаемой для лекарственного средства. ^[1]

Характеристики геля, такие как консистенция и вязкость , зависят от разработки рецептуры. ^[3] Консистенция и вязкость влияют на адгезию и удерживающие свойства геля и важны для обеспечения удержания геля в месте нанесения и эффективной доставки лекарственного средства. ^[3]

Ингредиенты в составе геля для местного применения можно условно разделить на четыре типа: гелеобразователь, растворитель, лекарственное средство и вспомогательные вещества.

Гелеобразователи служат стабилизаторами и загустителями, загущая гелевый раствор, одновременно сохраняя гибкую природу геля. ^[8] При диспергировании в растворителе в виде коллоида гелеобразователи обеспечивают стабильную внутреннюю структуру геля. ^[8] Гелеобразователи обычно выбирают на основе их сродства к растворителю и цели геля. ^[5] Природа используемых гелеобразователей определяет жесткость геля. ^[8]

Существует много типов гелеобразователей, из которых карбомеры используются чаще всего из-за их способности загущать гели в широком диапазоне pH. ^[8]

Гелеобразователи можно классифицировать по типам полимеров, а именно: натуральные, полусинтетические и синтетические полимеры. ^[8]

Натуральные гелеобразователи включают трагакант , ^[6] желатин , коллаген , ^[4] и гуаровую камедь ; полусинтетические гелеобразователи включают метилцеллюлозу и другие производные целлюлозы; ^{[5] [8] [6]} в то время как синтетические гелеобразователи включают карбомеры , ^[6] поливиниловый спирт , полиэтилен и его сополимеры. ^[5]

Растворители обычно выбираются на основе применения геля. ^[5] Они могут быть гидрофильными , липофильными или органическими . ^[5] Отдельные растворители могут использоваться по отдельности или в виде смеси. ^[5]

Некоторые примеры растворителей включают очищенную воду , ^[3] глицерин , гликоли , спирты , сахарозу , толуол и минеральные масла . ^{[5] [10]}

Местная доставка часто используется для лекарств, которые легко расщепляются в желудочно-кишечном тракте или очень восприимчивы к эффекту первого прохождения через печень . ^{[1] [2]} Даже если лекарство необходимо вводить в течение длительного времени или оно может вызвать побочные реакции в частях тела, отличных от целевого места, его все равно можно изготовить в виде местного геля. ^{[1] [9]}

Существует ряд физико-химических и биологических свойств, которые определяют, подходит ли лекарственное средство для местного применения в форме геля.

Физико-химические свойства:

Препарат должен:

• Иметь молекулярную массу менее 500 дальтон . ^{[1] [2]}
• Быть достаточно липофильным . ^{[1] [2]}
• Иметь значение pH больше 5 и меньше 9 при насыщении в водном растворе. ^{[1] [2]}
• Не быть сильнокислотным или сильнощелочным. ^{[1] [2]}

Биологические свойства:

• Препарат не должен вызывать раздражения ^[9] и аллергии . ^{[1] [2]}
• При постоянной скорости доставки (профиль высвобождения нулевого порядка) толерантность к препарату не должна развиться. ^{[1] [2]}

Вспомогательные вещества — это материалы, инертные по отношению к лекарственному средству, которые добавляются в лекарственные формы для улучшения общего качества лекарственной формы. ^[14] Некоторые примеры включают антиоксиданты , подсластители , стабилизаторы , диспергирующие агенты , усилители проникновения , буферы и консерванты . ^{[5] [3]}

Усилители проникновения — это вспомогательные вещества, которые могут увеличивать проницаемость кожи. ^{[1] [6]} Многие классы вспомогательных веществ могут использоваться в качестве усилителей проникновения, такие как глицерин , сульфоксиды и родственные аналоги, пирролидины , жирные кислоты и этанол , поверхностно-активные вещества и т. д. ^{[1] [6]}

Буферы могут быть добавлены для контроля pH гелей на водной или водно-спиртовой основе. ^{[3] [9]} Примерами буферов являются фосфат и цитрат . ^[3]

Консерванты важны из-за их антимикробного действия, ^{[5] [3]} и особенно важны при изготовлении гидрогелей. ^[5] Примерами консервантов являются парабены и фенолы . ^[3]

Антиоксиданты используются для предотвращения окисления ингредиентов геля . [ ^3] При выборе используемого антиоксиданта важно учитывать природу растворителя. ^[3] Поскольку растворитель большинства гелей имеет водную природу, чаще используются водорастворимые антиоксиданты. ^[3] Некоторые распространенные примеры включают метабисульфит натрия и формальдегидсульфоксилат натрия. ^[6]

Подсластители используются только в гелях, предназначенных для использования в полости рта, таких как стоматологические гели. ^[3] Примерами являются сахароза , глицерин , сорбит и жидкая глюкоза . ^[3]

Процесс образования геля включает в себя поиск баланса между концентрациями гелеобразователя и растворителя. ^[5] При добавлении гелеобразователя к растворителю смесь остается в жидком состоянии. ^[5] По мере того, как концентрация гелеобразователя увеличивается до определенной критической концентрации (точки гелеобразования), гелеобразование происходит посредством набухания с образованием полутвердого геля. ^[5] Дальнейшее увеличение концентрации гелеобразователя сверх точки гелеобразования увеличит вязкость геля. ^[5]

Точная точка гелеобразования варьируется в зависимости от свойств гелеобразователя и растворителя, таких как однородность структуры, молекулярная масса полимера и гибкость полимерной цепи. ^[5]

Обычно гели готовятся путем предварительного растворения растворимых вспомогательных веществ в растворителе. ^{[5] [3]} Затем раствор перемешивается с помощью механической мешалки. ^[3] После этого в перемешиваемую смесь медленно добавляется гелеобразователь, чтобы избежать агрегации. ^[3] Затем смесь непрерывно перемешивается до тех пор, пока полимер не растворится и постепенно не образуется гель. ^[3] Гелю дают отстояться в течение одного-двух дней, прежде чем будет достигнута окончательная консистенция геля. ^[5]

Точный метод приготовления гелей зависит от свойств ингредиентов рецептуры.

Гели для местного применения обычно используются в качестве лекарственных форм с замедленным высвобождением . ^{[5] [9]} Использование лекарственных форм с замедленным высвобождением снижает необходимость в повторных дозах, поддерживая при этом уровни сывороточной дозы в терапевтическом диапазоне (разница между токсическими и терапевтическими дозами), тем самым улучшая соблюдение пациентом режима лечения . ^[5]

Некоторые гели для местного применения представляют собой гели быстрого высвобождения, которые обладают высокой впитывающей способностью и могут быстро набухать. ^[5] Эти гели быстрого высвобождения можно использовать для лечения острых расстройств.

Гели для местного применения также используются в качестве смазок или носителей для фармацевтических агентов. ^[5] Их можно использовать в качестве носителей для различных целей, с помощью различных путей введения, таких как стоматологический, дерматологический ^[15] l , ^{[16] [17]} офтальмологический , ^[11] интраназальный, вагинальный, ректальный и другие. ^{[5] [1] [2] [8]}

Гели для местного применения обычно используются в косметике, в том числе в шампунях, зубных пастах , средствах по уходу за кожей и волосами, а также в парфюмерии ^{[1] [2],} и могут использоваться для лечения воспалений кожи головы. ^[2]

Гели для местного применения можно использовать для доставки противовоспалительных стероидов к коже головы при лечении воспалений кожи головы. ^[8]

Примеры коммерчески доступных гелей для местного применения. ^[6]

Текстура местных гелей менее жирная, поскольку содержит большую долю воды по сравнению с кремом и мазью . ^{[3] [1] [2] [8]} Эти гели обладают превосходной способностью к распределению и охлаждающим эффектом за счет испарения растворителя, а также имеют более длительное время удержания на коже. ^{[5] [3] [1] [2] [8]} Местные гели более стабильны, чем кремы и мази, и могут хорошо прилипать к месту нанесения. ^{[5] [2]} Они образуют окклюзионный слой на месте нанесения, который может выступать в качестве формы защиты. ^[5] Их можно легко смывать, и они нетоксичны благодаря своему уникальному составу и структуре. ^{[5] [2] [6]} Они имеют минимальные побочные эффекты из-за их локализованного эффекта. ^[1] Местные гели удобны и просты в применении. ^{[2] [6]} Местный способ действия местных гелей также неинвазивный . ^{[1] [6]} Эти благоприятные факторы местных гелей улучшают соблюдение пациентом режима лечения и переносимость . ^{[1] [2]}

Процессы приготовления и производства гелей для местного применения относительно проще и экономичнее, чем у других полутвердых лекарственных форм. ^{[5] [1] [8]} Профиль высвобождения геля можно изменить, изменив свойства гелеобразователя, что позволяет обеспечить непрерывную доставку лекарственного средства. ^[1] Гели для местного применения также являются экологически чистыми, биосовместимыми и биоразлагаемыми . ^{[5] [8]}

Препарат может глубоко проникать в кожу ^[2] и доставляться непосредственно к месту назначения, поскольку местное применение позволяет ему избежать метаболизма первого прохождения через печень . ^{[1] [2] [8] [6]} Трудности желудочно-кишечного всасывания, вызванные pH, ферментативной активностью и взаимодействием препарата с пищей, могут быть сведены к минимуму, в то же время избегая раздражения ЖКТ. ^{[1] [2] [6]} Местная лекарственная форма обеспечивает стабильную и непрерывную доставку препарата к месту применения, ^[2] при этом обеспечивая более быстрое высвобождение препарата, чем мази и кремы. ^{[1] Все это может повысить} биодоступность препарата в организме. ^[2]

В некоторых гелях может быть флокуляция , которая может привести к нестабильному гелю. ^{[5] [8]} Реология некоторых гелей легко изменяется под воздействием факторов окружающей среды, таких как температура и влажность, [ ^5] что приводит к более строгим требованиям к хранению. Во время хранения может произойти синерезис геля, что приведет к непредсказуемой усадке геля или даже его высыханию. ^{[5] [3]} Гелеобразователи могут осаждаться и высаливаться , а некоторые лекарства могут разрушаться в составе геля из-за других ингредиентов, присутствующих в составе. ^[5]

Некоторые добавки и гелеобразователи, добавленные в формулу, могут вызывать проблемы с раздражением, ^{[5] [8],} такие как раздражение кожи, дерматит или аллергические состояния . ^[2] Повышенное содержание воды в гелях увеличивает вероятность микробного или грибкового поражения, ^{[5] [8],} которое может загрязнить гель, делая его непригодным для использования. Учитывая прямой путь введения, лекарственные препараты должны быть очень маленькими по размеру, чтобы иметь эффективную концентрацию в плазме для действия. Размер частиц и другие свойства препарата также могут влиять на его всасывание через кожный барьер, ^[2] что приводит к ненадежному эффекту.