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New Design Strategies for Controlling the Rate of Hydrophobic Drug Release from Nanoemulsions in Blood Circulation.
Molecular Pharmaceutics ( IF 4.5 ) Pub Date : 2020-09-03 , DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.0c00542 Saed Abbasi 1 , Yusuke Sato 2 , Kazuaki Kajimoto 3 , Hideyoshi Harashima 2
Molecular Pharmaceutics ( IF 4.5 ) Pub Date : 2020-09-03 , DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.0c00542 Saed Abbasi 1 , Yusuke Sato 2 , Kazuaki Kajimoto 3 , Hideyoshi Harashima 2
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The intravenous administration of drug-loaded nanoparticles (NPs) is needed to achieve passive or active targeting in disease tissues. However, when the loaded drug is a hydrophobic small molecule, the NPs fail to reach adequate plasma drug concentrations mainly because of premature drug release. The pharmacokinetics of such drugs can be controlled by covalent modification, but this approach could compromise the safety or potency of the drug. In this study, we investigated two formulation parameters that could be used to improve the plasma concentrations of unmodified drugs that are loaded in a nanoemulsion (NE), a core–shell type NP. The first parameter is the loading ratio, and the second is the affinity of the drug to the core. Optimized NEs with reduced drug loading and with a high drug-core affinity resulted in a 12.4- and 11.2-fold increase in the plasma retention of curcumin and paclitaxel, respectively. Our strategy for enhancing the drug-core interaction affinity relied on mixing oils and surfactants to achieve cooperativity in noncovalent interactions, such as hydrophobic interactions, hydrogen bonding, and π–π stacking, which was further confirmed by theoretical calculations of interaction affinities. Finally, we report on the development of a cinnamic acid-derived oil-like material as a novel drug vehicle with exceptional solubilizing ability that could be used in intravenous formulations of NEs.
中文翻译：
控制血液循环中纳米乳剂疏水性药物释放速率的新设计策略。
需要静脉注射载药纳米颗粒 (NPs) 以实现在疾病组织中的被动或主动靶向。然而，当负载的药物是疏水性小分子时，NPs 无法达到足够的血浆药物浓度，主要是因为药物过早释放。此类药物的药代动力学可以通过共价修饰来控制，但这种方法可能会损害药物的安全性或效力。在这项研究中，我们研究了两种配方参数，这些参数可用于提高加载在纳米乳剂 (NE)（核壳型 NP）中的未修饰药物的血浆浓度。第一个参数是负载率，第二个参数是药物对核心的亲和力。优化后的 NEs 载药量减少，药物核心亲和力高，结果分别为 12.4 和 11。姜黄素和紫杉醇的血浆滞留量分别增加 2 倍。我们增强药物-核心相互作用亲和力的策略依赖于混合油和表面活性剂以实现非共价相互作用的协同作用，例如疏水相互作用、氢键和 π-π 堆积，相互作用亲和力的理论计算进一步证实了这一点。最后，我们报告了肉桂酸衍生的油样材料作为一种具有特殊增溶能力的新型药物载体的开发，可用于 NE 的静脉制剂。和 π-π 堆积，这通过相互作用亲和力的理论计算得到了进一步证实。最后，我们报告了肉桂酸衍生的油样材料作为一种具有特殊增溶能力的新型药物载体的开发，可用于 NE 的静脉制剂。和 π-π 堆积，这通过相互作用亲和力的理论计算得到了进一步证实。最后，我们报告了肉桂酸衍生的油样材料作为一种具有特殊增溶能力的新型药物载体的开发，可用于 NE 的静脉制剂。
更新日期：2020-10-05
中文翻译：
控制血液循环中纳米乳剂疏水性药物释放速率的新设计策略。
需要静脉注射载药纳米颗粒 (NPs) 以实现在疾病组织中的被动或主动靶向。然而，当负载的药物是疏水性小分子时，NPs 无法达到足够的血浆药物浓度，主要是因为药物过早释放。此类药物的药代动力学可以通过共价修饰来控制，但这种方法可能会损害药物的安全性或效力。在这项研究中，我们研究了两种配方参数，这些参数可用于提高加载在纳米乳剂 (NE)（核壳型 NP）中的未修饰药物的血浆浓度。第一个参数是负载率，第二个参数是药物对核心的亲和力。优化后的 NEs 载药量减少，药物核心亲和力高，结果分别为 12.4 和 11。姜黄素和紫杉醇的血浆滞留量分别增加 2 倍。我们增强药物-核心相互作用亲和力的策略依赖于混合油和表面活性剂以实现非共价相互作用的协同作用，例如疏水相互作用、氢键和 π-π 堆积，相互作用亲和力的理论计算进一步证实了这一点。最后，我们报告了肉桂酸衍生的油样材料作为一种具有特殊增溶能力的新型药物载体的开发，可用于 NE 的静脉制剂。和 π-π 堆积，这通过相互作用亲和力的理论计算得到了进一步证实。最后，我们报告了肉桂酸衍生的油样材料作为一种具有特殊增溶能力的新型药物载体的开发，可用于 NE 的静脉制剂。和 π-π 堆积，这通过相互作用亲和力的理论计算得到了进一步证实。最后，我们报告了肉桂酸衍生的油样材料作为一种具有特殊增溶能力的新型药物载体的开发，可用于 NE 的静脉制剂。
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