Inventarisierung der Polyethylenglykol-Anwendungen im medizinischen Bereich
Polyethylenglykol (PEG) Ist ein pH-neutrales, ungiftiges, gut wasserlösliches hydrophiles Polymer mit linearer oder verzweigter Kettenstruktur. PEG ist das Polymer mit der niedrigsten Protein- und Zellabsorptionsrate aller bisher bekannten Polymere. Aufgrund seiner Ungiftigkeit und guten Biokompatibilität wurde PEG von der FDA als Polymer für In-vivo-Injektionen zugelassen.
Anwendung in der Pharmazie
Polyethylenglykol wird in der Pharmazie häufig verwendet. Aufgrund seines unterschiedlichen Polymerisationsgrades liegt das Molekulargewicht von Polyethylenglykol normalerweise zwischen 200 und 35.000 und seine chemische Formel lautet HO(CH2CH2O)nH. In der Pharmazie kann Polyethylenglykol hauptsächlich als Arzneimittellösungsmittel, Arzneimittelzusatz oder -träger, Weichmacher und Porenbildner, Arzneimittelträger, modifiziertes Material und Penetrationsverstärker usw. verwendet werden.
Polyethylenglykol (PEG) als Arzneimittellösungsmittel
1. Injektion
PEG200-600-Wasserlösungen unterschiedlicher Konzentration sind gute Lösungsmittel, die die Löslichkeit schwer löslicher Arzneimittel verbessern und eine stabilisierende Wirkung auf wasserinstabile Arzneimittel haben können, sodass sie als Injektionslösungsmittel verwendet werden können.
2. Augentropfen
Mit PEG400 als Lösungsmittel können Indomethacin-Augentropfen hergestellt werden, und die PEG400-Verschreibung ist besser als die Span80-Verschreibung. Darüber hinaus kann PEG als Verdickungsmittel in Augentropfen verwendet werden, um die Viskosität zu erhöhen und die Verweilzeit des Arzneimittels im Auge zu verlängern, wodurch die Wirksamkeit erhöht und die Reizung verringert wird.
Polyethylenglykol als Zusatzstoff oder Hilfsstoff
1. Co-Lösungsmittel
Polyethylenglykol kann zusammen mit Wasser in flüssigen Zusatzstoffen ein Co-Lösungsmittel bilden, um die Löslichkeit schlecht löslicher Arzneimittel zu verbessern.
2. Bindemittel und Schmiermittel
PEG4000 und PEG6000 sind häufig verwendete wasserlösliche Bindemittel und Schmiermittel in Tabletten. Die mit Polyethylenglykol als Bindemittel hergestellten Granulate sind gut formbar und die Tabletten härten nicht aus, was sie für die Granulierung wasserlöslicher oder wasserunlöslicher Materialien geeignet macht.
3. Stabilisatoren
Beispielsweise kann Polyethylenglykol flüssigen Darreichungsformen von Proteinmedikamenten zugesetzt werden, um die Eigenschaften des Proteins zu verändern und seine Stabilität zu erhöhen. Hohe Konzentrationen von PEG werden häufig als Kryoprotektiva und Fällungsmittel/Kristallisatoren für Proteine verwendet und können mit den hydrophoben Ketten von Proteinen interagieren. Studien haben gezeigt, dass PEGs mit unterschiedlichem Molekulargewicht unterschiedliche Wirkungen haben. Beispielsweise kann PEG300 in einer Konzentration von 0,5 % oder 2 % die Aggregation des rekombinanten menschlichen Keratinozyten-Wachstumsfaktors hemmen; PEG200, 400, 600 und 1000 können BSA und Lysozym stabilisieren.
Polyethylenglykol als Arzneimittelträger
1. Matrix
Geeignete PEG-Mischungen (z. B. gleiche Mengen PEG300 und PEG500) haben eine gewisse Pastenkonsistenz, wodurch sie eine gute Wasserlöslichkeit und Arzneimittelverträglichkeit aufweisen und als wasserlösliche Matrix für Salben verwendet werden können. Seine Vorteile sind: PEG verursacht keine Hautallergien, ist stabil und zersetzt sich nicht. Weiches PEG, das auf die Hautoberfläche aufgetragen wird, beeinflusst das Schwitzen des Menschen nicht. Da PEG nicht elektrolysiert wird, kann sein pH-Wert auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden, um den menschlichen Bedürfnissen gerecht zu werden.
2. Feste Dispersionsmaterialien
Da PEG eine gute Wasserlöslichkeit aufweist und in einer Vielzahl organischer Lösungsmittel gelöst werden kann, kann es bestimmte Arzneimittel in einem molekularen Zustand dispergieren und so die Arzneimittelaggregation verhindern. Daher kann PEG in festen Dispersionsmaterialien als wasserlösliches Trägermaterial verwendet werden, um die Auflösungsrate von Arzneimitteln zu erhöhen. PEG kann auch als Trägermaterial für feste Dispersionen mit verzögerter Freisetzung verwendet werden. Beispielsweise wird durch die Schmelzmethode das Arzneimittel im geschmolzenen PEG gelöst und die Arzneimittellösung in eine Hartkapsel gefüllt. Die Arzneimittellösung verfestigt sich bei Raumtemperatur und das Arzneimittel wird gemäß dem Auflösungsmechanismus langsam freigesetzt, sodass es eine verzögerte Freisetzungswirkung hat. Darüber hinaus bilden unterschiedliche PEG-Gehalte auch unterschiedliche Arten von festen Dispersionen.
3. Polymere Nano-Mizellen
Polymermizellen werden meist als Homopolymer- und Copolymermizellen untersucht. Beispielsweise kann Polyethylenglykol verwendet werden, um den hydrophilen Bereich amphiphiler Blockcopolymere zu bilden, und die hydrophoben Materialien im hydrophoben Bereich bilden zusammen mit PEG verschiedene amphiphile Diblock- oder Triblockpolymere, die verschiedene Mizellen bilden und den Wirkstoffbeladungsbereich erweitern können.
Beispielsweise kann nach der Copolymerisation von PCL und Polyethylenglykol die Hydrophilie von PCL-Partikeln erhöht werden, um amphiphile Copolymere zu bilden, was die Kugelbildungseigenschaften des Polymers verändert. Das amphiphile Copolymer wird mit Arzneimitteln beladen, um Nanomizellen zu bilden. Die hydrophoben Gruppen des Copolymers verbessern die Beladungsleistung des Systems für öllösliche Arzneimittel wie Paclitaxel, während die hydrophilen Gruppen die Wasserlöslichkeit von Paclitaxel verbessern.
4. Modifizierte Materialien
Wenn Polyethylenglykol als modifiziertes Material verwendet wird, kann es zur Modifizierung von Arzneimitteln verwendet werden, um die Wirkungseigenschaften des Arzneimittels zu ändern, und es kann auch zur Modifizierung von Arzneimittelträgern verwendet werden, um die Leistung der ursprünglichen Träger zu verbessern. Eine Strukturmodifikation mit PEG kann die folgenden Eigenschaften von Arzneimitteln verbessern:
(1) Erhöhung der Stabilität und Verringerung des Enzymabbaus;
(2) Verbesserung der pharmakokinetischen Eigenschaften, wie etwa Verlängerung der Plasmahalbwertszeit, Verringerung der maximalen Arzneimittelkonzentration im Blut und Verringerung von Schwankungen der Arzneimittelkonzentration im Blut;
(3) Verringerung der Immunogenität und Antigenität;
(4) Verringerung der Toxizität und Verbesserung der In-vivo-Aktivität;
(5) Verbesserung der Arzneimittelverteilung im Körper und Erhöhung der Zielgenauigkeit;
(6) Reduzieren Sie die Häufigkeit der Medikamenteneinnahme und verbessern Sie die Compliance der Patienten.
1. Modifizierte Proteinmedikamente
Polyethylenglykol kann durch kovalente Bindung an Proteine chemisch modifiziert werden. Eine Protein-PEG-Modifizierung kann die biochemischen Eigenschaften von Proteinen verändern, einschließlich Molekülgröße, Hydrophobie und Ladung, und dadurch die Wasserlöslichkeit und Stabilität von Proteinen erhöhen. Darüber hinaus kann es auch die Immunogenität von Proteinen verringern, die Wirksamkeit und Sicherheit von Medikamenten verbessern usw. Eine PEG-Modifizierung von Proteinen kann an Amino-, Thiol- oder Carboxylgruppen von Proteinen durchgeführt werden.
2. Modifizierte Arzneimittelträger
Herstellung und In-vitro-Studie zur Arzneimittelfreisetzung von Molekülkomplexen aus Polyethylenglykol-modifiziertem Polyamidamin (PAMAM) und Methotrexat (MTX). Funktionalisiertes PEG ist über eine Amidbindung mit der Aminogruppe auf der Oberfläche von PAMAM verbunden. Die hämolytische Toxizität von PEG-haltigem PAMAM wird untersucht und PAMAM-PEG/MXT-Komplexe werden hergestellt. Die maximale Komplexmenge wird bestimmt und das In-vitro-Wirkstofffreisetzungsverhalten der Komplexe in verschiedenen Pufferlösungen und Plasma sowie die Stabilität unter verschiedenen Lagerbedingungen werden untersucht. Schließlich wurde gemäß den Versuchsergebnissen festgestellt, dass die hämolytische Toxizität von PAMAM-PEG im Vergleich zu PAMAM deutlich reduziert war und es eine gewisse anhaltende Freisetzungswirkung hatte, sodass es voraussichtlich zu einem neuen Trägermaterial für die Arzneimittelverabreichung werden wird.
3. Modifikation niedermolekularer Arzneimittel
Neben der Modifizierung von Proteinen, Trägern und anderen makromolekularen Substanzen wird die PEG-Modifizierungstechnologie auch bei vielen organischen niedermolekularen Arzneimitteln zunehmend eingesetzt. Beispielsweise werden einige niedermolekulare Arzneimittel mit Polyethylenglykol modifiziert. Dichlorthionyl wird als Kopplungsmittel verwendet. Nachdem das niedermolekulare Arzneimittel chlorformyliert wurde, wird es über eine abbaubare Lipidbindung an Polyethylenglykol gebunden. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Methode die Ausbeute des modifizierten Zielprodukts verbessert und die Wasserlöslichkeit von PEG-modifizierter Nicotinsäure verbessert wird.
