초임계 이산화탄소에서 아리피프라졸의 용해도 및 모델링 실험

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13402(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

초임계 이산화탄소(SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\))에서 화합물의 용해도는 마이크로/나노 규모의 약물 제조에 중요한 중요성을 발견했습니다. 본 연구에서는 다양한 온도(308~338 K)와 압력(12~30 MPa)에서 아리피프라졸의 용해도를 SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\)로 측정했습니다. 더욱이, 실험적 용해도 결과는 여러 반경험적 모델(Chrastil, Bartle et al., Kumar & Johnston, Menden-Santiago & Teja, Sodeifian et al., Jouyban et al.) 및 수정된 Wilson 모델과 상관 관계가 있었습니다. . SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\)의 약물 몰 분율은 \(1.830\times {10}^{-6}\)에서 \(1.036\times) 범위에서 다양했습니다. {10}^{-5}\). 용해도는 작동 압력과 온도에 따라 크게 달라집니다. Chrastil(0.994), Jouyban et al. (0.993) 및 Sodeifian et al. (0.992) 모델은 얻은 값과 가장 높은 일관성을 보였습니다. 또한 SC-\({\mathrm{CO}}_{2}\)에서 Aripiprazole의 용해도에 대한 자체 일관성 테스트를 수행했습니다. 대략적인 총 엔탈피(\({\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{total}}\)), 기화 엔탈피(\({\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{vap}} \)) 및 용해도 엔탈피(\({\mathrm{\Delta H}}_{\mathrm{sol}}\))도 계산되었습니다.

아리피프라졸(APZ)은 2세대 항정신병약물로, 대표적인 항정신병약물로 알려져 있습니다. 이 약물은 정신분열증과 같은 광범위한 정신병적 장애에 효과적입니다1. 또한 양극성 장애 치료 시 기분 안정제 역할을 할 수도 있습니다2,3,4. APZ는 양극성 장애 및 급성 조증과 관련된 혼합 에피소드 치료용으로 식품의약국(FDA)의 승인을 받았습니다. D2 수용체의 기능적 선택성은 APZ5,6,7의 항정신병 효과에 기여할 수 있는 것으로 보입니다. 전형적인 항정신병 화합물인 APZ는 정신분열증의 인지 및 음성 증상 치료에 효과적일 수 있는 세로토닌 및 중추 도파민 D2 수용체를 선택적으로 결합합니다1,7. 이전 연구에 따르면 APZ는 염증성 사이토카인을 감소시켜 소교세포의 활성화를 예방할 수 있습니다8,9,10. APZ는 소교세포 활동 및 항염증 작용에 대한 효과로 인해 우울증 치료에 사용될 수 있습니다. 그러나 낮은 수용해도로 인해 아리피프라졸의 낮은 생체 이용률은 APZ 기반 약물의 개발과 우울증에 대한 치료 효과를 크게 제한했습니다8,11.

수용성이 낮은 약물은 경구 생체 이용률이 낮고 흡수율이 제한된 경우가 많습니다. 난용성 약물의 흡수, 용해도, 투과도를 향상시키는 것은 주요 연구 주제 중 하나입니다12. 제약 화합물의 용해 속도는 입자 크기가 감소함에 따라 증가합니다. 분쇄, 체질, 분무 건조, 재결정화 등 여러 가지 기존 방법을 사용하여 입자 크기를 줄일 수 있습니다. 이러한 각 방법에는 고유한 단점이 있습니다. 지난 10년 동안 초임계 유체(SCF) 기술은 기존 방법의 대안으로 사용되는 미분화 공정으로 채택되었습니다. 연구자들은 추출 공정, 용액 강화 분산 및 용액/현탁액 급속 팽창 방법에서 초임계 유체를 용매 또는 역용매로 사용했습니다. SC-CO2는 적당한 임계점(온도 304.1K, 압력 7.38MPa) 외에도 무공해, 불연성, 비폭발성 및 고순도 접근성을 갖추고 있습니다15,23,24,25,26. 나노입자 생산 과정에서 초임계 유체의 약물 용해도는 초임계 방법의 타당성을 결정하는 주요 매개변수입니다. 이 매개변수는 또한 용매, 반용매 또는 반응 매체로서 SCF의 역할을 지정합니다. RESS 기반 공정은 일반적으로 SC-CO2 용해도가 높은 나노입자 약물을 제조하는 데 사용되는 반면, 용해도가 낮은 약물 제조에는 항용매 절차가 적합합니다29,30,31,32. 다양한 SC -\({\mathrm{CO}}_{2}\) 용해도 수준을 갖는 광범위한 약물이 최근 조사되었습니다25,33,34,35. 또한 SC–\({\mathrm{CO}}_{2}\)에서 약물 용해도를 측정하기 위한 다양한 접근법이 개발되었으며, 그 중 중량 측정36,37,38,39, 분광 측정40,41,42, 크로마토그래피43, 44, 기타46 방법을 언급할 수 있다. 모델링 방법은 또한 훨씬 낮은 시간과 비용으로 복잡한 장비가 필요 없이 SC–\({\mathrm{CO}}_{2}\)에서 의약품의 용해도를 조사하는 데 도움이 될 수 있습니다13.