Nanos-in-Micros: Combining Drug Nanoparticles within Microparticles for Inhalation Therapy

Abstract

Modern drug development is often hindered by low solubility of new drug particles and the need for multiple drug molecules. A way to counteract the low solubility is to create nanoparticles of the drug. This, however, leads to issues in administration of the drug such as the need for a carrier powder in inhalation therapy. This work introduces a synthesis method of a drug particle that has multiple nanosized drugs encased within a micron-sized carrier particle.

A nanosuspension of water and naproxen – a poorly soluble drug – is created using a ball mill. The resulting nanosuspension is mixed with cimetidine – a drug often administered with naproxen. Mannitol and leucine are added to form the matrix and the coating layer of the synthesized particle. The resulting solution is then run through an aerosol flow reactor. The “Nanos-in-Micros” particles and the powder made thereof are studied with multiple different methods.

The particles assembled were found to exhibit most of the expected properties. As such, the “Nanos-in-Micros” concept is deemed a promising tool for pharmaceutical nanoparticle processing and further research is suggested.

Usein modernia lääkekehitystä vaikeuttaa uusien lääkeaineiden alhainen liukenevuus ja useiden lääkemolekyylien tarve. Liukenevuutta voidaan parantaa tekemällä lääkeaineesta nanokokoista. Tämä johtaa kuitenkin ongelmiin hengitettävän lääkkeen annostestelussa - kuten esimerkiksi tarpeeseen käyttää kantojauhetta. Työssä esitellään synteesimenetelmä lääkehiukkaselle, jossa mikronin kokoluokassa olevan hiukkasen sisällä on nanokokoisia lääkehiukkasia.

Veden ja huonosti liukenevan lääkeaineen, naproxenin, seos jauhetaan lääkemyllyllä. Muodostuneeseen nanosuspensioon lisätään cimetidineä, lääkeainetta jota usein käytetään naproxenin kanssa. Suspensioon lisätään vielä mannitolia ja leusiiniä, jotka muodostavat lopullisen hiukkasen matriisin sekä pinnoitteen suspensiota prosessoitaessa aerosolireaktorissa. Näin valmistettuja ”nanoja mikroneissa” –hiukkasia (Nanos-in-Micros) ja niistä muodostuvaa jauhetta tutkitaan useilla eri menetelmillä.

Muodostetuilla lääkehiukkasilla havainnoidaan olevan niille oletettuja ominaisuuksia, ja esitelty konsepti todetaan lupaavaksi metodiksi nanokokoisten lääkkeiden kehityksessä. Lopulta tutkimusta esitetään jatkettavaksi.