1
Q
what are the 3 targets / goals of τροποποιημένης αποδέσμευσης
A
Στοχεύουν στην αποδέσμευση της δραστικής ουσίας σε:
- Συγκεκριμένους ρυθμούς
- Προ-καθορισμένες χρονικές στιγμές
- Συγκεκριμένα σημεία του ΓΕΣ
2
Q
what information do we need to be able to produce a modified release drug
A
- πολύπλοκου τρόπου παρασκευής τους
- των μηχανισμών πού λαμβάνουν χώρα από τη στιγμή της χορήγησης μέχρι και την επίτευξη του θεραπευτικού αποτελέσματος
3
Q
List and briefly describe the subtypes of modified release drugs
A
- Συστήματα καθυστερημένης αποδέσμευσης (delayed release):
- η αποδέσμευση της δραστικής ουσίας καθυστερεί να συμβεί μετά τη λήψη
- Μπορεί να ελεγχθεί το που θα αποδεσμευθεί η δραστική ουσία.
- Συστήματα παρατεταμένης αποδέσμευσης (extended or sustained release):
- η δραστική ουσία αποδεσμεύεται για μια παρατεταμένη περίοδο μετά τη λήψη του φαρμάκου
- εφικτή τη μείωση στη συχνότητα χορήγησης
- Συστήματα ελεγχόμενης αποδέσμευσης (controlled release):
- Υποκατηγορία των συστημάτων παρατεταμένης αποδέσμευσης
- στα οποία επιτυγχάνεται σταθερή συγκέντρωση δραστικής ουσίας στο πλάσμα για καθορισμένο χρονικό διάστημα
4
Q
How does the modified release affect the pharmacokinetics of the drug + describe it in a graph for each
A
H δραστική ουσία αποδεσμεύεται σε μικρές ποσότητες & σε προκαθορισμένα διαστήματα, επηρεάζοντας έτσι το ρυθμό απορρόφησης
(slide 5 and 6)
5
Q
List all the benefits to modified release systems
A
(+) Μείωση συχνότητας χορήγησης, καθώς αυξάνεται η διάρκεια δράσης
—> έτσι αποφεύγονται οι επαναλαμβανόμενες χορηγήσεις
(+) Χορηγείται μικρότερη ποσότητα δραστικής ουσίας
(+) με λιγότερες ανεπιθύμητες ενέργειες.
(+) Καλύτερος έλεγχος των επιπέδων του φαρμάκου στη θεραπεία συνολικά
—> ελαχιστοποίηση των διακυμάνσεων στο πλάσμα
—> βελτίωση της θεραπείας
—> επειδή αποφεύγεται η διακύμανση των συγκεντρώσεων
(+) Αποφεύγεται ο ερεθισμός του GI
(+) Αυξάνεται η βιοδιαθεσιμότητα σε αρκετές περιπτώσεις, σε αρκετές δραστικές ουσίες.
(+) Το κόστος της θεραπείας συχνά μειώνεται
—> μείωση του αριθμού των δισκίων που χορηγούνται / ασθενή
6
Q
List the cons of modified release systems and some precautions
A
(-) Απαιτείται μεγαλύτερος χρόνος θεραπευτικού αποτελέσματος.
(-) Αυξάνεται το κόστος σε ορισμένες περιπτώσεις για την επίτευξη του αποτελέσματος της θεραπείας (εξειδικευμένος εξοπλισμός και έκδοχα).
(-) Σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να υπάρχουν διαφορές στο ρυθμό αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας από το σύστημα, λόγω παρουσίας φαγητού και μεταβολής του χρόνου διάβασης μέσω του στομάχου.
Προσοχή:
—> Τα συστήματα τροποποιημένης αποδέσμευσης δεν θα πρέπει να μασώνται, να κόβονται ή να καταθρυμματίζονται πριν από τη χορήγηση
7
Q
What does the speed at which the διαδικασία αποδέσμευσης και απορρόφησης της δραστικής ουσίας occur depend on?
A
Εξαρτάται από το πιο αργό στάδιο, το οποίο μπορεί να είναι:
- Η αποδέσμευση
- Η διάλυση της δραστική ουσίας
- Η απορρόφηση της δραστικής ουσίας
8
Q
Which factors should be controlled to manage the rate of the reactions of modified release drugs
A
- Το pH κατά μήκος του ΓΕΣ
- Ο χρόνος διάβασης
- Ο όγκος του υγρού κατά μήκος του ΓΕΣ
9
Q
How can the pH differ in different people
A
- παθολογικές καταστάσεις ή σε ανθρώπους μεγάλης ηλικίας
—> το pH του στομάχου μπορεί να είναι μεγαλύτερο από το αναμενόμενο - From person to person the pH can differ κατά μήκος του εντερικού αυλού
- In the same person the pH can change κατά τη διάρκεια του 24ώρου
10
Q
How are the changes in the ph affecting the drug
A
πρόβλημα κατά τη χορήγηση επικαλυμμένων δισκίων των οποίων η διάλυση πρέπει να γίνει σε συγκεκριμένες τιμές pH
—> τα δισκία μπορεί να περάσουν μέσα από τον εντερικό αυλό χωρίς να
διαλυθεί η επικάλυψή τους
11
Q
Why can the χρόνος διάβασης της δοσολογικής μορφής differ
A
- In the stomach it can change ανάλογα με το εάν έχει καταναλωθεί τροφή ή όχι πριν από τη λήψη του φαρμάκου.
—> Λήψη φαρμάκου με άδειο στομάχ = 1-2 ώρες
—> Λήψη φαρμάκου μετά από κατανάλωση τροφής = καθυστέρηση κένωσης στομάχου
- μέσω του λεπτού εντέρου μπορεί να διαφέρει σημαντικά
( 0.5 - 9hrs —> συνήθως 3-4 ώρες)
12
Q
What is one factor needed for the επίτευξη της αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας από όλα τα συστήματα τροποποιημένης αποδέσμευσης
A
Η παρουσία υγρού
α) Η ποσότητατου ελεύθερου υγρού κατά μήκος του ΓΕΣ
—> Στομάχι (100ml) > Λεπτό έντερο (50-100ml) > Παχύ έντερο (10ml)
β) η σύστασητου υγρού είναι σημαντική
—> παρουσία ιόντων, ενζύμων, αλάτων και λιπών
—> μπορεί να επηρεάσει την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας
13
Q
List Χαρακτηριστικά δραστικών ουσιών που τις καθιστούν ακατάλληλες να
χρησιμοποιηθούν σε συστήματα παρατεταμένης αποδέσμευσης
A
- Σύντομη ή μεγάλη διάρκεια ζωής
- Μεγάλες δόσεις
- Στενό θεραπευτικό εύρος
- Περιορισμένη απορρόφηση
- Υψηλή ή περιορισμένη διαλυτότητα
- Εκτεταμένος μεταβολισμός πρώτης διόδου
- Μη επαρκής σταθερότητα (ενζυμική ή χημική αποικοδόμηση)
14
Q
What are the ideal characteristics for an active substance
A
- t1/2 —> 2-8h
- υψηλός θεραπευτικός δείκτης
- μικρές δόσεις
- ρυθμός απορρόφησης > ρυθμός αποδέσμευσης
15
Q
List the categories and subcategories of συστήματα παρατεταμένης και ελεγχόμενης αποδέσμευσης
A
- Συστήματα που ελέγχονται από διάχυση μέσω πολυμερού:
a) Επικαλυμμένες μορφές τύπου δεξαμενής
b) Μορφές τύπου μήτρας (μονολιθικά συστήματα)
- Συστήματα που ελέγχονται από τη διείσδυση του διαλύτη στο σύστημα:
a) Υδρόφιλα διογκούμενα-κολλοειδή συστήματα
b) Ωσμωτικά συστήματα
- Οι ιοντοανταλλακτικές ρητίνες
- Συστήματα εξαρτώμενα από διάλυση
- Συστήματα εξαρτώμενα από διάβρωση
16
Q
what components/shapes are the discs made for Συστήματα δεξαμενής
A
Η δραστική ουσία περιβάλλεται από ένα φραγμό (επικάλυψη) και δημιουργείται ένα είδος δεξαμενής, όπου περιέχεται η δραστική ουσία
17
Q
what determines the rhythm of action of Συστήματα δεξαμενής
A
Ο ρυθμός διάχυσης μέσω του φραγμού αυτού (από το πολυμερές) —> καθορίζει τον ρυθμό αποδέσμευσης —> τον ρυθμό απορρόφησης
18
Q
Describe how the active substance is released from Συστήματα δεξαμενής
A
- Ο διαλύτης (νερό, γαστρικό ή εντερικό υγρό) διαπερνά την επικάλυψη
- διεισδύει μέσα στον πυρήνα της δεξαμενής όπου βρίσκεται η δραστική ουσία
- Όταν έρθει σε επαφή η δραστική ουσία με το υγρό, αρχίζει να διαλύεται μέσα στη δεξαμενή + να διαχέεται προς την στιβάδα επικάλυψης
- Στη συνέχεια διαχέεται δια μέσου της στιβάδας επικάλυψης προς την επιφάνεια του δισκίου
- Τέλος, δια μέσου της στιβάδας διάχυσης μεταφέρεται προς τη μάζα του διαλύματος
- Η δραστική ουσία αποδεσμεύεται με σταθερό ρυθμό αποδέσμευσης (μηδενοταξική κινητική)
19
Q
What factors affect the ρυθμός αποδέσμευσης από μία επικαλυμμένη μορφή
A
Depends on τα χαρακτηριστικά του υλικού της επικάλυψης:
- διαπερατότητα
- το συντελεστή διάχυσης της δραστικής ουσίας διαμέσου της επικάλυψης
- το πάχοςτης επικάλυψης
- την επιφάνεια της επικάλυψης
- τη διαλυτότητατης δραστικής ουσίας
- το pKaτης δραστικής ουσίας
- το μέσο διαλυτοποίησης
20
Q
Give the formula for σταθερός ρυθμός αποδέσμευσης από σύστημα δεξαμενής
A
slide 19
21
Q
why is the component used για την κατασκευή της επικάλυψης for Συστήματα δεξαμενής is important
A
- ρυθμίζει την αποδέσμευση του φαρμάκου
- εξασφαλίζει και αντοχή έναντι εξωτερικών καταπονήσεων
22
Q
what are the common υλικά της επικάλυψης for Συστήματα δεξαμενής
A
οργανικά πολυμερή
—> π.χ. ethylcellulose και PMMA, Eudragit
23
Q
Name all the components of Συστήματα δεξαμενής
A
- Organic polymer for επικαλυψη
—> διαφορετικού πάχους ή διαλυτότητας
—> αποδέσμευση σε διαφορετικούς χρόνους και ρυθμούς - αλλεπαλλήλων επικαλύψεων
—> τροποποίηση του ρυθμού αποδέσμευσης - κόκκους ή σφαιρίδια
24
Q
Give an example of εμπορικού σκευάσματος of Συστήματα δεξαμενής + describe it
A
Theo-Dur (θεοφυλλίνη)
- Επικαλυμμένα σφαιρίδια σε δισκία.
- Η δραστική ουσία προστίθεται ως επικάλυψη σε αδρανείς πυρήνες - σφαιρίδια
- οι πυρήνες αυτοί λαμβάνουν δεύτερη επικάλυψη από αδιάλυτο αλλά διαπερατό υλικό
—> ελέγχει το ρυθμό αποδέσμευσης
—> Το πάχος της επικάλυψης στα διάφορα σφαιρίδια μπορεί να διαφέρει, έτσι ώστε να επιτευχθεί παρατεταμένη αποδέσμευση - Κάποια σφαιρίδια δεν έχουν επικάλυψη για άμεση αποδέσμευση της δραστικής ουσίας.
25
What problems can occur during the production of δισκίων τύπου δεξαμενής
1. Κατά την συμπίεση η επικάλυψη καταστρέφεται
---> αύξηση αποδέσμευσης
2. Ταυτόχρονα λόγω της συμπίεσης το πορώδες ελαττώνεται ---> μειωμένη διείσδυση του υγρού ---> ελάττωση της αποδέσμευσης
26
Καθώς η επιφάνεια και το πάχος της επικάλυψης μπορεί να κυμαίνεται μόνο μεταξύ ορισμένων ορίων, what needs to be checked
Ο συντελεστής διαπερατότητας της επικάλυψης είναι ιδιαίτερα σημαντικός για τον έλεγχο του ρυθμού αποδέσμευσης
27
Is there any issues with the υλικά επικάλυψης used in δισκίων τύπου δεξαμενής + how can we fix it
Δεν είναι αρκετά διαπερατά καθώς βρίσκονται σε μία περίπου υαλώδη κατάστασηστους 37 °C, και εμφανίζονται σχεδόν άκαμπτα ‘παγωμένα’, μη επιτρέποντας τη μετακίνηση μέσα στη μάζα τους.
---> θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης (Tg)
= θερμοκρασία μετάβασης από την υαλώδη κατάσταση στην ελαστική κατάσταση ή και αντίστροφα, which is χαρακτηριστικό που επηρεάζει σε
σημαντικό βαθμό τη συμπεριφορά του πολυμερούς
28
How can we do αύξηση της αποδέσμευσης in Συστήματα δεξαμενής
1. Προσθήκη πλαστικοποιητών
2. Προσθήκη ουσιών που δημιουργούν πόρους
29
explain how πλαστικοποιητών addition helps with the release of active substances
1. ελαττώνουν την Tg under 37 degrees
---> η μάζα του πολυμερούς γίνεται περισσότερο ελαστική - χαλαρή και πιο εύκολα διαπερατή από τους διαλύτες.
2. προάγουν την απορρόφηση νερού
---> BOTH cause αύξηση του συντελεστή διάχυσης και συνεπώς την αύξηση του ρυθμού αποδέσμευσης
30
Name substances that cause δημιουργούν πόρου + explain how that helps the release of active substances
Mechanism:
- Υδατοδιαλυτές ουσίες (όπως NaCl, σουκρόζη, παράγωγα κυτταρίνης, polyoxyethyleneglycols, PEG κ.α.) ενσωματώνονται μέσα στην επικάλυψη
- δημιουργώντας μία διεσπαρμένη φάση
- Τα παραπάνω υλικά διαλύονται κατά την επαφή τους με το νερό
- δημιουργούν πόρους
- με αποτέλεσμα τη διευκόλυνση της διόδου του υγρού και την ταχύτερη διαλυτοποίηση της δραστικής ουσίας
Substances:
a) μίγμα πολυμερών ενός αδιάλυτου + διαλυτού
---> increase porosity
---> eg Eudragit + methylcellulose
b) αδιάλυτη επικάλυψη + αδιάλυτη ουσία
---> eg Eudragit + magnesium stearate
---> decrease in porosity
31
Describe συστήματα τύπου μήτρας
= αδιάλυτο, πορώδη “σκελετό” μη διασπωμένων λιπών και κηρών, θερμοπλαστικών, ανόργανων ή διογκούμενων πολυμερών από τα οποία κατασκευάζεται η μήτρα
---> Η δραστική ουσία κατανέμεται σε όλη την πολυμερική μήτρα σε μορφή διασποράς ή διάλυσης
32
How are the active substances added into συστήματα τύπου μήτρας + describe them
Μέσω ανάμειξης με τα έκδοχα που παίζουν ρόλο φορέα και ρυθμίζουν ταυτόχρονα το ρυθμό διαλυτοποίησης. Η διάχυση της δραστικής ουσίας πραγματοποιείται μέσα από τους πόρους της πολυμερικής μήτρας
---> Τα χρησιμοποιούμενα υλικά αυτά είναι είτε υδρόφοβα είτε υδρόφιλα.
33
Describe the steps to the αποδεσμευση in Συστήματα τύπου μήτρας
- το υγρό διεισδύει μέσα στην μήτρα, μέσα από πόρους ή κανάλια
- έρχεται σε επαφή με τα μόρια της δραστική ουσίας
- αυτά διαλύονται στο υγρό
- διαχέονται μέσω της μάζας του υλικού στην επιφάνεια της μήτρας
- από όπου μέσω της στιβάδας διάχυσης, μεταφέρονται στη μάζα του υγρού
---> Η αποδέσμευση από τα συστήματα αυτά δεν ακολουθεί συνήθως κινητική μηδενικής τάξης
34
What does the rate of αποδεσμευση depend on in Συστήματα τύπου μήτρας
1. Την αναλογία δραστικής ουσίας/εκδόχου
2. Το πορώδες της μήτρας
3. Το πορώδες θα πρέπει να έχει τιμή > 0,25
---> so the υγρό διάλυσης να φτάσει σε όλα τα σωματίδια της δραστικής ουσίας μέσα στη μάζα της μήτρας
---> Διαφορετικά, δεν πρέπει να αναμένεται 100% αποδέσμευση
4. Τη συνολική διαθέσιμη επιφάνεια
5. Τη διαλυτότητα της δραστική ουσίας (πολύ σημαντικός παράγοντας για να επιτευχθεί πλήρης αποδέσμευση).
---> Ο ρυθμός αποδέσμευσης είναι ανεξάρτητος των υδροδυναμικών συνθηκών
35
Give the formula of κινητική αποδέσμευσης for δισκία τύπου μήτρας
νόμο της τετραγωνικής ρίζας του χρόνου
(slide 30)
36
Name the 2 different techniques used to make discs of Συστήματα τύπου μήτρας
a) απλή ανάμειξη των συστατικών
b) με κοκκοποίηση και στη συνέχεια με δισκιοποίηση
37
Describe the properties of the polymers used to make discs of Συστήματα τύπου μήτρας
- λίγο διαλυτά πολυμερή
- υδρόφιλα πολυμερή
- κηρώδη ή λιπαρά υλικά
---> not mandatory for the πολυμερές να μπορει να διογκώνεται
38
Even though it isn't mandatory for the polymer to expand, what happens when it does in Συστήματα τύπου μήτρας
Ένα υδατοδιαλυτό έκδοχο μπορεί να επηρεάσει τη διαδικασία της αποδέσμευσης αν είναι αρκετά ευδιάλυτο
---> μέσω της δημιουργίας νέων καναλιών ή την διεύρυνση των ήδη υπαρχόντων
---> διευκόλυνση της αποδέσμευσης
39
What are Υδρόφιλα - Διογκούμενα συστήματα + list some
They are similar to the Συστήματα τύπου μήτρας , όμως τα υλικά που χρησιμοποιούνται διογκώνονται εύκολα, σχηματίζουν σημαντική ποσότητα γέλης και διαλύονται.
a) τα παράγωγα της κυτταρίνης
b) τα συνθετικά πολυμερή
c) κόμμεα
---> Η δραστική ουσία διαχέεται σταδιακά από τη μήτρα δια μέσου της στιβάδας γέλης που σχηματίζεται στην επιφάνεια της μήτρας σαν αποτέλεσμα της διόγκωσης
40
List factors that affect the rate of αποδεσμευση of Διογκούμενα συστήματα
1. Ιξώδες στιβάδας γέλης
2. Πάχοςστιβάδας γέλης
3. Σταδιακή διάβρωση-διάλυση του πολυμερικού υλικού
4. Ο συντελεστής διάχυσης
---> επηρεάζει την ποσότητα του νερού που απορροφάτα από το πολυμερές
41
What are the 2 subtypes of Διογκούμενα συστήματα
Ανάλογα με τους μηχανισμούς αποδέσμευσης:
1. εκείνα που διογκώνονται γρήγορα κατά την επαφή τους με το νερό και οδηγούν στη δημιουργία σχηματισμών υψηλού ιξώδους
2. εκείνα που διογκώνονται αργά και περιορισμένης διαλυτότητας, με χαμηλό ιξώδες γρηγορότερα και τείνουν να διαλύονται (διάβρωση).
42
In expanding systems, what does it mean if it has έντονη διάβρωση
= αργή διόγκωση
---> εμφανίζουν μηδενοταξική αποδέσμευση, αν η επιφάνεια τους παραμένει σταθερή.
---> Η αποδέσμευση εξαρτάται από τις υδροδυναμικές συνθήκες
43
Name and describe a known example of Διογκούμενα συστήματα
Plendil (felodipine)
= Αγγειοεκλεκτικός ανταγωνιστής ασβεστίου
---> μειώνει την αρτηριακή υπέρταση, μέσω διαστολής των μικρών αρτηριών, των αρτηριδίων
Components:
- Ο πυρήνας του δισκίου που περιέχει τη δραστική ουσία
- περιβάλλεται από μια στοίβαδα που περιέχει επίσης δραστική ουσία
- ένα έκδοχο (HPMC) που μπορεί να δημιουργήσει γέλη
---> τύπος και η ποσότητα του συγκεκριμένου εκδόχου καθορίζει το ρυθμό αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας.
---> Ο ρυθμός αποδέσμευσης καθορίζεται από τη διάχυση του δραστικού μέσω της στοιβάδας γέλης και από τη διάβρωση - διάλυση της στοιβάδας γέλης.
44
What determines how the active substance is released in Μη διογκούμενα systems
Η αργή διάλυση των εκδόχων καθορίζει την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας
---> δεν διαλύεται αμέσως αλλά σταδιακά
45
Describe in Μη διογκούμενα systems how the active substance gets diluted + what factor affects the rate
- Αρχική αποσάθρωση του κρυσταλλικού πλέγματος
---> λόγω της διάλυσης μεμονωμένων μορίων της επιφάνειας
- στη συνέχεια η διάχυση των μορίων αυτών
Ο ρυθμός αποδέσμευσης των συστημάτων που ελέγχονται από διάλυση επηρεάζεται σε σημαντικό βαθμό από:
a) την ανάδευση ή την κινητικότητα του γαστρεντερικού
b) Η διείσδυση του υγρού στην μάζα του πολυμερούς
46
What are 3 methods/ systems to make Μη διογκούμενα and describe each
Method 1:
- Επικάλυψη κόκκων ή σωματιδίων με υλικό που διαλύεται αργά
- πολλές φορές και με διαφορετικό πάχος
- δισκιοποίηση ή τοποθέτηση σε κάψουλες
Method 2:
- Ομοιογενής διασπορά της δραστικής ουσίας σε μια μήτρα
- που διαλύεται αργά
- ελέγχει το ρυθμό διάλυσης μέσω ελέγχου του ρυθμού διείσδυσης του διαλύτη
---> Το πορώδες, η διαβρεκτικότητα του υλικού και η παρουσία υδρόφοβων εκδόχων επηρεάζουν το ρυθμό αποδέσμευσης
Method 3:
- αποδέσμευση κάτω από την επίδραση του βιολογικού περιβάλλοντος, δηλ. - μέσω της επίδρασης του pH
---> με τη χρήση πολυμερών που είναι ευδιάλυτα
---> μόνο σε ορισμένη περιοχή του pH
- επιτυγχάνονται με την τροποποίηση του χημικού μορίου του πολυμερούς
- η αποδέσμευση της δραστικής ουσίας γίνεται μέσα σε αυστηρά ελεγχόμενα όρια pH
47
How is the active substance released in Συστήματα ελεγχόμενα από διάβρωση
καθορίζεται από:
- τη διάβρωση του πολυμερούς ή
- την πραγματοποίηση μιας χημικής αντίδρασης
---> πραγματοποιείται με τη διάβρωση της πολυμερικής μήτρας και με ρυθμό ανάλογο αυτής.
48
what are the components of a drug that follows a system controlled by διαβρωση
= δραστική ουσία που είναι ενσωματωμένη συνήθως σε εύπεπτα λίπη
- Το πολυμερές ---> δεν λειτουργεί απλώς ως παθητικός φορέας, αλλά συμμετέχει ενεργά στο μηχανισμό αποδέσμευσης
- Συνδυασμό αδρανών λιπαρών ουσιών (π.χ. κηροί)
- ευδιάλυτων συνδετικών
- αραιωτικών παραγόντων
---> Η πιο σημαντική παράμετρος είναι η αναλογία μεταξύ των μη διαλυτών και διαλυτών εκδόχων.
49
where and how does the process of διάβρωση occur in the drug
- Σε όλη τη μάζα του δισκίου (Α)
- OR μόνο στην επιφάνειά του (Β)
Η διάβρωση της μήτρας μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω:
a) της δράσης ενζύμων
b) μεταβολής pH
c) μεταβολής στην ωσμωτική πίεση
50
what is a con of Συστήματα ελεγχόμενα από διάβρωση
Η αποδέσμευση παρουσιάζει ισχυρή εξάρτηση από τις υδροδυναμικές συνθήκες.
51
In systems διαβρωση what controls the ρυθμός αποδέσμευσης
Είναι δύσκολο να ελεγχθεί ο ρυθμός αποδέσμευσης τέτοιων συστημάτων
- Η μεταβαλλόμενη ενζυμική δραστηριότητα μπορεί να οδηγήσει σε αποκλίνουσες τιμές στο αίμα
- Στο γαστρεντερικό σωλήνα μπορεί να παρουσιαστούν προβλήματα
---> οι λιπαρές ουσίες που χρησιμοποιούνται πρέπει να υποστούν χρονοβόρες δοκιμασίες ώστε να επιβεβαιωθεί ότι η in vitro αποδέσμευση είναι επαναλήψιμη
52
Describe ωσμωτικά συστήματα
Εμφανίζονται με τη μορφή της συνηθισμένης απλής ωσμωτικής αντλίας
= είναι ένα σύστημα που αποδεσμεύει τη δραστική ουσία με ελεγχόμενο ρυθμό χρησιμοποιώντας ως κινητήρια δύναμη την ωσμωτική πίεση.
53
Describe the structure of osmotic system drugs
- Συνδυασμό ωσμωτικά ενεργών ουσιών (δραστική ουσία και/ή έκδοχα)
---> πυρήνας του συστήματος περιέχει την υδατοδιαλυτή δραστική ουσία σε στερεή κατάσταση
- μιας ημιπερατής μεμβράνης
---> περιβάλει τον πυρήνα
---> είναι διαπερατή μόνο από το νερό αλλά όχι από τη δραστική ουσία
---> περιλαμβάνει μια μικρή οπή, που έχει κατασκευαστεί με περίπλοκη διαδικασία
54
What happens when the drugs of osmotic systems come in contact with water
Όταν το σύστημα βρεθεί σε ένα υδατικό μέσο:
- το νερό διαχέεται μέσω της ημιπερατής μεμβράνης στον πυρήνα
- όπου διαλύει τη δραστική ουσία και άλλες ωσμωτικά ενεργές ουσίες
- δημιουργείται κορεσμένο διάλυμα, με αύξηση της ωσμωτικής πίεσης
- Η ωσμωτική πίεση που δημιουργείται προκαλεί τη ροή του διαλύματος της δραστικής ουσίας μέσω της οπής
55
What factors affect the rate of αποδέσμευση in osmotic systems
It depends on 2 main factors:
- όγκος της εισροής του υγρού dV/dt
- διαλυτότητα κορεσμού Cs
Η ποσότητα του υγρού που διαπερνά την ημιπερατή μεμβράνη depends on:
- ωσμωτικής πίεσης στον πυρήνα π (Δπ)
---> ρυθμιστεί με ευδιάλυτα έκδοχα
- τη διαπερατότητα της μεμβράνης (P)
---> σχετίζεται άμεσα με το πορώδες
- την επιφάνεια της (Α)
- πάχος της (d)
---> formulas slide 48
56
Name and describe a known drug that follows the osmotic system
Adalat OROS (nifedipine), Tegretol XR (carbamazepine) αποτελείται από:
1. μια ημιπερατή μεμβράνη
2. έναν ωσμωτικά ενεργό πυρήνα
a) μια στοιβάδα που περιέχει τη δραστική ουσία
b) μια στοιβάδα που περιέχει τα ενεργά ωσμωτικά συστατικά
Mechanism:
- Καθώς εισέρχεται νερό μέσω της ημιπερατής μεμβράνης
- η ωσμωτική πίεση αυξάνεται στο δεύτερο μέρος του δισκίου
- η στοιβάδα αυτή "σπρώχνει" τη στοιβάδα της νιφεδιπίνης
- προκαλώντας την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας
57
what are ιοντοανταλλακτικές ρητίνες and what is their function
= αδιάλυτα πολυμερή που διαθέτουν ομάδες συνδεδεμένες πλευρικά στο μόριο τους
Role ---> σαν φορείς δραστικών ουσιών
- μέσω σχηματισμού συμπλόκου μεταξύ της δραστικής ουσίας και της ρητίνης
- δ.ο. αποδεσμεύονται με εναλλαγή με κατάλληλα φορτισμένα ιόντα μέσα στο γαστρεντερικό σύστημα.
58
Show how the ιοντοανταλλακτικές ρητίνες work in reactions
slide 51 / 52
59
What is the most common type of Ιοντοανταλλακτικές ρητίνες used
Υλικά με όξινες ομάδες που περιέχουν συνδεδεμένες βασικές δραστικές ουσίες = κατιοντοανταλλακτικές ρητίνες
---> αποδεσμεύονται σταδιακά αφού σχηματίσουν υδρογέλη
---> π.χ. τα σουλφονικά οξέα
60
List the factors that affect the ρυθμό αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας από τις ιοντοανταλλακτικές ρητίνες
1. Τα χαρακτηριστικά του πολυμερικού υλικού
---> δεδομένου ότι τροποποιούν το βαθμό ενυδάτωσης και την έκταση της διόγκωσης
2. το μέγεθος σωματιδίων
3. η ισχύς των δεσμών μεταξύ της ρητίνης και της δραστικής ουσίας
61
On which type of drugs can ιοντοανταλλακτικές ρητίνες be added to
Η χρήση τους περιορίζεται σε δραστικές ουσίες που:
- συνδέονται με τις ρητίνες
- οι δόσεις ιονίζονται
- που μπορεί να είναι μικρές καθώς η συνδετική ικανότητα των ρητινών είναι περιορισμένη.
62
Name and describe known drugs that use Ιοντοανταλλακτικές ρητίνες
1. Biphetamine (amphetamine) ή DYANAVEL XR
- Χρησιμοποιείται κατιοντοανταλλακτική ρητίνη
---> ομάδες σουλφονικού οξέος
- Ενδείξεις ---> καταστολή της όρεξης + έλεγχο της συμπεριφοράς παιδιών
2. Penntuss (Codeine and Chlorpheniramine)
- Εναιώρημα
- κατιοντοανταλλακτική ρητίνη
- Αντιβηχικό
63
Describe the structure/ components of συστήματα πολλαπλών μονάδων
1. κάψουλες σε ποικιλία συνδυασμών
---> σφαιρίδια ή μικροδισκία ή κόκκοι μόνα ή σε συνδυασμό μεταξύ τους
2. δισκίων
---> σε μικροδισκία όταν έλθουν σε επαφή με το υγρό
Inside them we can find any or all:
a) σφαιρίδια
b) τα δισκία πολλαπλών μονάδων
c) τα μικροδισκία
64
Name the pros and cons of Συστήματα πολλαπλών μονάδων
(+) Ρυθμίζουν ευκολότερα την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας με συνδυασμό μονάδων διαφορετικής αποδέσμευσης
---> άμεσης και παρατεταμένης αποδέσμευσης ή διαφορετικής ευαισθησίας στο pH
(+) Μπορούν να διαχωρίσουν συστατικά που είναι ασύμβατα μεταξύ τους
(-) Περίπλοκη μεθοδολογία παρασκευής
(-) Υψηλότερο κόστος
(-) Προβλήματα ομοιομορφίας από παρτίδα σε παρτίδα
---> ιδιαίτερα στα σφαιρίδια
(-) Μικροδισκία
---> απαιτούν ακριβέστατη ρύθμιση των μηχανών λόγω μεγέθους
65
Name and describe a known drug example that follows the Συστήματα πολλαπλών μονάδων
Dilacor XR (diltiazem) --> slide 59
Κάθε κάψουλα περιέχει 3 ή 4 δισκία
---> κάθε δισκίο αποτελείται από 3 στοιβάδες
---> Η κεντρική στοιβάδα περιέχει τη δραστική ουσία + ένα πολυμερές που διογκώνεται όταν έρθει σε επαφή με το νερό
Mechanism:
- Η στοιβάδα γέλης που σχηματίζεται έχει υψηλό ιξώδες
---> διαλύεται αργά στα βιολογικά υγρά
---> καθυστερώντας έτσι την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας
- Οι στοιβάδες που βρίσκονται πάνω και κάτω από τη στοιβάδα της δραστικής ουσίας
---> αποτελούνται από αδιάλυτα πολυμερή
---> μόνο η περιφέρεια του δισκίου έρχεται σε επαφή με τα βιολογικά υγρά
66
How do Συστήματα αποδέσμευσης κατά ώσεις release their active substance
Βασίζεται στην ύπαρξη του κιρκάδιου ρυθμού (circadian rhythm)
= είναι μια οποιαδήποτε βιολογική διαδικασία που παρουσιάζει ενδογενή περιοδική μεταβολή στη διάρκεια ενός 24ώρου
---> Το σώμα εμφανίζει περισσότερους από 100 κιρκάδιους ρυθμούς
---> Κάθε κύκλος επηρεάζει μία πτυχή λειτουργίας του σώματος
---> eg temp, επίπεδα ορμονών, πίεση αίματος, καρδιακό παλμό
67
What are the προϋποθέσεις για να χορηγηθεί μια δραστική ουσία κατά ώσεις
- Μία σχετικά μικρή θεραπευτική δόση
- ένας αρκετά υψηλός ρυθμός αποδέσμευσης του φαρμάκου από το σκεύασμα
- συνδυαζόμενος με ένα υψηλό ρυθμό απορρόφησης από τη γαστρεντερική οδό
- ο χρόνος παραμονής του συστήματος στο στομάχι και στο ανώτερο τμήμα της εντερικής οδού
- η σχέση μεταξύ της χορηγούμενης δόσης και της συγκέντρωσης της δραστικής ουσίας στον υποδοχέα
68
What were the different reasons why we made systems that are controlled by circadian rhythms
1. Θεραπευτική αντιμετώπιση παθήσεων που εμφανίζουν χρονοεξαρτώμενα συμπτώματα
a) Το άσθμα
---> χορηγούνται βρογχοδιασταλτικά
---> για μείωση των νυκτερινών συμπτωμάτων
b) Η αρθρίτιδα
---> χορηγούνται αντιφλεγμονώδη
---> για μείωση των πρωινών συμπτωμάτων
2. Αντιμετώπιση προβλημάτων μειωμένης φαρμακολογικής απόκρισης σε χρόνιες θεραπείες
- Issue ---> Πολλές φορές, όταν ένα φάρμακο χορηγείται με κάποιο σύστημα παρατεταμένης αποδέσμευσης, μετά την επίτευξη των επιθυμητών επιπέδων στο πλάσμα παρατηρείται μείωση της θεραπευτικής δράσης.
- Αιτία ---> Αλλαγή του φαρμακοδυναμικού αποτελέσματος λόγω μείωσης της ευαισθησίας του υποδοχέα.
---> Με τα συστήματα αποδέσμευσης κατά ώσεις δεν παρατηρείται το φαινόμενο αυτό.
3. Στόχευση συγκεκριμένου σημείου του γαστρεντερικού σωλήνα
a) Αποδέσμευση δραστικών ουσιών σε συγκεκριμένα σημεία του εντέρου (στην ελκώδη κολίτιδα, στην νόσο του Crohn).
b) Αποδέσμευση πρωτεϊνικών ή πεπτιδικών φαρμάκων → Αποφυγή μεταβολικής αποικοδόμησης στο στομάχι.
69
Describe the structure / components of Συστήματα αποδέσμευσης κατά ώσεις
- Η δραστική ουσία συνήθως τοποθετείται μέσα σε ένα δισκίο πυρήνα
- περιβάλλεται από μια εξωτερική (επικάλυψη)
---> η οποία λειτουργεί σαν φραγμός
---> παράγοντας που ρυθμίζει τη συμπεριφορά του συστήματος πολυμερή ----> αποτελείται συνήθως από υδρόφοβα ή υδρόφιλα διογκούμενα
---> Κατά συνέπεια, είναι δυνατόν να καθυστερήσει η διείσδυση του υγρού και περαιτέρω η διάλυση της δραστικής ουσίας.
70
what are the 2 subcategories of Συστήματα αποδέσμευσης κατά ώσεις
1. Συστήματα που παράγουν ένα παλμό (ώση)
---> PULSINCAP
2.Συστήματα που παράγουν δύο ώσεις
---> διφασικά συστήματα
71
Describe PULSINCAP (what we can control)
- αποδεσμεύει τις δ.ο. είτε σε καθορισμένο χρόνο
- είτε σε καθορισμένο τμήμα της γαστρεντερικής οδού
72
describe the structure of the PULSINCAP drug and explain their function
1. μία κάψουλα
---> με αδιάλυτο στο νερό σώμα
---> ένα υδατοδιαλυτό κάλυμμα (GI καλυμμα)
2. Η δραστική ουσία με ένα πώμα περιέχεται στο σώμα της κάψουλας
3. σφραγίζεται με στερεό κολλοειδές (υδρογέλη)
73
Explain how PULSINCAP releases its active substance
- Όταν εκτεθεί στα γαστρικά υγρά, το κάλυμμα της κάψουλας διαλύεται
- το πώμα διογκώνεται
- Σε προκαθορισμένη χρονική στιγμή, το πώμα απομακρύνεται
- η δραστική ουσία αποδεσμεύεται στο λεπτό έντερο
- όπου διαλύεται, απορροφάται και εισέρχεται στην κυκλοφορία
74
Explain what specific changes are made in the PULSINCAP to allow us to control the time or place of action
1. Οι διαστάσεις του πώματος και η θέση του στην κάψουλα
---> μπορεί να ποικίλουν
---> με αποτέλεσμα να παρατηρείται διαφορετικός χρόνος για την εκδήλωση της ώσης από 1-12 ώρες
2. Το σύστημα επικαλύπτεται με υλικά
---> που προστατεύουν την κάψουλα από τα γαστρικά υγρά
---> διαλύονται όταν έχει φθάσει στις περιοχές υψηλότερου pH του λεπτού εντέρου
---> αποδεσμεύει την περιεχόμενη δραστική ουσία σε συγκεκριμένο χρόνο, αφού μετακινηθεί από το στομάχι
75
Describe another system that follows the Συστήματα που παράγουν ένα παλμό (ώση)
- το πώμα δεν απομακρύνεται αλλά διαβρώνεται και διαλύεται στον επιθυμητό χρόνο
- Στη συνέχεια, η δραστική ουσία αποδεσμεύεται με τη βοήθεια κατάλληλου μηχανισμού εξώθησης
- που βασίζεται σε διογκούμενο πολυμερές
---> Δεδομένου ότι ο μέσος χρόνος που απαιτείται για τη μεταφορά του συστήματος στο λεπτό έντερο είναι περίπου 3 ώρες, μια επικάλυψη για ένα 5ωρο παλμό θα μπορούσε να προκαλέσει αποδέσμευση του φαρμάκου στο κόλον
---> Μόνο δραστικές ουσίες που απορροφούνται από ολόκληρη την επιφάνεια του εντέρου είναι κατάλληλες να χρησιμοποιηθούν σε τέτοια συστήματα
---> slide 68 for mechanism
76
Describe Συστήματα που παράγουν δύο ώσεις
- Περιέχουν μία αρχική δόση που αποδεσμεύεται αμέσως μετά τη χορήγηση
- as well as δόση παρατεταμένης αποδέσμευσης
---> διαχωρισμός των δύο δόσεων
- Καλά αποτελέσματα έχουμε από τα εντερικά επικαλυμμένα συστήματα και από χρονοελεγχόμενα (λόγω διόγκωσης)
- Ένα τέτοιο σύστημα έχει παρασκευαστεί για την Ibuprofen, το οποίο είναι δισκίο 3 στιβάδων
77
Describe the ibuprofen Συστήματα που παράγουν δύο ώσεις
1. Η πρώτη στιβάδα:
- αποδεσμεύει σε σύντομο χρονικό διάστημα
- την αρχική δόση της ιβουπροφαίνης (α)
2. Η δεύτερη δόση:
- διαχωρίζεται από την πρώτη από μια στιβάδα
- that layer separating them αποτελείται από ένα στρώμα που περιέχει το πολυμερές HPMC + talc
- also καλύπτεται από μια αδιαπέραστη στο νερό επικάλυψη-φραγμό από το πολυμερές ethylcellulose (β)
3. Η τρίτη στιβάδα:
- αποτελείται από τη δεύτερη δόση της δραστικής ουσίας (γ)
- αποδεσμεύεται όταν διαβρωθεί η στιβάδα φραγμός
- Η δεύτερη δόση καλύπτεται και αυτή από το πολυμερές ethylcellulose (δ)
- αποδεσμεύεται μετά τη διάλυση της ενδιάμεσης στιβάδας
78
what are «Ευφυή» συστήματα αποδέσμευσης
= συστήματα που εξασφαλίζουν το θεραπευτικό αποτέλεσμα ανταποκρινόμενα σε ερεθίσματα διαθέτοντας ικανότητα ακόμη και να «αισθάνονται» τις μεταβολές
79
How do the ρυθμιζόμενα συστήματα αποδέσμευσης work
Εμφυτεύονται ή ενίονται στο σώμα και αποδεσμεύουν τη δραστική ουσία ανταποκρινόμενα σε ορισμένα ερεθίσματα, όπως:
- η επίδραση μαγνητικών πεδίων
- η θερμότητα
- οι υπέρηχοι
- το pH του περιβάλλοντος
- η συγκέντρωση συγκεκριμένου μορίου
80
Name and describe the 2 types of «ευφυή» συστήματα αποδέσμευσης
1. Ανοικτού τύπου:
- παλμικά ή εξωτερικά ρυθμιζόμενα
- Ρυθμίζονται εξωτερικά
- Ανταποκρίνονται σε μαγνητικά πεδία, υπερήχους ή θερμική ακτινοβολία
2. Κλειστού τύπου ή αυτορυθμιζόμενα:
- Το σύστημα προσαρμόζεται (αυτορυθμίζεται) ανάλογα με τις απαιτήσεις
- Ο ρυθμός αποδέσμευσης ελέγχεται με μία παλίνδρομη - αυτόματη ρύθμιση του σώματος (αναδραστική πληροφορία)
- χωρίς εξωτερική παρέμβαση
- Ανταποκρίνονται σε μεταβολές ---> του pH, της θερμοκρασίας, αντιδράσεις ενζύμου υποστρώματος ή αντισωμάτων – αντιγόνων
81
One of the open types is Μαγνητικά ρυθμιζόμενα συστήματα, describe it
Σχετίζονται με την ενσωμάτωση μαγνητικών σφαιριδίων σε ελαστικά πολυμερή
---> Υπό την επίδραση ταλαντούμενου - παλμικού μαγνητικού πεδίου, αποδεσμεύεται μεγαλύτερη ποσότητα φαρμάκου.
Οι παράγοντες που επηρεάζουν τους ρυθμούς αποδέσμευσης στα συστήματα αυτά είναι:
- Τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου
- Οι μηχανικές ιδιότητες της πολυμερικής μήτρας
82
Another category of the open type systems is Ρυθμιζόμενα με υπερήχους συστήματα , describe how the release of the active substance is done
Η αποδέσμευση των ουσιών μπορεί να ρυθμίζεται:
- κατ' επανάληψη
- κατά βούληση από μία εξωτερική στο σύστημα θέση
83
Name and describe the subtypes of the μήτρες-φορείς δραστικών ουσιών in Ρυθμιζόμενα με υπερήχους συστήματα
Βιοδιασπώμενα όσο και μη διασπώμενα πολυμερή μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μήτρες-φορείς δραστικών ουσιών
1. Βιοδιασπώμενα:
- Οι υπέρηχοι προκαλούν αυξημένη διάσπαση του πολυμερούς
- αποδέσμευση της δραστικής ουσίας, μέσω της δημιουργίας κοιλοτήτων (cavitation) στη μάζα του πολυμερούς.
2. Μη διασπώμενα συστήματα:
- Η αποδέσμευση εξαρτάται από τη διάχυση
- η οποία διευκολύνεται μέσω της αύξησης στη θερμοκρασία που προκαλούν οι υπέρηχοι
- ρυθμίζεται με την τροποποίηση της έντασης και της συχνότητας των υπερήχων
- Η απόκριση των συστημάτων στην επίδραση των υπερήχων είναι άμεση και αναστρέψιμη.
84
Another subtype to Ευφυή’ συστήματα κλειστού τύπου is Αυτορυθμιζόμενα συστήματα. Describe it
Τα πολυμερή που χρησιμοποιούνται μεταβάλλουν τα χαρακτηριστικά τους ανταποκρινόμενα σε αλλαγές του περιβάλλοντος τους
---> Η αποδέσμευση της δραστικής ουσίας συστήματος προκαλείται μέσω της αλληλεπίδρασης του με το εσωτερικό περιβάλλον του οργανισμού (αντανακλαστική ρύθμιση - αναδραστική πληροφορία)
---> χωρίς κάποια εξωτερική παρέμβαση
85
Describe the polymers used in Αυτορυθμιζόμενα συστήματα and how they can react in that system
Δημοφιλή πολυμερή που χρησιμοποιούνται στα συστήματα αυτά είναι τα ευαίσθητα στο pH ή τη θερμοκρασία.
---> Τα πολυμερή μπορεί να είναι ουδέτερα, ανιονικά, κατιονικά ή αμφοτερικά
---> Ανάλογα με τις συνθήκες του περιβάλλοντος είναι δυνατόν να διογκώνονται και στη συνέχεια να συρρικνώνονται (neutral form) ή και να διασπώνται (ionized form) ανάλογα με τις μεταβολές του εξωτερικού περιβάλλοντος
Example:
If we need the polymer to dilute in a specific cell that is acidic, it needs to be ionized at acidic pH and συρρικνώνονται at pH neutral/ alkali. This means it needs to be BASIC (eg NH3...)
86
what are the 3 types of Αυτορυθμιζόμενα συστήματα based on which condition they react to
1. Συστήματα ευαίσθητα στο pΗ
2. Θερμοευαίσθητα συστήματα
3. Συστήματα που βασίζονται σε αλληλεπιδράσεις ενζύμου-υποστρώματος
87
Explain how the system can be controlled by pH
Οι διαφορετικές τιμές του pH που εμφανίζονται στα γαστρεντερικού σωλήνα διάφορα τμήματα του, αλλά και γενικότερα μέσα στο σώμα, μπορεί να προκαλέσουν ερέθισμα για την αποδέσμευση του δραστικού συστατικού
---> χρησιμοποιούνται πολυμερή που διαθέτουν ασθενείς όξινες ή βασικές ομάδες
---> Η συμπεριφορά του πολυμερούς εξαρτάται από το pH και τον ιονισμό του
---> Μεταβολή του pH του διαλύματος θα οδηγήσει σε διόγκωση ή συρρίκνωση του πολυμερούς κι έτσι ο ρυθμός αποδέσμευσης του φαρμάκου από αυτό θα εξαρτάται από το pH
88
When do we use acidic or basic FG depending on which pH we want our drug to ionize in?
Πολυμερή με όξινες ομάδες:
- δεν διογκώνονται σε χαμηλές τιμές pΗ (δεν εμφανίζουν ιονισμό)
- με την σταδιακή αύξηση του pΗ τα πολυμερή αυτά θα διογκωθούν
Πολυμερή με βασικές ομάδες:
- ιονισμός των βασικών ομάδων αυξάνεται με ελάττωση του pΗ
89
What are the 2 types of polymers used to make θερμοευαίσθητων συστημάτων
1. Τα πολυμερή που χαρακτηρίζονται από μια ελάχιστη κρίσιμη θερμοκρασία διάλυσης (lower critical solution temperature, LCST):
- Αύξηση στη θερμοκρασία προκαλεί μείωση στη διαλυτότητα του πολυμερούς
- υπερισχύουν οι αλληλεπιδράσεις πολυμερούς-πολυμερούς
2. Τα πολυμερή που χαρακτηρίζονται από μια μέγιστη κρίσιμη θερμοκρασία διάλυσης (upper critical solution temperature, UCST):
- Αύξηση στη θερμοκρασία προκαλεί αύξηση στη διαλυτότητα του πολυμερούς
- υπερισχύουν οι αλληλεπιδράσεις πολυμερούς-νερού
90
What happens to πολυμερή που εμφανίζουν ελάχιστη κρίσιμη θερμοκρασία διάλυσης if we increase or decrease the temp
Σε θερμοκρασία χαμηλότερη από την ελάχιστη κρίσιμη θερμοκρασία:
- το πολυμερές βρίσκεται στην ενυδατωμένη του κατάσταση
- υπερισχύουν οι δεσμοί μεταξύ πολυμερούς και μορίων νερού → διάλυμα
Σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από την ελάχιστη κρίσιμη θερμοκρασία:
- το πολυμερές είναι αφυδατωμένο
- συρρικνώνεται (υπερισχύουν οι υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις – δεσμοί μεταξύ μορίων πολυμερούς)
- είναι αδιάλυτο ή σχηματίζει υδρογέλες (πηκτώματα)
---> opposite for systems with μέγιστη κρίσιμη θερμοκρασία διάλυσης
91
where are Θερμοευαίσθητα συστήματα used
Στην παρασκευή in situ σχηματιζόμενων πηκτωμάτων
92
Explain how systems based on the αλληλεπιδράσεις ενζύμου – υποστρώματος work
Η αποδέσμευση βασίζεται στην αντίδραση ενός ενζύμου με το υπόστρωμα, η οποία προκαλεί μεταβολή του pH, και το ευαίσθητο στο pH πολυμερές του συστήματος ανταποκρίνεται στη μεταβολή αυτή
93
Give the main example of systems based on the αλληλεπιδράσεις ενζύμου – υποστρώματος
Για την αντιμετώπιση του σακχαρώδους διαβήτη
---> η αποδέσμευση της ινσουλίνης πραγματοποιείται ανάλογα με τα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα
---> Η αποδέσμευση βασίζεται στην αντίδραση μεταξύ της γλυκόζης και της γλυκόζης οξειδάσης για την παραγωγή γλυκονικού οξέος → μείωση του pH
94
Describe the 2 subtypes of systems based on enzyme - substrate interaction
1. Συστήματα αποτελούμενα από μεμβράνες πολυμερών των οποίων η διαπερατότητα μεταβάλλεται ανάλογα με το pH
- Τα πολυμερή αυτά περιέχουν αμινο-ομάδες που διογκώνονται
- η διαπερατότητά τους εξαρτάται από το pH
Example
Παρουσία γλυκόζης → αύξηση διαπερατότητας μεμβράνης → διάχυση ινσουλίνης μέσω της μεμβράνης
Απουσία γλυκόζης, τα μόρια της ινσουλίνης δεν διαχέονται - εξέρχονται από την δεξαμενή μέσω της μεμβράνης
2. Συστήματα αποτελούμενα από πολυμερή που διασπώνται με την αλλαγή του pH
- Η μεταβολή έχει σαν αποτέλεσμα την αποικοδόμηση του πολυμερούς και την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας
- ανάλογα με τις μεταβολές του pH
Eg Μόλις το pH αυξηθεί, διακόπτεται η αποδέσμευση → αποτρέπεται η υπογλυκαιμία
95
Define Βιοπροσκόλληση phenomenon
= Το φαινόμενο της διεπιφανειακής αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο υλικών, εκ των οποίων τουλάχιστον το ένα είναι βιολογικής φύσεως, με αποτέλεσμα να διατηρούνται σε στενή επαφή μεταξύ τους για μεγάλο χρονικό διάστημα λόγω των διεπιφανειακών αυτών αλληλεπιδράσεων
---> Η βισπροσκόλληση εμφανίζεται μεταξύ βιολογικών υποστρωμάτων ή βιολογικών και συνθετικών υλικών
---> Η προσκόλληση γίνεται παρουσία υγρού
---> Η βιολογική επιφάνεια μπορεί να είναι ένας επιθηλιακός ιστός επικαλυμμένος με βλέννα
96
In pharm tech which τύπος της βιοπροσκόλλησης is useful for us
αυτός που προκύπτει από την αλληλεπίδραση τεχνητών υλικών με βιολογικές επιφάνειες
Eg πολυμερή πάνω στο δέρμα ή σε άλλους βιολογικούς ιστούς
97
What is the therapeutic effect of βιοπροσκολλητικά συστήματα + name where we usually use it
Λόγω της δυνατότητας που έχουν να παραμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο επιθυμητό σημείο δράσης, παρατείνουν τη φαρμακολογική δράση και το θεραπευτικό αποτέλεσμα
- οδοντιατρική
- ορθοπεδική
- οφθαλμολογία
- χειρουργικές επεμβάσεις
98
Name advantages for bioadhesion systems
(+) η παρατεταμένη παραμονή στο επιθυμητό σημείο
(+) η καλύτερη επαφή
---> BOTH cause αυξημένη βιοδιαθεσιμότητα
99
what is the main target of bioadhesion systems taken p.o.
Η βλέννα
---> καλύπτει ολόκληρο το γαστρεντερικό σύστημα
---> λειτουργεί σαν λιπαντικό και προστατευτικό υλικό
---> found in ουροποιογεννητικό σύστημα, στους οφθαλμούς, στη μύτη
100
Describe the structure and component of βλέννας
1. Η βλεννίνη (mucin):
= μια γλυκοπρωτεΐνη η οποία βρίσκεται στην επιφάνεια του επιθηλίου και προστατεύει τα επιθηλιακά κύτταρα εξουδετερώνοντας το HCl
- αποτελείται από 800 περίπου αμινοξέα, όπως η προλίνη, σερίνη
- διαθέτει αριθμό ανιονικών, κατιονικών και υδρόφοβων τμημάτων
= με τα οποία έρχονται σε επαφή τα διάφορα υλικά και προσκολλούνται
2. Άλλα συστατικά της βλέννας:
- ανόργανα άλατα
- πρωτεΐνες
- λιπίδια
101
Do the φυσικοχημικά χαρακτηριστικά της βλέννας change
μεταβάλλονται σε περιπτώσεις ασθένειας
102
How does the size of the molecule affect its ability to do bioadhesion
Τα μικρά μόρια ---> διέρχονται εύκολα διαμέσου της βλέννας λόγω της μεγάλης περιεκτικότητας της σε νερό
Τα μεγαλύτερα μόρια ---> διαχέονται αργά και παραμένουν στην επιφάνεια του επιθηλίου για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα
103
Describe how πολυμερή των βλεννοπροσκολλητικών συστημάτων react in the body
Έχουν την ικανότητα να προσροφώνται, να αλληλοδιαχέονται ή και να συνδέονται μηχανικά με άλλα μεγαλομόρια και στην προκειμένη περίπτωση με τους ιστούς μέσω μίας δημιουργούμενης διεπιφάνειας
---> Η στενή αυτή επαφή έχει σαν αποτέλεσμα μια ελεύθερη αλληλεπίδραση μεταξύ των επιφανειών
---> με αποτέλεσμα την καλύτερη επαφή και σύνδεση
104
Name 3 ways the συγκόλληση των πολυμερών με τους ιστούς in bioadhesion systems is achieved
1. Με πρωτογενείς ετεροπολικούς ή ομοιοπολικούς δεσμούς:
- αλληλεπιδράσεων των χαρακτηριστικών ομάδων των συγκολλητικών υλικών (πολυμερών) με τις πρωτεΐνες των βιολογικών ιστών
- οι οποίες διαθέτουν κατάλληλες ομάδες όπως -ΝΗ2
2. Με δευτερογενείς χημικούς δεσμούς:
- τύπου Van der Waals ή δεσμούς υδρογόνου
- που συνεισφέρουν και ενδυναμώνουν τις αλληλεπιδράσεις
- H-bonding FG ---> -ΟΗ, -COOH, -NH2
3. Με φυσικούς ή μηχανικούς δεσμούς:
- οι οποίοι δημιουργούνται με εγκλωβισμό του συγκολλητικού υλικού σε εσοχές
- Η τραχύτητα της επιφάνειας και η ρευστότητα των υλικών παίζουν σημαντικό ρόλο
- υψηλό ιξώδες εξασφαλίζει τη δημιουργία ικανοποιητικής βιοπροσκολλητικής σταθερότητας
105
Name and describe all the characteristics βιοπροσκολλητικά υλικά need to have
1. Mr
- Η προσκολλητική ικανότητα αυξάνεται αυξανομένου του MB μέχρι ενός σημείου
- Πέραν αυτού παρατηρείται ελάττωση
2. Ύπαρξη κατάλληλων FG
- Φαινολικές ή αλειφατικές ομάδες -ΟΗ, -COOH
---> παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαβροχή
---> μεγιστοποιούν την προσκολλητική ικανότητα λόγω της δημιουργίας δεσμών υδρογόνου
- Οι υδρόφιλες ουσίες διαθέτουν ισχυρή προσκολλητική ικανότητα
3. Ύπαρξη κατάλληλου φορτίου
- Τα ανιονικά πολυμερή (COOH, -ΟΗ) εμφανίζουν εντονότερη βλεννοπροσκόλληση από ότι τα κατιονικά ή τα ουδέτερα πολυμερή
4. Ευκαμψία του μορίου του πολυμερούς
- επηρεάζεται από τους υποκαταστάτες που περιέχονται στο μόριο του
- the more flexible the better so it can enter and react with the βλεννας
106
Name and explain Παράγοντες που επηρεάζουν τη βιοπροσκόλληση
1. Η ενυδάτωση των προσκολλητικών υλικών
- Η μέγιστη βιοπροσκόλληση για κάθε υλικό εμφανίζεται όταν αυτό απορροφήσει μια ορισμένη και χαρακτηριστική ποσότητα υγρού
- Αύξηση της ποσότητας αυτής έχει σαν αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας γλιστερής και μη συγκολλητικής επιφάνειας
2. Η ενυδάτωση των βιολογικών επιφανειών
- Η παρουσία μεγάλης ποσότητας ύδατος ή άλλων υγρών στην επιφάνεια προσκόλλησης μπορεί να εξασθενίσει τις αναπτυσσόμενες διεπιφανειακές δυνάμεις → δεν επιτυγχάνεται πλήρης προσκόλληση
3. Η παρουσία ουσιών που τροποποιούν τη βιολογική επιφάνεια
- Παρουσία οργανικών ουσιών (π.χ. αλκοολών, γλυκολών) ή άλλων υδρόφιλων οργανικών ουσιών
- ισχυροποιείται η προσκόλληση
4. Τα χαρακτηριστικά της βιολογικής επιφάνειας
- Η βιοπροσκόλληση αρκετών πολυμερών επηρεάζεται ή μεταβάλλεται από την υδροφιλικότητα ή μη της επιφάνειας.
5. Η αρχική εξασκουμένη πίεση
- Η συγκόλληση αυξάνεται γραμμικά αυξανόμενης της εφαρμοζόμενης δύναμης μέχρι ενός σημείου
6. Ο αρχικός χρόνος επαφής
- Απαιτείται η στενή επαφή μεταξύ της βιολογικής επιφάνειας και του υλικού
- για συγκεκριμένο αρχικό χρονικό διάστημα
- εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του υλικού, αρχική εξασκούμενη πίεση, την περιεκτικότητα σε νερό, τη φύση του ιστού ...
---> Στα βιοπροσκολλητικά δισκία, ο αρχικός χρόνος επαφής και η παρουσία υγρού καθορίζουν τη βιοπροσκολλητική ικανότητα.
---> Στην περίπτωση ξηρών κόνεων που ανήκουν στην κατηγορία των υδρογελών, αυτές συνεχίζουν να διογκώνονται εφόσον βρίσκονται σε επαφή με υγρούς ιστούς
---> Η συνεχής αυτή διόγκωση προκαλεί συνήθως σημαντική αύξηση της βιοπροσκόλλησης
107
what are the different theories explaining the φαινομένου της βιοπροσκόλλησης
1. Θεωρία διαβροχής (Wetting theory)
2. Ηλεκτρονική θεωρία (Electronic theory)
3. Θεωρία προσρόφησης (Adsorption theory)
4. Θεωρία διαχύσεως (Diffusion theory)
5. Μηχανική θεωρία (Mechanical interlocking theory)
108
Explain the wetting theory
Η αναγκαία συνθήκη για τη δημιουργία κατάλληλων δεσμών μεταξύ των μορίων, του βιοπροσκολλητικού υλικού και της βιολογικής επιφάνειας, τα οποία έρχονται σε επαφή, είναι η στενή επαφή μεταξύ τους
---> η οποία εξαρτάται από την ικανότητα του πολυμερούς να απλώνεται πάνω στη βιολογική επιφάνεια.
---> Σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αυτή παίζει η ύπαρξη υγρού
---> διευκολύνει τη δημιουργία των δεσμών και στη συνέχεια τους ισχυροποιεί
109
explain the electronic theory
Το βιοπροσκολλητικό υλικό και η βλεννίνη φέρουν διαφορετικά φορτία και εμφανίζουν διαφορετική δομή
--->σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία ελκτικών δυνάμεων
---> μέσω σχηματισμού μίας ηλεκτρικής διπλοστιβάδας στην ενδοεπιφάνεια
---> με αποτέλεσμα τη συγκόλληση των δύο επιφανειών μεταξύ τους
---> ιονισμενο μοριο
110
explain the adsorption theory
Ανάπτυξης δυνάμεων επιφανείας και της δημιουργίας διαφόρων τύπων χημικών δεσμών
---> Van der Waals, δεσμών υδρογόνου, ομοιοπολικών δεσμών
---> ουδετερο μοριο
111
explain the diffusion theory
Όταν το βιοπροσκολλητικό έρθει σε επαφή με τη βιολογική επιφάνεια, εμφανίζεται μια αλληλεπίδραση διείσδυσης μεταξύ των αλυσίδων του πολυμερούς και της μυκίνης
---> δημιουργία δεσμών που εξαρτώνται από το συντελεστή διάχυσης, το χρόνο επαφής και το μοριακό βάρος του πολυμερούς
---> ευκαμπτα μορια
112
explain the mechanical interlocking theory
Μορφή “κλειδώματος” μεταξύ των δύο επιφανειών (αλληλοδιείσδυσης).
---> Ευνοείται από τραχείες και ανώμαλες επιφάνειες
---> Όσο περισσότερο ανώμαλη είναι η επιφάνεια, τόσο ισχυρότερη είναι η βιοπροσκόλληση
