Colonic drug delivery system based on polysaccharide membrane

Abstract

Colonic drug delivery is advantageous in the treatment of colonic disease and oral delivery of drugs unstable or suceptible to enzymatic degradation in upper GI tract. In this study, we developed multilayer coated system that is resistant gastric and small intestinal conditions but can be easily degraded by colonic baterial enzymes. For this purpose, chitosan and cellulose acetate phthalate (CAP) were utilized to design the system described above. Variously coated tablets containing prednisolone or 5-aminosalicylic acid, as model drug were fabricated and their release kinetics in simulated gastrointestinal fluid and rat colonic extracts (CERM) were investigated. Also colonic bacterial degradation study of chitosan was performed with CERM. From the results, a three layer (CAP/Chito/CAP) coated system exhibit in vitro gastric and small intestinal resistance most effectively. The mechanism of rapid increase of drug release in CERM was revealed as by degradation of the chitosan membrane by bacterial enzymes. In biodegradation studies, it was also demonstrated that the chitosan is degraded by colonic bacterial enzymes. It is anticipated from the results of this study that the polysaccharide-enteric coated system could be used as a carrier for drugs treating colonic diseases or requiring delivery to colon, by regulating drug release in the small intestine.;Ulcerative colitis, Crohn's disease, irritable bowel syndrome, diarrhoea 및 constipation 등과 같은 결장질환의 치료 및 위장관에서 분해되가 쉬운 약물의 생체내 이용률을 높이기 위하여 결장내에 국소적으로 약물을 송달시키려는 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 약물을 부형제와 혼합하여 타정한 정제를 경구투여시 소장에서의 약물손실도 최대한 줄이면서 결장에 도달한 후에 약물이 신속히 용출되도록 하기 위해 폴리사카라이드용액으로 피막을 입힌 다음 위장에서의 약물손실을 줄이기 위해 장용성 고분자인 CAP를 이용하여 코팅한 후 인공위액 및 인공장액에서의 약물용출실험을 연속적으로 실시하여 각각의 코팅된 정제가 위장관을 통과시에 어느정도의 약물손실이 생기는지를 관찰하였다. 이어서 결장내에 정제가 도달한 후의 약물방출거동을 알아보기 위해 결장 추출액을 이용한 용출실험도 실시하였다. 또한 결장내 박테리아의 생산 효소에 의한 키토산 피막의 생체분해성을 보기위해 키토산 필름을 제조하고 결장 추출액 및 불활성화된 결장 추출액에서 용출실험과 같은 조건으로 배양한 후 배양전후의 중량감소를 측정하고 SEM으로 분해양상을 관찰하였다. 용출실험의 결과로부터 장용피에 의해서는 인공위액으로의 약물 이행 및 폴리사카라이드에 의해서는 인공장액으로의 약물이행이 현저히 차단됨을 볼 수 있었다. 또한 결장추출액 및 불활성화된 결장추출액에서의 용출실험 결과를 통해 키토산 피막이 결창에 도달한 후 박테리아 생산효소에 의해 분해됨으로써 약물용출이 급속히 증가함을 볼 수 있었고. 생체분해성 시험결과에서 키토산 필름의 중량감소와 SEM 사진을 통해서도 키토산이 결장내 박테리아 생산효소에 의해 분해됨이 관찰되었다. 이로써 제조된 장용성 폴리사카라이드 코팅 제제의 결장내 약물송달 시스템으로서의 활용성이 제시되었다.