Inorganic Drug Delivery System for Poorly Water-soluble Drug and Its Bioequivalence Study

Abstract

Poor aqueous solubility and the unpleasant taste of aripiprazole (APZ) have been recurring problems, due to its low bioavailability and low patients? compliance, respectively. In this study, we prepared a nanohybrid system based on a bentonite clay material, montmorillonite (MMT), for both taste masking and the solubility enhancement of APZ (i.e., APZ-MMT). To further improve the efficacy of taste masking and solubility of the drug, the APZ-MMT was also coated with a cationic polymer, polyvinylacetal diethylaminoacetate (AEA). In vitro dissolution tests at neutral pH showed that the amount of drug released from the AEA-coated APZ-MMT was greatly suppressed (< 1%) for the first 3 min, suggesting that AEA-coated APZ-MMT is a potential formulation for taste masking of APZ. Notably, in a gastric juice simulation of at pH 1.2, the total percentage of APZ released in the first 2 hours increased up to 95% for the AEA-coated APZ-MMT. Furthermore, the release profile was also similar to that of Abilify, a medication currently available on the market. In vivo experiments using Sprague-Dawley rats were also performed to examine the bioequivalence of AEA-coated APZ-MMT and Abilify. The AEA-coated APZ-MMT exhibited about 20% higher systemic exposure of APZ and its metabolite, dehydro-APZ as compared with Abilify. It can, therefore, be concluded that a new MMT-based nanovehicle, coated with a cationic polymer, could be a promising delivery system for both taste masking and solubility enhancement of APZ.;매우 낮은 용해도와 불쾌한 맛을 갖고 있는 아리피프라졸 (APZ) 은 그것의 낮은 생물학적 이용 가능성과 환자들의 불편함으로 인하여 꾸준히 문제가 되어왔다. 본 연구의 제 1장에서는 층상형 점토물질의 일종인 몬트모릴로나이트 (MMT) 에 항정신병 치료제인 아리피프라졸 (APZ)을 이온 교환 반응을 통해 약물-나노 하이브리드 시스템으로 합성하였으며 이에 사용된 점토물질은 낮은 독성과 높은 생체친화력 때문에 약물 전달물질로서 널리 사용되고 있는 물질이다. 본 연구의 목표인 맛 차폐의 효율 증대와 함께 약물의 용출률을 향상시키기 위하여 염기성 고분자인 polyvinylacetal diethylaminoacetate (AEA) 로 APZ-MMT 하이브리드를 코팅하였다. X-선 회절분석, 열 분석, 적외선 분광분석을 통해 약물 분자가 화학적, 구조적 특징을 유지하면서 정전기적 상호작용을 통해 몬트모릴로나이트 (MMT) 층간에 삽입되어 있음을 확인하였다. 제 2장에서는 1장에서 합성한 물질의 경구용 약물 전달물질 시스템으로서의 효과를 알아보기 위하여 구강 조건 (중성 pH) 과 위장조건 (pH 1.2) 의 환경을 모방한 완충 용액에서 약물 방출 실험을 수행하였다. 구강 조건에서 3분간 실험을 수행한 결과, AEA로 코팅한 APZ-MMT 하이브리드의 용출률은 대조약인 아빌리파이 (Abilify??) 와 순수한 약물인 아리피프라졸 (APZ)에 비하여 매우 강하게 억제되어 전혀 방출이 되지 않았다. 이는 코팅된 약물의 맛 차폐가 효과적으로 이루어 졌음을 증명한다. 위장 조건에서 2시간 동안 수행한 용출 실험의 결과는 AEA 로 코팅한 APZ-MMT 물질에서 최종적으로 약물이 95 % 이상 방출되었고 대조약 보다 뛰어난 용출률을 보여주었다. 더 나아가 용출의 경향성은 이미 시장에 나와있는 아빌리파이 (Abilify) 와 유사함을 보인다. 또한 AEA 로 코팅한 APZ-MMT 와 아빌리파이 (Abilify) 의 생물학적 등가성 실험을 의하여 쥐를 사용한 동물실험이 수행되었다. AEA 로 코팅한 APZ-MMT 의 전체적인 노출량 (AUC0-∞) 이 아빌리파이 (Abilify) 에 비해 약 20% 높게 나타났다. 따라서, 본 연구를 통하여 AEA 가 코팅된 APZ-MMT 하이브리드 물질은 약물의 맛 차폐 기능과 동시에 생물학적 이용 가능성을 향상시킨 뛰어난 약물 전달시스템으로서의 가능성을 제시하였다.