In vitro lipolysis assay as a prognostic tool for the development of lipid based drug delivery systems

Abstract

Lipidformulierungen sind in der Lage die orale Bioverfügbarkeit von schlecht wasserlöslichen Wirkstoffen zu verbessern. Um eine rationalere Entwicklung von biorobusten Formulierungen zu ermöglichen, wurden in vitro Tests entwickelt, die die Auswirkung von Verdünnungs- und Verdauungsprozessen auf deren Solubilisierungskapazität vorhersagen können. Im Rahmen der Arbeit wurden hierfür Lipidformulierungen unterschiedlicher Polarität hergestellt und mit Probucol beladen. Bei Systemen, die auf mittelkettigen Glyzeriden basierten, führten verdauungsinduzierte Veränderungen in der Lipidzusammensetzung zur Präzipitation des Wirkstoffes. Formulierungen, die auf langkettigen Glyzeriden basierten, zeigten eine geringere Anfälligkeit gegenüber verdauungsinduzierten Veränderungen der Solubilisierungskapazität. Auch nichtionische Tenside wurden durch Pankreasenzyme hydrolysiert. Dabei beeinflusste das Ausmaß der Verdauung deren Lösungsvermögen. Die entwickelten in vitro Tests zur Simulation gastrischer und duodenaler Verdauungsprozesse tragen zu einem besseren Verständnis des Schicksals einer Lipidformulierung bei.

Lipid based drug delivery systems represent a promising formulation strategy to improve the oral bioavailability of poorly soluble drugs. In order to rationalise formulation development predictive in vitro tests that mimic the fate of a lipid formulation upon dispersion in the gastrointestinal tract have been developed. A wide spectrum of formulations with different polarity were developed and loaded with Probucol. It was demonstrated that systems based on middle chain glycerides were highly susceptible to pancreatin-mediated digestion leading to strong loss of solubilisation capacity. Formulations based on long chain glycerides with a higher susceptibility towards lipolysis were correlated with a better ability to maintain Probucol in a solubilised state. Moreover, it was shown that non-ionic surfactants were degraded by pancreatic enzymes. The extent of surfactant digestion has an impact on the solubilisation capacity. These in vitro tests, simulating gastric and intestinal lipolysis, contribute to a deeper understanding of the performance of lipid-based formulations upon exposure with the gastrointestinal environment.