Biofarmaceutska karakterizacija in situ gelirajućeg sustava s flutikazonpropionatom na Calu-3 epitelnom staničnom modelu

diplomski rad

• Naslov (engleski): Biopharmaceutical characterisation of in situ gelling fluticasone propionate delivery system using Calu-3 epithelial cell model
• Autor: Stefanie Bobičanec
• Mentor: Anita Hafner (mentor)
• Član povjerenstva: Anita Hafner (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Jug (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Dubravka Vitali Čepo (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Farmaceutsko-biokemijski fakultet; (Zavod za farmaceutsku tehnologiju); Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-09-15, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO; Farmacija; Farmacija

Sažetak

Nazalna primjena lijeka prvi je izbor u liječenju i prevenciji oboljenja sluznice nosne šupljine, ali
se pokazuje i kao perspektivan alternativni put dostave lijeka u sistemsku cirkulaciju te izravno u
središnji živčani sustav. S ciljem unaprjeđenja nazalne dostave, razvijaju se mnogi novi terapijski
sustavi, čiji je utjecaj na permeabilnost lijeka i biokompatibilnost potrebno ispitati in vitro u ranoj fazi
njihova razvoja.
Cilj ovog rada bio je pripremiti in situ gelirajuće sustave s flutikazonpropionatom i ispitati njihovu
biokompatibilnost te permeabilnost uklopljenog flutikazonpropionata korištenjem Calu-3 epitelnog
staničnog modela.
Uspješno su pripravljeni in situ gelirajući sustavi s flutikazonpropionatom (0,058%, m/m), koji
sadrže površinski aktivnu tvar polisorbat 80 (0,01-0,05%, m/m), polimere pektin (0,66%, m/m), natrijev
hijaluronat (0-0,05%, m/m) i gelan gumu (0-0,2%, m/m) te manitol (4%, m/m) kao sredstvo za
izotonizaciju. Calu-3 stanice uzgojene su pri uvjetima 37°C, 5% CO2 i 95% relativne vlažnosti uz
Eagleov minimalni esencijalni medij (EMEM) s 10% fetalnog goveđeg seruma i 1% antibiotika
penicilina i streptomicina. Utvrđena je biokompatibilnost razvijenih in situ gelirajućih sustava s Calu-
3 modelnim stanicama respiratornog epitela. Vijabilnost stanica nakon dvosatnog izlaganja ispitivanim
sustavima bila je u rasponu od 81,2 ± 4,7 % do 103,0 ± 9,9 %. Ispitivanjem permeabilnosti nije
evidentiran prolazak flutikazonpropionata iz geliranih sustava kroz Calu-3 stanični monosloj u
receptorski odjeljak. Za sve sustave s flutikazonpropionatom zabilježen je reverzibilan pozitivni učinak
na TEER vrijednosti staničnog monosloja tijekom ispitivanja permeabilnosti. Uočena je manja
permeabilnost flutikazonpropionata iz in situ gelirajućih sustava kroz Calu-3 stanični monosloj u
odnosu na konvencionalne oblike (suspenzija i prašak) flutikazonpropionata za koje su podaci o
permeabilnosti pronađeni u literaturi.
Zaključno, pripravljeni in situ gelirajući sustavi s flutikazonpropionatom pokazali su potencijal za
nazalnu primjenu prema utvrđenoj biokompatibilnosti i permeabilnosti lijeka in vitro. Rezultati ovoga
rada mogu se primijeniti za daljnja istraživanja u području nazalne primjene in situ gelirajućih sustava.

Sažetak (engleski)

Nasal drug administration is the first choice in treatment and prevention of diseases of the nasal
mucosa. It also proves to be a promising alternative route for systemic drug delivery and offers
possibility of direct nose-to-brain delivery. Versatile drug delivery systems are being developed to
improve the therapeutic effect of nasally administered drugs, however, their impact on drug
permeability and biocompatibility in vitro need to be evaluated in the early stage of their development.
The aim of this study was to prepare in situ gelling fluticasone propionate delivery systems and to
evaluate their biocompatibility as well as permeability of incorporated fluticasone propionate using a
Calu-3 epithelial cell model.
In situ gelling delivery systems for fluticasone propionate (0.058%, w/w), containing surfactant
polysorbate 80 (0.01-0.05%, w/w), polymers pectin (0.66%, w/w), sodium hyaluronate (0-0.05%, w/w)
and gellan gum (0-0.2%, w/w), and mannitol (4%, w/w) as isotonizing agent, were successfully
prepared. Calu-3 cells were grown at 37°C, 5% CO2, and 95% relative humidity, using Eagle's
Minimum Essential Medium (EMEM) supplemented with 10% Fetal Bovine Serum and 1% of
antibiotics penicillin and streptomycin. In situ gelling fluticasone propinate delivery systems were
shown to be biocompatible with Calu-3 model cells of respiratory epithelium. Cell viability after twohour
exposure to the tested systems ranged from 81.2 ± 4.7% to 103.0 ± 9.9%. For all in situ gelling
systems, a reversible positive effect on the TEER values of the cell monolayer was observed during
the permeability assay. Polysorbate 80 showed no concentration-related effect on fluticasone
propionate permeability across Calu-3 cell monolayer.
In conclusion, in situ gelling fluticasone propionate delivery systems showed the potential for nasal
administration considering their in vitro biocompatibility and drug permeability. The results of this
study can be applied for further research in the field of nasal application of in situ gelling systems.

• Ključne riječi: nazalna primjena lijeka; in situ gelirajući sustavi; flutikazonpropionat; Calu-3; biokompatibilnost; permeabilnost
• Ključne riječi (engleski): nasal delivery; in situ gelling system; fluticasone propionate; Calu-3; biocompatibility; permeability
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:163:515374
• Studijski program: Naziv: Farmacija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani preddiplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra farmacije (mag. pharm.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-04-26 14:15:52