Hydrożele: stabilny antybiotyk w żelu

Na Uniwersytecie Medycznym we Wrocławiu (UMW) realizowane są projekty, które realnie wpływają na przyszłość medycyny. Nie zawsze są to spektakularne odkrycia, ale często badania, które dopracowują to, co w terapii jest równie kluczowe jak sama substancja czynna. Bo skuteczność leczenia zależy nie tylko od tego, co podajemy pacjentowi, lecz także od tego, w jakiej formie to robimy. Dziś prezentujemy kolejny projekt realizowany w ramach nanograntów programu “Młoda Nauka”.

Dorota Sikora

Badania dr Agnieszki Kostrzębskiej z Katedry i Zakład Chemii Fizycznej i Biofizyki Wydziału Farmaceutycznego UMW poświęcone stabilności hydrożeli dermatologicznych i ich interakcjom z antybiotykami stosowanymi miejscowo uzyskały dofinansowanie w pierwszej edycji programu nanogranty "Młodej Nauki". Hydrożele od kilku lat zyskują na znaczeniu jako wygodne i dobrze tolerowane nośniki substancji aktywnych w dermatologii. Antybiotyki miejscowe wciąż pozostają powszechnie wykorzystywanym narzędziem w leczeniu trądziku i zakażeń skórnych. Jak podkreśla badaczka, właśnie ta zbieżność była bezpośrednim impulsem do podjęcia tematu.

– Bezpośrednim impulsem była rosnąca popularność hydrożeli jako nośników substancji aktywnych w dermatologii oraz utrzymujące się wysokie zastosowanie antybiotyków miejscowych w leczeniu trądziku i zakażeń skórnych – wyjaśnia dr Kostrzębska.

Badanie poprawi jakość i bezpieczeństwo produktów

Z perspektywy pacjenta kluczowe znaczenie ma skuteczność terapii, bezpieczeństwo stosowania oraz stabilność preparatu przez cały okres jego używania. Produkt, który w trakcie przechowywania traci przewidywalność działania, może nie tylko obniżyć skuteczność leczenia, ale zwieksza również ryzyko podrażnień skóry. Z kolei z punktu widzenia rynku farmaceutycznego i kosmetycznego stabilność oznacza także wymierne wymagania jakościowe, którym muszą sprostać nowoczesne formulacje. Producenci muszą mieć pewność, że substancje czynne nie wchodzą w niekorzystne interakcje z podłożem. 

– Badania stabilności pozwalają ograniczyć ryzyko reklamacji, poprawić jakość produktów i zwiększyć zaufanie konsumentów – zaznacza badaczka.

Celem projektu jest ocena właściwości termicznych oraz wzajemnych oddziaływań komponentów hydrożeli dermatologicznych opartych na karbomerze z antybiotykami tetracykliną, doksycykliną oraz klindamycyną. 

W badaniach wykorzystana zostanie kalorymetria różnicowa skaningowa DSC (Differential Scanning Calorimetry), która pozwala analizować zmiany energetyczne zachodzące w próbce podczas ogrzewania i chłodzenia. Dzięki temu można ocenić stabilność fizykochemiczną, strukturę i trwałość hydrożeli oraz uchwycić procesy, które w gotowym preparacie często są niewidoczne aż do momentu, gdy zaczynają być problemem. 

– Kalorymetria różnicowa skaningowa jest bardzo istotna, ponieważ umożliwia precyzyjne badanie zmian energetycznych zachodzących w próbce podczas ogrzewania lub chłodzenia – podkreśla dr Kostrzębska. 

Jak dodaje, metoda ta pozwala "zobaczyć" procesy trudne do wykrycia innymi technikami, takie jak temperatura odwodnienia hydrożelu, przemiany fazowe, rozkład termiczny składników czy możliwe interakcje między antybiotykiem a matrycą hydrożelową. Szczególnie istotna jest możliwość wykrywania nawet niewielkich przesunięć pików termicznych, które mogą świadczyć o niepożądanych reakcjach między składnikami. 

– Dzięki temu można wcześniej przewidzieć problemy ze stabilnością produktu, zanim pojawią się one w gotowym preparacie – zaznacza młoda badaczka.

Nowoczesne formy miejscowego podania leku

Projekt zakłada ocenę zmian, które mogą mieć bezpośrednie przełożenie na skuteczność i bezpieczeństwo preparatów dermatologicznych. W praktyce znaczenie może mieć na przykład zmiana lepkości, która utrudnia aplikację lub powoduje nierównomierne rozprowadzanie substancji czynnej na skórze. Problemem może być także odwodnienie, prowadzące do wysychania żelu, utraty właściwości nawilżających oraz spadku komfortu stosowania. Kolejnym ryzykiem jest destabilizacja sieci hydrożelowej skutkująca rozwarstwieniem preparatu i nierównomiernym uwalnianiem antybiotyku. Jak podkreśla dr Kostrzębska, niebezpieczne mogą być również interakcje chemiczne pomiędzy składnikami, które obniżają aktywność leku lub prowadzą do powstawania produktów degradacji o potencjalnym działaniu drażniącym. 

– Takie zmiany mogą skutkować zmniejszeniem skuteczności leczenia, zwiększeniem ryzyka podrażnień oraz obniżeniem akceptacji preparatu przez pacjentów – podsumowuje.

Ważnym elementem projektu będzie również analiza profili termicznych po długotrwałym przechowywaniu, co pozwoli ocenić wpływ warunków środowiskowych oraz zidentyfikować ewentualne zmiany fazowe i procesy destabilizacji, które ujawniają się dopiero w czasie. Wyniki zostaną wykorzystane do wyboru najbardziej stabilnych układów oraz optymalizacji formulacji bezpiecznych i skutecznych preparatów dermatologicznych. Badania wpisują się w aktualne potrzeby rynku farmaceutycznego i kosmetycznego związane z rozwojem nowoczesnych form miejscowego podania leków.

Standardy współczesnej dermatologii i kosmetologii

Potencjalnymi beneficjentami projektu będą zarówno pacjenci, jak i lekarze oraz branża wytwarzająca leki i dermokosmetyki. 

– Najwięcej korzyści z badań odniosą pacjenci, którzy w przyszłości będą mogli korzystać z preparatów o lepszej skuteczności i mniejszym ryzyku działań niepożądanych oraz dermatolodzy otrzymujący skuteczniejsze i bardziej przewidywalne narzędzia terapeutyczne – mówi dr Kostrzębska.
Jak dodaje, skorzystać mogą także producenci leków i dermokosmetyków dzięki możliwości opracowania stabilniejszych i bezpieczniejszych formulacji, a także zespoły badawcze i laboratoria projektujące nowe systemy nośnikowe dla substancji aktywnych.

W dłuższej perspektywie wyniki badań mogą przyczynić się do rozwoju nowoczesnych form leków miejscowych o kontrolowanym uwalnianiu substancji czynnych, większej trwałości i lepszej tolerancji skórnej. To kierunek, który coraz wyraźniej wyznacza standardy współczesnej dermatologii i kosmetologii.