Inventário de aplicações do polietilenoglicol na área médica

Polietilenoglicol (PEG) é um polímero hidrofílico de pH neutro, não tóxico, altamente solúvel em água, com uma estrutura de cadeia linear ou ramificada. O PEG é o polímero com o menor nível de absorção de proteína e célula entre todos os polímeros conhecidos até o momento. Devido à sua não toxicidade e boa biocompatibilidade, o PEG foi aprovado pelo FDA como um polímero para injeção in vivo.

Aplicação em farmácia

O polietilenoglicol tem sido amplamente utilizado no campo da farmácia. Devido ao seu grau diferente de polimerização, o peso molecular do polietilenoglicol é geralmente entre 200-35000, e sua fórmula química é HO(CH2CH2O)nH. Na farmácia, o polietilenoglicol pode ser usado principalmente como solvente de fármacos, aditivo ou excipiente de fármacos, plastificante e agente formador de poros, carreador de fármacos, material modificado e intensificador de penetração, etc.

Polietilenoglicol (PEG) como solvente de fármacos

1. Injeção

Soluções aquosas de PEG200-600 de diferentes concentrações são bons solventes que podem melhorar a solubilidade de medicamentos pouco solúveis e têm um efeito estabilizador em medicamentos instáveis ​​em água, portanto, podem ser usados ​​como solventes de injeção.

2. Colírio

Usando PEG400 como solvente, colírios de indometacina podem ser feitos, e a prescrição de PEG400 é melhor do que a prescrição de Span80. Além disso, o PEG pode ser usado como espessante em colírios para aumentar a viscosidade e prolongar o tempo de residência do medicamento no olho, aumentando assim a eficácia e reduzindo a irritação.

Polietilenoglicol como aditivo ou excipiente

1. Co-solvente

O polietilenoglicol pode formar um co-solvente com água em aditivos líquidos para melhorar a solubilidade de medicamentos pouco solúveis.

2. Ligantes e lubrificantes

PEG4000 e PEG6000 são ligantes e lubrificantes solúveis em água comumente usados ​​em comprimidos. Os grânulos feitos com polietilenoglicol como ligante têm boa conformabilidade e os comprimidos não endurecem, o que é adequado para granulação de materiais solúveis em água ou insolúveis em água.

3. Estabilizadores

Por exemplo, o polietilenoglicol pode ser adicionado a formas de dosagem líquidas de medicamentos proteicos para alterar as propriedades da proteína e aumentar sua estabilidade. Altas concentrações de PEG são frequentemente usadas como crioprotetores e precipitantes/cristalizadores para proteínas, e podem interagir com as cadeias hidrofóbicas de proteínas. Estudos mostraram que PEGs de diferentes pesos moleculares têm efeitos diferentes. Por exemplo, PEG300 em uma concentração de 0,5% ou 2% pode inibir a agregação do fator de crescimento de queratinócitos humanos recombinantes; PEG200, 400, 600 e 1000 podem estabilizar BSA e lisozima.

Polietilenoglicol como carreador de fármacos

1. Matriz

Misturas de PEG apropriadas (como quantidades iguais de PEG300 e PEG500) têm uma certa consistência de pasta, o que as torna com boa solubilidade em água e boa compatibilidade com medicamentos, e podem ser usadas como uma matriz solúvel em água para pomadas. Suas vantagens são: PEG não causa alergias na pele, é estável e não se deteriora. PEG macio aplicado na superfície da pele não afeta a transpiração humana. Como o PEG não é eletrolisado, seu valor de pH pode ser ajustado para qualquer valor necessário para atender às necessidades humanas.

2. Materiais de dispersão sólida

Como o PEG tem boa solubilidade em água e pode ser dissolvido em uma variedade de solventes orgânicos, ele pode dispersar certos medicamentos em um estado molecular, evitando assim a agregação do medicamento. Portanto, em materiais de dispersão sólida, o PEG pode ser usado como um material transportador solúvel em água para aumentar a taxa de dissolução dos medicamentos. O PEG também pode ser usado como um material transportador para dispersões sólidas de liberação sustentada. Por exemplo, usando o método de fusão, o medicamento é dissolvido no PEG fundido e a solução do medicamento é carregada em uma cápsula dura. A solução do medicamento solidifica à temperatura ambiente e o medicamento é liberado lentamente de acordo com o mecanismo de dissolução, portanto, tem um efeito de liberação sustentada. Além disso, diferentes conteúdos de PEG também formarão diferentes tipos de dispersões sólidas.

3. Nano-micelas poliméricas

Micelas de polímero são estudadas principalmente como micelas de homopolímero e copolímero. Por exemplo, o polietilenoglicol pode ser usado para formar a região hidrofílica de copolímeros de bloco anfifílicos, e os materiais hidrofóbicos na região hidrofóbica, juntamente com PEG, formam vários polímeros anfifílicos dibloco ou tribloco, que podem formar várias micelas e expandir a faixa de carga do fármaco.

Por exemplo, após a copolimerização de PCL e polietilenoglicol, a hidrofilicidade das partículas de PCL pode ser aumentada para formar copolímeros anfifílicos, o que altera as propriedades de esferificação do polímero. O copolímero anfifílico é carregado com fármacos para formar nanomicelas. Os grupos hidrofóbicos do copolímero melhoram o desempenho de carregamento do sistema para fármacos solúveis em óleo, como o paclitaxel, enquanto os grupos hidrofílicos melhoram a solubilidade em água do paclitaxel.

4. Materiais modificados

Quando o polietilenoglicol é usado como um material modificado, ele pode ser usado para modificar medicamentos para mudar as propriedades da ação do medicamento, e também pode ser usado para modificar transportadores de medicamentos para melhorar o desempenho dos transportadores originais. A modificação estrutural usando PEG pode melhorar as seguintes propriedades dos medicamentos:

(1) Aumentar a estabilidade e reduzir a degradação enzimática;

(2) Melhorar as propriedades farmacocinéticas, como prolongar a meia-vida plasmática, reduzir a concentração máxima do fármaco no sangue e reduzir as flutuações da concentração do fármaco no sangue;

(3) Reduzir a imunogenicidade e a antigenicidade;

(4) Reduzir a toxicidade e melhorar a atividade in vivo;

(5) Melhorar a distribuição do fármaco no corpo e aumentar o direcionamento;

(6) Reduzir a frequência da medicação e melhorar a adesão do paciente.

1. Medicamentos proteicos modificados

O polietilenoglicol pode ser quimicamente modificado por ligação covalente a proteínas. A modificação de PEG de proteína pode alterar as propriedades bioquímicas de proteínas, incluindo tamanho molecular, hidrofobicidade e carga, aumentando assim a solubilidade em água e a estabilidade das proteínas. Além disso, também pode reduzir a imunogenicidade de proteínas, melhorar a eficácia e a segurança de medicamentos, etc. A modificação de PEG de proteínas pode ser realizada em grupos amino, tiol ou carboxila de proteínas.

2. Transportadores de fármacos modificados

Preparação e estudo de liberação de fármaco in vitro de complexos moleculares de poliamida-amina modificada por polietilenoglicol (PAMAM)-metotrexato (MTX). O PEG funcionalizado é conectado ao grupo amino na superfície do PAMAM por meio de uma ligação amida. A toxicidade hemolítica do PAMAM PEGilado é investigada, e complexos PAMAM-PEG/MXT são preparados. A quantidade máxima de complexo é determinada, e o comportamento de liberação de fármaco in vitro dos complexos em diferentes soluções tampão e plasma e a estabilidade sob diferentes condições de armazenamento são investigados. Finalmente, de acordo com os resultados experimentais, foi descoberto que, em comparação com o PAMAM, a toxicidade hemolítica do PAMAM-PEG foi significativamente reduzida, e teve um certo efeito de liberação sustentada, que deve se tornar um novo material de transporte de fármaco.

3. Modificação de medicamentos de pequenas moléculas

Além de ser usado para modificar proteínas, carreadores e outras substâncias macromoleculares, muitos medicamentos orgânicos de pequenas moléculas também estão gradualmente usando a tecnologia de modificação de PEG. Por exemplo, alguns medicamentos de pequenas moléculas são modificados com polietilenoglicol. O diclorotionil é usado como um agente de acoplamento. Depois que o medicamento de pequena molécula é cloroformilado, ele é ligado ao polietilenoglicol com uma ligação lipídica degradável. Os resultados mostram que esse método melhora o rendimento do produto modificado alvo, e a solubilidade em água do ácido nicotínico modificado por PEG é melhorada.