Transdermal administration of Nanoparticles

Η διαδερμική χορήγηση φαρμάκων έχει κερδίσει μεγάλo ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια λόγω των αξιοσημείωτων πλεονεκτημάτων που παρέχει όπως η συμμόρφωση των ασθενών, η αποφυγή του μεταβολισμού πρώτης διέλευσης, το ευνοϊκό φαρμακοκινητικό προφίλ και oι δυνατότητες παρατεταμένης απελευθέρωσης. Παρ'όλα αυτά, ο σημαντικότερος περιορισμός αυτών των συστημάτων είναι η περιορισμένη διαπερατότητα της κεράτινης στιβάδας που αποτελεί το σημαντικότερο φραγμό του δέρματος, ο οποίος προστατεύει το σώμα από την εισαγωγή ουσιών από το εξωτερικό περιβάλλον. Τα συστήματα διαδερμικής χορήγησης φαρμάκου στοχεύουν στη διάσπαση/ρευστοποίηση της κεράτινης στιβάδας προκειμένου τα ενεργά φαρμακευτικά συστατικά να εισέλθουν επιτυχώς στη συστηματική κυκλοφορία. Ως εκ τούτου, τα νανοσωματίδια είναι πολλά υποσχόμενα καθώς μπορούν να λειτουργήσουν αποτελεσματικά ως ενισχυτές διαδερμικής διαπερατότητας λόγω του μικρού μεγέθους που φέρουν καθώς και άλλων φυσικοχημικών ιδιοτήτων που θα αναλυθούν διεξοδικά στην παρούσα εργασία. Εκτός από τη διερεύνηση των φυσικοχημικών παραμέτρων, θα πραγματοποιηθεί επιπλέον και σύγκριση μεταξύ των διαφόρων τύπων νανοσωματιδίων. Τονίζεται, ότι η πολυπλοκότητα της ανατομίας του δέρματος και οι ασαφείς μηχανισμοί διαδερμικής διαπερατότητας πρέπει να ληφθούν υπόψη προκειμένου να εξαχθούν ρεαλιστικά συμπεράσματα σχετικά με τον τρόπο που οι εξεταζόμενες παράμετροι επηρεάζουν τη διαπερατότητα του δέρματος. Σύμφωνα με τη γνώση των συγγραφέων, αυτή είναι η πρώτη αναφορά στη βιβλιογραφία που περιγράφει την τεχνολογία των συστημάτων διαδερμικής χορήγησης και πώς αυτή η τεχνολογία επηρεάζει τη βιολογική δραστικότητα.Transdermal administration has gained much attention over the last years due to the remarkable advantages such as patient compliance, drug escape from first-pass elimination, favorable pharmacokinetic profile and prolonged release properties. However, the major limitation of these systems is the limited skin penetration of the stratum corneum, the skin’s most important barrier, which protects the body from the insertion of substances from the outer environment. Transdermal drug delivery systems are aiming to the disruption/fluidization of the stratum corneum in order for the active pharmaceutical ingredients to enter successfully the systemic circulation. Therefore, nanoparticles are holding a great promise because they can act as effective penetration enhancers due to their small size and other physicochemical properties that will be analyzed thoroughly in this report. Apart from the investigation of the physicochemical parameters, a comparison between the different types of nanoparticles will be performed. It is highlighted that the complexity of skin anatomy and the unclear mechanisms of skin penetration should be taken into consideration in order to reach some realistic conclusions regarding the way that the described parameters affect the skin permeability. To the best of the authors knowledge, this is the first report on the literature describing the technology of transdermal delivery systems and how this technology affects the biological activity

Engineering of a graphene oxide-based two-dimensional platform for immune activation and modulation

Nanoscale-based tools for immunomodulation are expected to offer a rich battery of options for more targeted and safer approaches to achieve clinically effective manipulation of the local and systemic immune environment. In this study, we aimed to design nanoscale constructs based on graphene oxide (GO) nanosheets as platform carriers for the TLR7/8 agonist Resiquimod (R848). The non-covalent complexation of R848 molecules on the GO surface resulted in stable complexes by preserving their biological activity. The physicochemical properties, molecular quantification, as well as the overall performance of the complex were systematically investigated. We hypothesized the formation of GO:drug nano-constructs with strong colloidal stability over time, due to the strong π-π interactions between the R848 molecules and the GO surface, and identified that R848 loading efficiency consistently ranged around 75% (of starting molecules), quantified by HPLC and UV-Vis. The 2D morphology of the thin nanosheets was retained after complexation, determined by various (AFM and SEM) microscopic techniques. Based on the surface physicochemical characterization of the complexes by Raman, FTIR, XPS, and XRD, the formation of non-covalent interactions among the GO surface and the R848 molecules was confirmed. Most importantly, GO:R848 complexes did not compromise the biological activity of R848, and effectively activated macrophages in vitro. Collectively, this study demonstrates that thin GO sheets can act as platforms for the non-covalent association with small TLR7/8 agonist molecules, forming stable and highly reproducible complexes, that could be exploited as effective immunomodulatory agents