PREPARATION OF LIPID NANOCARRIER FORMULATIONS AND CYTOTOXICITY STUDIES OF DONEPEZIL

Year 2024, , 470 - 478, 20.05.2024

Emine Selin Demir , Emre Özgenç , Evren Gündoğdu

https://doi.org/10.33483/jfpau.1400158

Abstract

Objective: Our research endeavors to discover innovative formulations for the pharmaceutical component of radiopharmaceuticals, which are used to diagnose Alzheimer's disease. Our approach involves the incorporation of Donepezil, a proven active ingredient, into lipid-based nanocarrier systems. Additionally, we have conducted a comprehensive study on the cytotoxicity of Donepezil as a vital aspect of our research.
Material and Method: Two distinct techniques were employed in creating nanocarrier formulations: emulsion and sonication. Malvern Zeta Sizer measurements were conducted to assess the properties of the prepared formulations. In addition, the cell proliferation kit II (XTT) was used to evaluate the cytotoxicity of the active ingredient Donepezil.
Result and Discussion: Formulations with particle sizes ranging from 100-200 nm have been selected based on the results of characterization studies. Cytotoxicity assays have shown that amounts of Donepezil (50, 100, 500, 1000, 2000, and 5000 µg/ml) are biocompatible. These findings confirm the optimal formulation parameters for producing high-quality Donepezil-based pharmaceutical products. The characterization studies of the prepared formulations have shown that they have the potential to be used in the diagnosis of Alzheimer's disease.

Keywords

Characterization studies, cytotoxicity studies, donepezil, drug delivery systems

DONEPEZİL'İN LİPİD NANO TAŞIYICI FORMÜLASYONLARININ HAZIRLANMASI VE SİTOTOKSİSİTE ÇALIŞMALARI

Abstract

Amaç: Araştırmamızın amacı Alzheimer hastalığının teşhisinde kullanılan radyofarmasötiğin farmasötik bileşeni için yenilikçi formülasyonlar geliştirmektir. Bu hedefi gerçekleştirmek için lipit bazlı nanotaşıyıcı sistemler geliştirdik ve Donepezil aktif bileşen olarak lipid bazlı nanotaşıyıcı sistemlere dahil edildi. Ayrıca çalışmamızın önemli bir parçası olarak Donepezilin sitotoksisitesine ilişkin değerlendirmeler yapıldı
Gereç ve Yöntem: Nanotaşıyıcı formülasyonların oluşturulmasında emülsiyon ve sonikasyon olmak üzere iki farklı teknik kullanıldı. Hazırlanan formülasyonların özelliklerini değerlendirmek için Malvern Zeta Sizer ölçümleri yapıldı. Ayrıca Donepezil etken maddesinin sitotoksisitesini değerlendirmek için hücre proliferasyon kiti (XTT) kullanıldı.
Sonuç ve Tartışma: Karakterizasyon çalışmalarının sonuçlarına göre partikül boyutları 100-200 nm arasında değişen formülasyonlar seçilmiştir. Sitotoksisite analizleri, Donepezil'in 50, 100, 500, 1000, 2000 ve 5000 µg/ml aktif madde konsantrasyonlarının biyolojik olarak uyumlu olduğunu göstermiştir. Bu bulgular, yüksek kaliteli Donepezil bazlı farmasötik ürünler üretmek için en uygun formülasyon parametrelerini doğrulamaktadır.
Hazırlanan formülasyonların karakterizasyon çalışmaları Alzheimer hastalığının tanısında kullanılma potansiyeline sahip olduklarını göstermiştir. Formülasyonlara eklenecek Donepezil etken maddesinin optimal miktarı belirlenmiş ve biyouyumluluk açısından uygun bulunmuştur.

Keywords

Donepezil, ilaç taşyıcı sistemler, karakterizasyon çalışmaları, sitotoksisite çalışmaları

References

• 1. Alzheimer’s Disease International World Alzheimer Report 2019. Attitudes to dementia 2019. (2019). Retrieved January 12, 2023, from https://www.alz.co.uk/research/WorldAlzheimerReport2019.pdf.
• 2. Greig, S.L. (2015). Memantine ER/Donepezil: A review in Alzheimer’s disease. CNS Drugs, 29, 963970. [CrossRef]
• 3. Atri A. (2011). Effective pharmacological management of Alzheimer's disease. The American Journal of Managed Care, 17(13), 346-355.
• 4. Yasir, M., Sara U.V.S., Chauhan, I., Gaur, P.K., Singh, A.P., Puri, D., Ameeduzzafar. (2018). Solid lipid nanoparticles for nose-to-brain delivery of donepezil: formulation, optimization by Box-Behnken design, in vitro and in vivo evaluation. Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 46(8), 1838-1851. [CrossRef]
• 5. Areosa, S.A., Sherriff, F., McShane, R. (2003). Memantine for dementia. Cochrane Database of Systematic Reviews, 20, 154-160. [CrossRef]
• 6. Xie, Z., Liao, Q., Xu, X., Yao, M., Wan, J., Liu, D. (2006). Rapid and sensitive determination of donepezil in human plasma by liquid chromatography/tandem mass spectrometry: Application to a pharmacokinetic study. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 20(21), 3193-3198. [CrossRef]
• 7. Galli, A., Mori, F., Benini, L., Cacciarelli, N. (1994). Acetylcholinesterase protection and the anti-diisopropylfluorophosphate efficacy of E2020. European Journal of Pharmacology, 270(2-3), 189-193. [CrossRef]
• 8. Nochi, S., Asakawa, N., Sato, T. (1995). Kinetic study on the inhibition of acetylcholinesterase by 1-benzyl-4-[(5,6-dimethoxy-1-indanon)-2-yl]methylpiperidine hydrochloride (E2020). Biological & Pharmaceutical Bulletin, 18(8), 1145-1147. [CrossRef]
• 9. Agrawal, M., Saraf, S., Saraf, S., Antimisiaris, S.G., Hamano, N., Li, S.D., Chougule, M., Shoyele, S.A., Gupta, U., Ajazuddin, Alexander, A. (2018). Recent advancements in the field of nanotechnology for the delivery of anti-Alzheimer drugs in the brain region. Expert Opinion on Drug Delivery, 15(6), 589-617. [CrossRef]
• 10. Carvalho, F.C., Campos, M.L., Peccinini, R.G., Gremião, M.P. (2013). Nasal administration of liquid crystal precursor mucoadhesive vehicle as an alternative antiretroviral therapy. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 84(1), 219-227. [CrossRef]
• 11. Zoeller, T., Sandra, K. (2007). Simplified biorelevant media for screening of dissolution performance of poorly soluble drugs. Dissolution Technologies, 14, 8-13. [CrossRef]
• 12. Sozio, P., Cerasa, L.S., Marinelli, L., Di Stefano, A. (2012). Transdermal donepezil on the treatment of Alzheimer's disease. Neuropsychiatric Disease and Treatment, 8, 361-368. [CrossRef]
• 13. Ruela, A.L., Carvalho, F.C., Pereira, G.R. (2016). Exploring the phase behavior of monoolein/oleic acid/water systems for enhanced donezepil administration for Alzheimer's disease treatment. Journal of Pharmaceutical Sciences, 105(1), 71-77. [CrossRef]
• 14. Stevenson, C.L., Bennett, D.B., Lechuga-Ballesteros, D. (2005). Pharmaceutical liquid crystals: the relevance of partially ordered systems. Journal of Pharmaceutical Sciences, 94(9), 1861-1880. [CrossRef]
• 15. Carvalho, F.C., Sarmento, V.H., Chiavacci, L.A., Barbi, M.S., Gremião, M.P. (2010). Development and in vitro evaluation of surfactant systems for controlled release of zidovudine. Journal of Pharmaceutical Sciences, 99(5), 2367-2374. [CrossRef]
• 16. Özge, A.M., Genç, R. (2016). Floresans karbon nanoparçacıkların yeşil sentezi ve pasivasyon ajanının molekül ağırlığının nanoparçacık özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 1(2), 123-134.