Оптимизация и оценка гастро‑расправляемой пленки из Eudragit S100 и этилцеллюлозы с использованием планирования эксперимента

Почему важна плавающая в желудке пленка

Многие люди с расстройствами пищеварения принимают лекарства, которые действуют эффективнее, если находятся в желудке в течение нескольких часов. Обычные таблетки часто покидают желудок слишком быстро, что ограничивает количество препарата, усваиваемого организмом. В этом исследовании изучается тонкая складываемая пленка, насыщенная итопридом гидрохлоридом, которая расправляется и плавает внутри желудка, оставаясь на месте достаточно долго, чтобы медленно и более эффективно высвободить лекарство.

Складывающийся лист, превращающийся в «плот» в желудке

Исследователи поставили задачу создать «гастро‑расправляемую» систему: плоскую полимерную пленку, которую можно сложить и поместить внутрь небольшой капсулы. После проглатывания оболочка капсулы растворяется, пленка набухает, расправляется и становится достаточно большой, чтобы ее было трудно вытеснить из желудка. Два ключевых ингредиента придают пленке структуру и поведение: этилцеллюлоза, распространенный материал для образования пленок, и Eudragit S100, полимер, который помогает сохранять целостность листа в кислой среде желудка. Третий компонент, триэтилцитрат, действует как пластификатор, чтобы пленка гнулась, не растрескиваясь. Цель состояла в том, чтобы подобрать эти компоненты в нужных пропорциях, чтобы пленка быстро расправлялась, оставалась целой и плавающей в течение нескольких часов и равномерно высвобождала почти весь содержащийся в ней итоприд.

Проектирование идеальной плавающей пленки

Вместо того чтобы полагаться лишь на метод проб и ошибок, команда использовала структурированный статистический подход, называемый центральным композитным планом, для планирования и анализа экспериментов. Они варьировали количество этилцеллюлозы и триэтилцитрата, сохраняя постоянной дозу итоприда и количество Eudragit S100. Для каждой формулы измеряли, сколько раз полоску пленки можно было сложить до разрыва (показатель прочности), как долго она плавала в имитированном желудочном соке и какое количество препарата высвобождалось со временем. Продвинутые методы, такие как инфракрасная спектроскопия, термический анализ, рентгеновская дифракция и электронная микроскопия, подтвердили, что препарат оставался химически стабильным, равномерно диспергировался в аморфной (не кристаллической) форме в пленке, а поверхность пленки была гладкой и без дефектов.

Оставаться на плаву и высвобождать препарат в течение часов

По результатам этих экспериментов исследователи выделили оптимизированную пленку с относительно высоким содержанием этилцеллюлозы и триэтилцитрата. Эта версия показала высокую механическую стойкость — выдерживала более сотни складываний без разрушения — и начинала плавать в среде, имитирующей желудочный сок, менее чем за минуту. После расправления она оставалась на плаву более восьми часов — периода, покрывающего типичное время пребывания в желудке при голодании и в начале пищеварения. В лабораторных тестах на высвобождение препарат доставлялся почти полностью (около 99 %) в течение 12 часов. Анализ кинетики высвобождения показал, что препарат покидал пленку за счет сочетания медленной диффузии и постепенной эрозии листа, что обеспечивает плавную, пролонгированную доставку, а не резкий выброс.

Что происходит в живых животных

Чтобы оценить поведение системы в организме, оптимизированную пленку протестировали на кроликах и сравнили с коммерческой капсулой пролонгированного действия с итопрidом. Рентгеновская визуализация с контрастной загруженной плацебо‑пленкой показала, что сложенный лист расправлялся и оставался в желудке более восьми часов, что соответствовало результатам лабораторных испытаний на плавучесть. В отдельных экспериментах, в которых измеряли уровень препарата в крови, пленка дала немного более высокую максимальную концентрацию и, что важнее, обеспечила более длительное нахождение итоприда в циркуляции. Ключевые показатели, такие как общая экспозиция препарата во времени, период полувыведения и среднее время пребывания, были улучшены по сравнению с коммерческим продуктом, хотя стандартные кривые in vitro для двух продуктов не были идентичны.

Новый способ удерживать лекарства в желудке там, где они действуют

Проще говоря, работа демонстрирует, что тщательно сконструированная плавающая в желудке пленка может удерживать прокинетический препарат, такой как итоприд, в нужном месте достаточно долго для эффективного действия, при этом сопоставляясь или слегка превосходя по общей абсорбции существующую капсулу пролонгированного действия. Пленка прочна, быстро расправляется, плавает в течение часов и стабильна при хранении. Для пациентов, которым требуется длительный контроль симптомов, таких как рефлюкс и замедленное опорожнение желудка, такие гастроретенционные пленки могут обеспечить более надежное облегчение и потенциально снизить частоту приемов, предлагая практическую альтернативу традиционным препаратам длительного действия в форме таблеток и капсул.

Цитирование: Dass, R., Rani, P., Verma, V. et al. Optimization and evaluation of gastro-expandable film of Eudragit S100 and ethylcellulose by using the design of experiment. Sci Rep 16, 10735 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45540-y

Ключевые слова: гастроретенционная лекарственная форма, плавающая желудочная пленка, итоприд, пролонгированное высвобождение, план эксперимента