Lipozomální lékové formy pro topické využití

Kožní povrch je hlavním místem pro topickou a transdermální aplikaci léčiv. Hluboká kožní vrstva stratum corneum však představuje účinnou bariéru pro průnik xenobiotik včetně léčiv přes neporušenou kůži do vnitřního prostředí. Hledání cest ke zvýšení kožní prostupnosti pro topické přípravky vedlo k širšímu využití vezikulárních lékových forem, které přinesly značný pokrok zprvu v oblasti dermatologických a kosmetických přípravků a později i v dalších oborech. Mezi základní vezikulární formy patří lipozomy a niozomy. V transdermálních terapeutických systémech (TTS) se využívají též prolipozomy a proniozomy. Vezikulární systémy pronikají do kůže transcelulárními a intercelulárními cestami, podle současných znalostí však mají důležitou roli také kožní adnexa, jako jsou vlasové folikuly, mazové žlázy a potní kanálky. Lipozomální formy zlepšují účinnost aplikovaných látek tím, že zvyšují schopnost látky penetrovat do stratum corneum („enhancement“), a ovlivňují také retenci neboli akumulaci léčiva v této vrstvě. Průnik do hlubokých vrstev kůže zvyšuje i samotná přítomnost lipozomů nebo fosfatidylcholinu v léčivém přípravku. Jako příklad využití lipozomů a jejich membránových komponent v topické léčbě je v tomto článku podrobněji popsána lipozomální léková forma heparinu a ketoprofenu.

Úvod

Kůže jako významná tělesná struktura plní řadu fyziologických funkcí, především tvoří bariérové rozhraní mezi vnějším okolím a vnitřním prostředím organismu. Kožní povrch je hlavním místem pro topickou a transdermální aplikaci léčiv nejen v dermatologii a kosmetice, ale i v řadě dalších lékařských oborů, jako je revmatologie, endokrinologie apod. Mezi výhody této aplikační cesty bezesporu patří trvalý a rovnoměrný přísun léčiva, vyloučení first-pass efektu, relativně nízký výskyt nežádoucích účinků a lepší pacientova compliance než u perorálních či injekčních přípravků.

Hluboká kožní vrstva stratum corneum však představuje účinnou bariéru pro průnik xenobiotik včetně léčiv přes neporušenou kůži do vnitřního prostředí. Stratum corneum obsahuje lipidovou matrix složenou z ceramidů, volných mastných kyselin, cholesterolu a dalších lipoidních komponent, která je hlavní příčinou jeho nízké permeability. I přes významný pokrok ve vývoji topických lékových forem a optimalizaci jejich komponent je širší využití kožního povrchu pro aplikaci léčiv limitováno nízkou prostupností obsahových látek do hlubších vrstev kůže.

Hledání možností zvýšení kožní prostupnosti pro topické přípravky vedlo k využití různých fyzikálně-chemických přístupů jako iontoforézy, elektroforézy nebo léčebných náplastí [1–3], zejména však k zavádění vezikulárních lékových forem, které přinesly značný pokrok zprvu v oblasti dermatologických a kosmetických přípravků a později i v revmatologii, endokrinologii a dalších oborech [4]. Je zdánlivým paradoxem, že právě tyto korpuskulární formy jsou schopny výraznou měrou zvýšit propustnost stratum corneum, a tím zvyšovat účinnost aplikovaných léčiv.

Vezikulární topické systémy

Mezi základní vezikulární formy patří lipozomy [4, 5] a niozomy [4, 6]. Další vývoj v oblasti vezikulárních přípravků, především určených pro transdermální terapeutické systémy (TTS), přinesl zavedení prolipozomů a proniozomů [7, 8] jako určitých prekurzorů, z nichž vznikají lipozomy a niozomy prostou hydratací. Výhodou vezikulárních forem je především jejich netoxičnost daná blízkou příbuzností složení vezikul s přirozenými strukturami organismu, dále snadná biodegradabilita a amfifilní chování molekul tvořících jejich stěny. Jejich efektivita je však ve značné míře závislá na složení a počtu lipidových lamel, na elektrickém náboji a na dalších fyzikálně-chemických vlastnostech vezikul.

Transport vezikulárních forem do kůže

Za hlavní způsob transportu vezikulárních systémů do kůže se donedávna pokládal průnik transcelulárními a intercelulárními strukturami. Podle dnešních názorů [9, 10] hrají důležitou roli také kožní adnexa. Vezikuly poměrně snadno prostupují do kůže i přes jednotku sestávající z vlasových folikulů a mazových žláz a rovněž přes potní kanálky. Bylo prokázáno, že buňky mazových žlázek mají vyšší permeabilitu než buňky stratum corneum. Výstelka folikulárního duktu je bohatá na lipidy, vezikuly pronikají do vlasového folikulu invaginovanou vrstvou stratum corneum a mohou poměrně snadno dodávat inkorporovaná léčiva do buněk mazových žlázek a touto cestou i do vlasového kmene.

Do vlasu mohou pronikat látky uvolněné z vezikul, např. malé molekuly nebo i geny, rovněž přímou permeací. V souvislosti s těmito nálezy se otvírají možnosti využití genové a molekulární terapie při poruchách růstu vlasů a při obnově vlasového porostu, zábraně vypadávání vlasů nebo k ovlivnění barvy vlasů [10, 11].

Lipozomy

Lipozomální lékové formy pro topické využití mají dlouhou tradici. První využití lipozomů v aplikaci léčiv na kůži bylo popsáno Mezeim a Gulasekharamem na počátku 90. let [12, 13]. V následujících desetiletích byly lipozomy a další vezikulární formy zavedeny do mnoha dermatologických a kosmetických přípravků s cílem zlepšit transport lokálně aplikovaných léčiv do hlubokých vrstev kůže, a tím zvýšit jejich účinnost [14–18].

Většina lipofilních léčiv zabudovaných do lipozomů se ukládá v epidermis a vytváří poměrně vysoké koncentrace ve stratum corneum. Tato vlastnost je nazývána „drug localizing effect“. Úloha lipozomů v penetraci inkorporovaných léčiv je však nejednoznačná.

V experimentálních studiích na zvířatech bylo zjištěno, že např. inkorporace progesteronu do lipozomů složených z vaječného fosfatidylcholinu nebo dipalmitoyl- fosfatidylcholinu řádově snížila permeaci látky do kůže ve srovnání s nelipozomálním přípravkem [19], zatímco penetrace triamcinolon acetonidu z lipozomální formy byla až 17krát vyšší než z kontrolní nelipozomální formulace [20].

Vliv lipozomální formy na transport léčiv do cílové tkáně je nutno posuzovat ze dvou aspektů: prvním z nich je retenční účinek, tj. schopnost akumulovat látku ve stratum corneum. Druhým aspektem je zesilující účinek, tj. zvýšení penetrace látky do stratum corneum. Tento efekt je velmi silně vyznačen u některých látek, jako jsou makromolekulární substance nebo nefrakcionovaný heparin, které jinak pro svůj elektrický náboj nebo velikost molekuly penetrují minimálně.

Mechanismus tohoto „enhancementu“ zatím není přesně znám. Efekt je závislý především na lipidovém složení lipozomu, na jeho lamelaritě a povrchovém náboji. Velikost částic má zřejmě pro penetraci léčiva méně významnou úlohu. Zdá se, že menší částice o velikosti < 200 nm paradoxně pronikají do kůže hůře než lipozomy o větším průměru [21]. Příčinou je zřejmě rychlá dezintegrace malých lipozomů při kontaktu s kožním povrchem a vytvoření lipidového filmu, který pak omezuje transport hydrofilních částic do kůže.

Studie mechanismu účinku lipozomů na molekulární úrovni ukázaly, že v kontaktu s kožním povrchem dochází k „budding“ (pučení) lipozomální membrány, které zřejmě způsobuje částečné mísení molekul lipoidní dvojvrstvy lipozomu s intracelulárními lipidy ve stratum corneum. Tím dochází ke změně hydratace, a tudíž i struktury lipidových lamel. Následně se zvyšuje permeace lipofilních léčiv do stratum corneum a difuze hydrofilních léčiv do mezilamelárních prostor. Někteří autoři rovněž předpokládají, že určité typy lipozomů s dostatečně deformovatelnou strukturou mohou pronikat přes stratum corneum v intaktní formě, k jejich dezintegraci by pak docházelo až v hlubších vrstvách kůže [22, 23].

Ze studie Vermy a kol. [24] vyplynula další zajímavá skutečnost, že lipozomy složené z fosfatidylcholinu nejen zvyšují transport léčiv enkapsulovaných do jejich nitra, ale i jejich prostá přítomnost v lékové formě signifikantně zvyšuje průnik volných neinkorporovaných hydrofilních léčiv do hlubších vrstev kůže.

Niozomy

Skupinami Hoffmana [25] a Ciottiho a Weinera [26] byly vyvinuty nové lipozomální formy, a to neionizované lipozomy neboli niozomy [6]. Ukazují se jako vhodná alternativa k lipozomům, neboť nemají některé jejich nevýhody, jako je chemická nestálost, variabilní čistota a složení fosfatidylcholinu použitého k přípravě.

Bylo prokázáno, že tyto formy usnadňují transport inkorporovaných léčiv do vlasových folikulů a mazových žláz. Mají v těchto strukturách vyšší účinnost než konvenční jednodušší formulace, neboť nekapsulované molekuly jsou vychytány buňkami stratum corneum a nedostávají se v dostatečné koncentraci do folikulů. U některých látek, avšak nikoliv u všech dosud testovaných, byla prokázána schopnost zvyšovat penetraci do hlubších vrstev kůže, a tím i léčebný účinek. Např. niozomální forma minoxidilu měla signifikantně větší vliv na růst vlasů než klasické topické formy [26].

Niozomy zvyšují permeaci látek přes kůži a jsou využitelné jako jedny z nejvhodnějších nosičů pro transdermální terapeutické systémy [6, 26–28]. Mechanismus jejich zesilujícího vlivu na permeabilitu je dosud diskutován, zřejmě se chovají jako neionální detergenty, např. Tween apod. Modifikují strukturu stratum corneum tak, že napomáhají fluidizaci lipoidních domén, čímž rozvolňují mezibuněčnou lipoidní bariéru. Byla také prokázána jejich fúze s povrchovými strukturami kůže [29].

Praktické využití lipozomů a jejich membránových komponent v topických přípravcích

Heparin

Konvenční nefrakcionovaný heparin (Mr 6 000–300 000) patří vzhledem ke svým fyzikálně-chemickým vlastnostem mezi látky, které velmi obtížně přestupují přes stratum corneum a dosahují velmi nízkých koncentrací v hlubších vrstvách kůže. Heparin aplikovaný na neporušenou kůži proniká do epidermis a ukládá se především v základní pojivové substanci podkožní tkáně. Systémový účinek se při místní aplikaci neprojevuje.

Topická aplikace nefrakcionovaného heparinu může být výhodně využívána k léčbě povrchových tromboflebitid, mikrovarixů, hematomů a dalších afekcí, u nichž lze očekávat příznivé uplatnění jeho antikoagulačního, antitrombotického a protizánětlivého účinku. Klasické přípravky s heparinem v gelovém nebo masťovém základu vesměs nedosahují očekávané účinnosti.

Akumulace nefrakcionovaného heparinu v hlubokých vrstvách kůže se výrazně zvyšuje při jeho inkorporaci do lipozomů, jejichž základ tvoří fosfatidylcholin (lecitin) [30]. Kupříkladu ve studii Betze a kol. [31] zvyšovala inkorporace konvenčního heparinu do lipozomů jeho akumulaci v kůži 8,2krát oproti kontrolní nelipozomální formulaci. Nízkomolekulární heparin tento efekt nevykazoval.

V posledních letech bylo provedeno několik klinických studií, které byly zaměřeny na účinnost a snášenlivost lipozomální formy heparinu u pacientů se superficiální venózní trombózou (SVT). Studie porovnávající terapeutickou účinnost heparinu aplikovaného jako lipozomální spray/gel s heparinem ve formě klasického gelu u SVT ukázaly vysoce významný rozdíl ve prospěch uvedené nové formy aplikace [32]. Studie věnované srovnání účinnosti heparinu v lékové formě spray/gel s nízkomolekulárním heparinem (LMWH) aplikovaným subkutánně potvrdily přinejmenším srovnatelný terapeutický efekt u SVT při menším výskytu lokálních nežádoucích reakcí a dobré lokální snášenlivosti [33, 34]. Zatímco u LMWH se občas vyskytují alergické reakce i vážnějšího rázu, po užití spraye/gelu tato nežádoucí reakce popsána nebyla. Nežádoucí reakce pozorované po s.c. aplikaci LMWH, jako je zarudnutí nebo petechie v místě vpichu, se rovněž po aplikaci heparinu (spray/gel) nevyskytly. V obou skupinách se však bohužel u jistého počtu pacientů rozvinula hluboká žilní trombóza (DVT), rozdíl mezi skupinami nebyl signifikantní. I přes nesporný terapeutický přínos heparinu inkorporovaného do lipozomů je riziku výskytu DVT při aplikaci heparinu v lékové formě spray/gel nutno věnovat potřebnou pozornost.

Lipozomální forma heparinu

Na našem trhu je lipozomální forma heparinu zastoupena přípravkem Viatromb Forte Spray Gel 2400 IU/g. Tento přípravek se osvědčil u superficiálních flebitid, mikrovarixů a řady dalších indikací, jako jsou varixy, ulcus cruris, postflebitický syndrom, povrchové hematomy posttraumatického i jiného původu, edémy při alteraci žilního návratu i způsobené kontuzí, distorzí či tendovaginitidou. Je tedy významným přínosem v lokální léčbě poruch povrchového žilního systému.

Heparin je v preparátu inkorporován do vezikul tvořených sójovým lecitinem (fosfatidylcholinem), který vedle vyšší transdermální penetrace heparinu, a tudíž jeho vyšší účinnosti zajišťuje i velmi dobrou kožní kompatibilitu vzhledem k přirozenému složení [35].

Studie s měřením kožní mikrovaskulární perfuze laserovou-dopplerovskou metodou [36] prokázaly zvýšení biologické dostupnosti heparinu. Velmi dobré výsledky přineslo i sledování změn endoteliální aktivity (EA) po acetylcholinové iontoforéze. Studie skupiny Artmanna a kol. [30, 32] ukázaly, že při aplikaci lipozomálního heparinu ve formě spray/gel se zvyšuje biologická dostupnost účinné látky na více než trojnásobek oproti konvenčním gelům. Biologická dostupnost byla vyjadřována pomocí sledování mikrocirkulace. Potvrdily se tak dřívější experimentální předpoklady [30–32], že při aplikaci léčiv v lipozomální lékové formě se může významně zvýšit penetrace i velkých polárních molekul léčiv přes stratum corneum včetně stratum conjunctum, které za normálních podmínek plní funkci bariéry pro polární molekuly léčiv.

Kontraindikací léčby lipozomálním heparinem je výskyt hemoragických poruch a hypersenzitivita na heparin nebo pomocné látky obsažené v přípravku. Po lokální kožní aplikaci však nebyly dosaženy systémové terapeuticky účinné dávky. Při současném nebo předcházejícím nanášení na jedno místo s přípravky obsahujícími kyselinu salicylovou může být zvýšeno riziko vzniku lokální purpury.

Na základě dosavadních zkušeností s lipozomální formou heparinu je možno říci, že svým terapeutickým účinkem výrazně předčí klasické heparinové preparáty a představuje i vhodnou moderní alternativu k systémovému podání LMWH u superficiálních tromboflebitid i k topické léčbě dalších poruch povrchového žilního systému vzniklých na zánětlivém nebo traumatickém podkladě.

Ketoprofen

Řada studií ukázala, že průnik léčiv do hlubších vrstev kůže včetně stratum corneum se zvyšuje nejen enkapsulací do lipozomů, ale i prostou přítomností lipozomů připravených na bázi fosfatidylcholinu nebo i samotného fosfatidylcholinu v lékové formě [4, 6, 37], aniž by léčiva byla inkorporována do vezikul. Tohoto fenoménu se využívá u některých přípravků s protizánětlivým a analgetickým účinkem, např. u ketoprofenu.

Ketoprofen patří mezi nejčastěji předepisované nesteroidní protizánětlivé látky (NSAID), přičemž pro léčbu bolestivých afekcí měkkých tkání zánětlivého i nezánětlivého původu je výhodná jeho topická aplikace. Klasické preparáty obsahující ketoprofen v gelovém nebo masťovém základu působí povrchově, prakticky nepřestupují přes stratum corneum. K systémovým účinkům proto prakticky nedochází. Je-li v základu topické formy použit lecitin, slouží zde jednak jako lipoidní solvens pro ketoprofen a současně je gelotvornou složkou přípravku. Dochází ke zlepšení jeho vlastností ve smyslu zvýšení biologické dostupnosti, zlepšení farmakokinetických vlastností, a tím i účinnosti.

Preklinické i klinické studie prokázaly u formulací ketoprofenu s lecitinem částečnou penetraci účinné látky přes stratum corneum [38–40], čímž se dosahovalo silnějšího analgetického a antiflogistického účinku než u jiných lokálních přípravků s ketoprofenem neobsahujících lecitin. Přípravek je navíc místně tolerován lépe než klasické topické přípravky.

Nová léková forma ketoprofenu (Prontoflex 10% Spray) je velmi dobrým příkladem využití výhodných vlastností fosfatidylcholinu v topických přípravcích pro zvýšení penetrace volného léčiva do hlubších vrstev kůže. Roztok obsahuje kombinaci ketoprofenu se sójovým lecitinem (75% roztok v bezvodém etanolu) a s dalšími pomocnými látkami.

Je indikován k lokální léčbě poranění pohybového aparátu (kontuze, distorze), pooperačních stavů s projevy otoku či zánětu, k místní léčbě zánětlivých a degenerativních onemocnění pohybového aparátu, bolestivých stavů páteře, mimokloubního revmatismu a zánětů žil, mízních uzlin a cév.

Po aplikaci přípravku s ketoprofenem se občas mohou vyskytnout příznaky lokální kožní reakce jako zarudnutí, svědění nebo pálení. Výjimečně byly pozorovány reakce typu eczema bullosum. Alergické reakce mohou zahrnovat kožní projevy a potenciální fotosenzitivitu. U pacientů s přecitlivělostí na kyselinu acetylsalicylovou a další NSAID je možný výskyt astmatického záchvatu

Fototoxické reakce ve formě dermatitidy jsou sice řídké, mohou se však vyskytnout [41–44]. Existuje i zkřížená fotosenzibilita s látkami podobné struktury, např. s kyselinou tiaprofenovou, fenofibrátem nebo benzofenonem. Vzhledem k riziku fotosenzitivity se pacienti léčení ketoprofenem nemohou vystavovat přímému slunečnímu záření ani ultrafialovému záření solária a v průběhu léčby a 2 týdny po ukončení léčby musí být léčená místa překryta oděvem.

Závěr

Topické lipozomální přípravky nacházejí významné uplatnění v dermatologii a v léčebné kosmetice, dále v revmatologii, traumatologii a jiných lékařských oborech.

Díky jejich schopnosti vnášet enkapsulované léčivo do hlubších vrstev kůže s následnou akumulací ve stratum corneum lze dosáhnout signifikantně vyššího lokálního terapeutického účinku a současně i vyšší bezpečnosti aplikovaných léčiv ve srovnání s konvenčními topickými formulacemi. Proto je další vývoj léčivých přípravků připravovaných na základě lipozomů a dalších vezikulárních systémů nanejvýš žádoucí.

Lipozomální heparin v léčbě mikrovarixů

MUDr. Sabina Švestková

Dermatovenerologická klinika FN Brno

Měli jsme možnost sledovat účinnost lipozomální formy heparinu (Viatromb Forte Spray Gel) v léčbě mikrovarixů u souboru 30 pacientek během třítýdenní aplikace a zhodnotit i snášenlivost léčiva a výskyt nežádoucích účinků.

Metodika

Sledovali jsme soubor náhodně vybraných 30 žen, které navštívily naši ambulanci s projevy chronické žilní insuficience (CVI – chronic venous insufficiency) na dolních končetinách. Průměrný věk pacientek byl 40,2 let. Průměrná doba trvání výskytu mikrovarixů byla 9,8 roku.

Všechny pacientky měly projevy C1 (dle CEAP: C1 – teleangiektazie nebo retikulární varixy). Lokalizace mikrovarixů a retikulárních varixů, které byly ošetřovány lipozomální formou heparinu, byla následující:

stehno – 18 pacientek (60 %)

podkolenní jamka – 6 pacientek (20 %)

lýtko – 3 pacientky (10 %)

kotník – 3 pacientky (10 %).

Pacientky udávaly v souvislosti s onemocněním žilního systému tyto subjektivní potíže:

těžké nohy – 26 pacientek (87 %)

unavené nohy – 22 pacientek (73 %)

noční křeče – 12 pacientek (40 %).

Bez subjektivních potíží bylo 6 pacientek (20 %).

Po dobu 3 týdnů používaly pacientky lipozomální formu heparinu na vybranou lokalitu a aplikaci prováděly 3krát denně. Poté bylo při kontrole na naší ambulanci provedeno zhodnocení změn mikrovarixů na základě klinického obrazu a fotodokumentace pořízené při vstupním vyšetření. Kvantitativně byla hodnocena regrese velikosti mikrovarixů a regrese barvy, resp. zesvětlení, zvlášť vleže, zvlášť vstoje. Zároveň jsme zjišťovali i výskyt nežádoucích účinků a pacientky hodnotily snášenlivost léčby i celkový výsledek aplikace lipozomálního gelu. Celkový efekt léčby byl hodnocen i lékařem.

Výsledky

Při vyšetření vleže došlo k regresi velikosti mikrovarixů u 25 (83 %) pacientek, k regresi barvy u 26 (87 %) pacientek. Vyšetření vstoje pak ukázalo regresi velikosti u 15 (50 %) nemocných, regresi barvy u 17 (57 %) žen. Celkové subjektivní hodnocení výsledků terapie lékařem bylo výborné (63 %), velmi dobré (27 %) nebo dobré (10 %). Naprostá většina pacientek (83 %) hodnotila výsledek léčby jako výborný (p < 0,05).

Léčba byla pacienty snášena velmi dobře, žádná místní reakce či podráždění kůže se během sledování neobjevily. Snášenlivost léčby byla výborná (87 % pacientek) či dobrá (13 % pacientek).

Závěr

Aplikace lipozomální formy heparinu měla v našem souboru 30 žen objektivně i subjektivně vliv na zlepšení vzhledu metliček a mikrovarixů. Výsledkem bylo zblednutí a redukce počtu drobných žilek, statisticky významně při hodnocení vleže. Kvalitativní změny budou předmětem dalšího sledování. Celkový efekt léčby byl lékařem i pacienty hodnocen nejčastěji jako výborný.