Pośród form aglomerowanych szczególnie wyróżniają się mikropellety – maleńkie, a zarazem niezwykle skuteczne nośniki substancji leczniczych. Dzięki swojej unikalnej strukturze oferują szereg korzyści, takich jak: elastyczne dawkowanie, przewidywalna farmakokinetyka oraz możliwość łączenia różnych substancji czynnych w jednej kapsułce lub tabletce. W porównaniu do tradycyjnych form mikropellety są jak nowoczesne, wielozadaniowe narzędzie w rękach technologa – projektanta leku. Dynamiczny rozwój tych technologii nie jest dziełem przypadku. To odpowiedź na rosnącą potrzebę tworzenia inteligentnych systemów dostarczania leków (z ang. drug delivery systems, DDS), które będą nie tylko skuteczne, ale też bezpieczne i komfortowe dla pacjenta.

Wyobraźmy sobie lek, który nie tylko działa skutecznie, ale również „wie”, kiedy i jak długo powinien działać. Dzisiejsze systemy CR to już nie tylko sprytne matryce – to inteligentne rozwiązania wykorzystujące fizykę, chemię i materiałoznawstwo. Bezapelacyjnie pokazują to dyfuzyjne matryce polimerowe, które potrafią „wydzielić” lek z dokładnością co do godziny. Na uwagę zasługują również hydrożele, które pęcznieją w obecności wody i stopniowo uwalniają substancję czynną, czy też systemy osmotyczne, napędzane ciśnieniem, działające jak precyzyjne mikropompy. Taki właśnie cel przyświeca systemom kontrolowanego uwalniania, które coraz częściej stają się standardem w nowoczesnej farmakoterapii. Zamiast gwałtownego, jednorazowego uwolnienia substancji aktywnej – charakterystycznego dla tradycyjnych tabletek/kapsułek – systemy CR umożliwiają precyzyjne dozowanie leku w czasie oraz wybranym odcinku przewodu pokarmowego, dostosowane do fizjologii pacjenta i specyfiki choroby. Sprawdzają się także w suplementacji, pozwalając na kontrolowane dostarczanie deficytowych składników odżywczych w optymalny sposób.

Dlaczego to takie ważne?

W przypadku klasycznych form dawkowania pacjent często doświadcza niekontrolowanych „skoków” stężenia leku (API) we krwi – początkowo osiąga ono szczyt, który może prowadzić do działań toksycznych, by następnie gwałtownie spaść poniżej progu terapeutycznego. Ów „efekt sinusoidy” jest zjawiskiem niepożądanym, szczególnie groźnym w przypadku substancji o wąskim indeksie terapeutycznym, jak np. digoksyna czy warfaryna. Systemy CR wychodzą temu naprzeciw. Ich zadaniem jest utrzymanie stabilnego, przewidywalnego poziomu substancji czynnej we krwi przez wiele godzin, a niekiedy dni. Rezultatem tego jest mniejsze ryzyko działań niepożądanych, wyższa skuteczność leczenia oraz znacznie większa wygoda i pewniejsze przestrzeganie zaleceń terapeutycznych przez pacjenta.

Funkcje powłok farmaceutycznych

Powłoki farmaceutyczne pełnią szereg istotnych funkcji technologicznych i terapeutycznych. Nakładane często w kilku warstwach o odmiennych właściwościach i funkcjach chronią substancje czynne przed wilgocią oraz opóźniają uwalnianie, np. w przypadku leków wrażliwych na pH, takich jak omeprazol (enteric coating). Powłoki te pozwalają także na skuteczne maskowanie nieprzyjemnego smaku i zapachu (antybiotyki pediatryczne, np. klarytromycyna). Dodatkowo zapobiegają adhezji do ścianek żołądka, co jest istotne w przypadku tabletek zawierających parafiny i substancje hydrofobowe. Mogą ułatwiać też przełykanie tabletek oraz nadając unikalną barwę, ułatwiać ich identyfikację przez pacjenta.

Mikropellety – zalety, produkcja i zastosowania

Mikropellety, jako zaawansowana forma aglomerowana, reprezentują innowacyjne podejście w technologii leków doustnych. Są to wielocząsteczkowe aglomeraty o średnicy mieszczącej się w zakresie 0,5-2 mm, charakteryzujące się określonymi właściwościami fizykochemicznymi i technologicznymi. Do ich zalet technologicznych niewątpliwie należą lepsze właściwości przepływowe w porównaniu z proszkami, co przekłada się na łatwiejsze kapsułkowanie i tabletkowanie. Mikropellety umożliwiają również łączenie różnych substancji czynnych lub profili uwalniania w jednej kapsułce, co otwiera drogę do projektowania terapii złożonych i personalizowanych. Dodatkowo ich budowa redukuje efekt „all-or-nothing”, czyli uszkodzenie jednej jednostki (np. powłoki tabletki) nie powoduje gwałtownego uwolnienia całej dawki, jak w przypadku klasycznych tabletek o przedłużonym uwalnianiu.

Mikropellety wyróżniają się licznymi korzyściami zarówno w kontekście technologicznym, jak i terapeutycznym. Kluczowym aspektem, który decyduje o skuteczności tych nośników substancji leczniczych, jest niewątpliwie geometria, czyli współczynnik kształtu <1,5 (bliski kuli), który zapewnia dobrą płynność i jednorodność procesu pakowania oraz korzystną, liniową farmakokinetykę. Jest to cecha trudna do osiągnięcia w klasycznych tabletkach. Wyjątkową zaletą mikropelletów jest też skuteczna personalizacja leczenia dająca możliwość komponowania mieszanek o różnych właściwościach farmakokinetycznych, w pojedynczej jednostce dawkowania.

Innowacyjne metody produkcji mikropelletów

W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny rozwój alternatywnych metod produkcji mikropelletów, gdzie obok technik fluidalnych bądź opartych na ekstruzji ze sferonizacją, pojawiają się: ekstruzja z topieniem (z ang. hot melt extrusion) z udziałem polimerów amorficznych, kriogenizacja umożliwiająca formulację leków termolabilnych, w tym bioterapeutyków, oraz technologie mikrofluidyczne umożliwiające precyzyjne formowanie monodyspersyjnych mikrosfer z kontrolowaną porowatością. Przełomowym rozwiązaniem jest tzw. druk pelletowy (z ang. pellet printing) – technika opracowana w ostatnich latach, pozwalająca na tworzenie wielowarstwowych struktur w pojedynczej mikropelletce, z kontrolowanym profilem uwalniania.

Podsumowanie

W ciągu ostatniej dekady mikropellety wyewoluowały z prostych form wielocząsteczkowych w zaawansowane platformy terapeutyczne, które zmieniają podejście do projektowania postaci leku. Ich rola w farmakoterapii systematycznie staje się coraz bardziej znacząca, a liczne dane kliniczne i technologiczne potwierdzają ich wartość zarówno z perspektywy skuteczności terapeutycznej, jak i możliwości personalizacji leczenia. Najbardziej obiecującym kierunkiem rozwoju jest integracja systemów CR i mikropelletów z medycyną spersonalizowaną. Umożliwi to dostosowanie składu leku do profilu metabolicznego pacjenta oraz połączenie funkcji terapeutycznych i diagnostycznych w jednym systemie. W dobie ciągłego wzrostu świadomości pacjentów i znaczenia profilaktyki technologie te znajdują też rosnące zastosowanie w projektowaniu nowoczesnych suplementów diety.

Mgr farm. Marcin Goss, główny technolog KOMARKO

Dr inż. Szymon Powałowski, technolog R&D KOMARKO