APPLICATION OF LOW FREQUENCY SONOPHORESIS FOR TRANSDERMAL DELIVERY OF A POLAR DRUG

Abstract

The skin provides a suitable area for the administration of many medications. However, the stratum corneum of the skin which consists of lipid matrix of protein rich corneocytes, shows a significant barrier to the penetration of polar drugs across the skin in the transdermal drug delivery systems. This study aims to improve the transdermal delivery of risedronate sodium, a polar drug used for treatment of osteoporosis, by the application of low frequency sonophoresis as a physical enhancer either alone or in combination with oleic acid as a chemical enhancer to potentiate its effect in order to enhance the bioavailability of the drug and avoid the side effects of the conventional route of administration. Ex vivo permeation studies were carried out on excised hairless rat skin over a period of 24 h and drug levels obtained were quantified. The results proved that oleic acid as a chemical enhancer showed slight increase in the transdermal permeation of risedronate sodium with 7.34% drug permeated after 30 min up to 30.5% drug permeated after 24 h, while low frequency sonophoresis as a physical enhancer showed a dramatic increase in skin penetration with 25.96% drug permeated after 30 min up to 80.28% drug permeated after 24 h. Combination of both chemical and physical enhancers showed synergistic effect on skin permeation of risedronate sodium with permeation values ranging from 39.45% after 30 min to 83.49% after 24 h. Furthermore, risedronate sodium loaded non- phospholipid oligolamellar Novasomes containing oleic acid, cholesterol and span 60 were prepared by thin film hydration technique. Characterization of the prepared formulation by transmission electron microscopy revealed that the formed vesicles are spherical in shape with a mean diameter ranging between 207 and 302 nm. Ex vivo permeation study of risedronate sodium loaded novasomes showed 6.24% drug permeated after 30 min to 27.34% after 24 h. Application of low frequency sonophoresis significantly increased permeation to 12.75% after 30 min up to 52.38% after 24 h. Confocal microscopy images depicted enhanced dye penetration through sonophoresis treated skin. Low frequency sonophoresis can be effectively used as a promising technique to actively enhance transdermal delivery of polar drugs. Combination of different enhancement techniques can lead to synergistic effects on drug permeation, providing a safe and effective alternative to oral administration. يوفر الجلد مجالاً مناسباً لتناول العديد من العقاقير. ومع ذلك ، فإن الطبقة القرنية للجلد والتي تتكون من مصفوفة دهنية من الخلايا القرنية الغنية بالبروتين ، تمثل عائقًا كبيرًا لنفاذية العقاقيرالقطبية في نظم التوصيل الدوائي خلال الجلد. وتهدف هذه الدراسة إلى تحسين توصيل ريزيدرونات الصوديوم عبر الجلد، وهو عقار قطبي يستخدم لعلاج ترقق العظام ، من خلال تطبيق طريقة الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد كمعزز فيزيائي إما بمفرده أو بالاشتراك مع حمض الأوليك كمعزز كيميائي لزيادة تأثيره من أجل زيادة الإتاحة الحيوية للعقار وتجنب الآثار الجانبية لطرق التناول التقليدية. تم إجراء دراسات النفاذية من خلال الجلد خارج الجسم على جلد فئران مستأصل بدون شعر لمدة 04 ساعة وتم تحديد كمية مستويات العقار التي تم الحصول عليها. وقد أثبتت النتائج أن حمض الأوليك كمعزز كيميائي أظهر زيادة طفيفة في نفاذية 0٪ من تغلغل العقار بعد 4. دقيقة و تصل إلى 4.9 .٪ من تغلغل العقار .. ريزيدرونات الصوديوم عبر الجلد بنسبة 4 بعد 04 ساعة ، بينما أظهر تطبيق الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد كمعزز فيزيائي زيادة كبيرة في اختراق الجلد 09 ٪ من نفاذية العقار بعد 4. دقيقة تصل إلى 94.09 ٪ بعد 04 ساعة. وأظهر الجمع بين كل من المحسنات .. بنسبة 4 الكيميائية والفيزيائية تأثيرًا تآزريًا على نفاذية ريزيدرونات الصوديوم عبر الجلد مع قيم تغلغل تتراوح بين 49 ...٪ بعد 9٪ بعد 04 ساعة. وعلاوة على ذلك ، تم صياغة نوفازومات وهي جسيمات متناهية الصغر قليلة الطبقات غير دهنية فسفورية محملة بعقار ريزيدرونات الصوديوم والتي تحتوي على حمض الأوليك والكولسترول وسبان 44 بتقنية ترطيب الغشاء الرقيق. أوضح توصيف الصياغات المحضرة بواسطة الفحص المجهري الالكتروني أن الحويصلات المحضرة كروية الشكل ويتراوح قطرها بين 040 و 40 . نانومتر. وأظهرت دراسة النفاذية من خلال 00 ٪ بعد .. الجلد خارج الجسم للنوفازومات المحملة بعقار ريزيدرونات الصوديوم 4.04 ٪ نفاذية بعد 4. دقيقة إلى 4 04 ساعة. وقد أدى تطبيق تنظير الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد إلى زيادة كبيرة في النفاذ إلى 10.09 ٪ بعد 90 ٪ بعد 04 ساعة. كما أوضحت صور المسح المجهري بالليزر متعدد البؤر تحسن نفاذية .. 4. دقيقة ليصل إلى 9 الصبغة خلال الجلد المعالج بالموجات فوق الصوتية منخفضة التردد. لذا يمكن استخدام تلك التقنية كأسلوب واعد لتحسين التوصيل الدوائي للعقاقير القطبية من خلال الجلد على نحو فعال. ويمكن أن يؤدي الجمع بين تقنيات تحسين مختلفة إلى تأثيرات تآزرية على نفاذية العقاقير ، مما يوفر بديلاً آمنًا وفعالًا للتناول عن طريق الفم