Formulation and characterization of intranasal mucoadhesive nanoparticulates and thermo-reversible gel of levodopa for brain delivery

Abstract

Levodopa is the drug of choice in the treatment of Parkinson's disease but it exhibits low oral bioavailability (30%) and very low brain uptake due to its extensive metabolism by aromatic amino acid decarboxylase in the peripheral circulation. Hence, levodopa is co-administered with carbidopa, a peripheral amino acid decarboxylase inhibitor. In an attempt to improve brain uptake and to avoid degradation of levodopa in peripheral circulation and the use of carbidopa in combination, nose to brain drug delivery of levodopa alone via the olfactory route and the trigeminal nerves has been investigated. Chitosan nanoparticles loaded with levodopa (CNL) were prepared and were incorporated in a thermo-reversible gel prepared using Pluronic PF127 (CNLPgel). The preparation of CNL and CNLPgel was optimized for formulation parameters such as chitosan:TPP ratio, drug load Pluronic concentration to obtain desired particle size of CNL, gelling temperature, gelling time and mucoadhesive strength of CNLPgel. Rheological studies indicated a change in the rheological behavior of plain pluronic gel from Newtonian system at 30 °C to pseudoplastic behavior at 35 °C on incorporation of CNL. In vitro release studies from CNL obeyed Higuchi kinetic model, whereas the drug release from CNLPgel followed the Hixson-Crowell model. In vivo studies indicated a maximum recovery of the drug in brain following intranasal administration of CNL suspension in saline closely followed by the drug dispersed in plain pluronic gel.

Drug development in Parkinson's disease: From emerging molecules to innovative drug delivery systems

“…Sharma et al [21] developed a system with L-DOPA encapsulated in chitosan NP (LP-Cs-NP) and incorporated in a thermo-reversible Pluronic F127 gel for intranasal delivery. Polycation was used due to its mucoadhesive properties in addition to its ability to improve drug absorption on nasal mucosa by opening transiently tight junctions between epithelial cells and delaying mucociliary clearance.…”

Nanoparticular Drug Delivery Systems in the Treatment Central Nervous System Diseases: Review

“…26,31 Ancak, L-Dopa %30 gibi düşük bir oral biyoyararlanıma sahiptir ve KBB'yi geçebilse bile periferik bölgelerdeki aromatik aminoasit dekarboksilaz enzimi tarafından degrade olmaktadır. 26,31 Bu durum hastalara hedef doku için gerekenden daha yüksek dozda ilaç yüklenmesine neden olmakta, ayrıca hasta olmayan periferik dokular da L-Dopa ve dopaminin etkilerine maruz kalmaktadır. Karbidopa, L-Dopa'nın periferdeki kullanımını azaltmak ve beyne ulaşan miktarını arttırmak için kullanılmaktadır, fakat tamamen başarıya ulaşılamamaktadır.…”

“…L-Dopa kullanımını kısıtlayan en önemli yan etkilerden biri de L-Dopa'nın uzun süreli tedavilerinde ortaya çıkan istemsiz hareketler (diskineziler)'dir. 31 L-Dopa ile tedaviye başladıktan kısa süre sonra (üç ile beş yıl) diskinezi ve on/off fenomenini içeren motor dalgalanmaların görülmesi etken maddenin etkinliğini sınırlandırmıştır. 8,29,32 Kısa etki süresine sahip konvansiyonel preparatların aksine, reseptörlerin sü-rekli bir şekilde uyarılmasını sağlayan kontrollü salım sistemleri, L-Dopa kaynaklı diskinezilerin azaltılması açısından etkin bir yöntem olarak düşü-nülebilmektedir.…”

“…8,29,32 Kısa etki süresine sahip konvansiyonel preparatların aksine, reseptörlerin sü-rekli bir şekilde uyarılmasını sağlayan kontrollü salım sistemleri, L-Dopa kaynaklı diskinezilerin azaltılması açısından etkin bir yöntem olarak düşü-nülebilmektedir. 26,30,31 Nano boyuttaki ilaç taşıyıcı sistemler, içerisine yüklenen etken maddeyi dış ortamdan izole ederek enzimatik degredasyondan korunmasını sağ-lamaktadır, bu avantajdan Parkinson hastalığı tedavisinde L-Dopa'nın istenen bölgeye hedeflenmesini sağlayarak periferik dokular üzerindeki yan etkilerinin azaltılması ve beyne istenen dozda ulaş-ması amacıyla yararlanılabilmektedir.…”

Development of an Analytical UHPLC Method for the Estimation of Cyclosporine in SMEDDS and Protein Binding

“…Dissolution was carried out at 37°C with phosphate buffer pH 6.8 with 5% ethanol to maintain sink condition as dissolution media. 5mL of sample was collected at different intervals of time (0.5, 1, 2, 3, 4 and 5h) and at the same time media was replenished with the same volume of fresh release media (Sharma, Lohan et al 2014).…”