Inventaire des applications du polyéthylène glycol dans le domaine médical

Polyéthylène glycol (PEG) est Le PEG est un polymère hydrophile à pH neutre, non toxique et hautement soluble dans l'eau, doté d'une structure à chaîne linéaire ou ramifiée. Le PEG est le polymère présentant le niveau d'absorption protéique et cellulaire le plus faible parmi tous les polymères connus à ce jour. En raison de sa non-toxicité et de sa bonne biocompatibilité, le PEG a été approuvé par la FDA comme polymère pour injection in vivo.

Application en pharmacie

Le polyéthylène glycol est largement utilisé dans le domaine pharmaceutique. En raison de son degré de polymérisation différent, le poids moléculaire du polyéthylène glycol est généralement compris entre 200 et 35 000 et sa formule chimique est HO(CH2CH2O)nH. En pharmacie, le polyéthylène glycol peut être principalement utilisé comme solvant médicamenteux, additif ou excipient médicamenteux, plastifiant et agent porogène, support médicamenteux, matériau modifié et activateur de pénétration, etc.

Polyéthylène glycol (PEG)) comme solvant de médicament

1. Injection

Les solutions aqueuses PEG200-600 de différentes concentrations sont de bons solvants qui peuvent améliorer la solubilité des médicaments peu solubles et avoir un effet stabilisant sur les médicaments instables dans l'eau, elles peuvent donc être utilisées comme solvants d'injection.

2. Collyre

En utilisant le PEG400 comme solvant, des gouttes ophtalmiques à base d'indométacine peuvent être fabriquées, et la prescription du PEG400 est meilleure que celle du Span80. De plus, le PEG peut être utilisé comme épaississant dans les gouttes ophtalmiques pour augmenter la viscosité et prolonger le temps de séjour du médicament dans l'œil, augmentant ainsi l'efficacité et réduisant l'irritation.

Le polyéthylène glycol comme additif ou excipient

1. Co-solvant

Le polyéthylène glycol peut former un cosolvant avec l’eau dans les additifs liquides pour améliorer la solubilité des médicaments peu solubles.

2. Liants et lubrifiants

Le PEG4000 et le PEG6000 sont des liants et lubrifiants hydrosolubles couramment utilisés dans les comprimés. Les granulés fabriqués avec du polyéthylène glycol comme liant ont une bonne formabilité et les comprimés ne durcissent pas, ce qui convient à la granulation de matériaux hydrosolubles ou insolubles dans l'eau.

3. Stabilisateurs

Par exemple, le polyéthylène glycol peut être ajouté aux formes galéniques liquides de médicaments protéiques pour modifier les propriétés de la protéine et augmenter sa stabilité. De fortes concentrations de PEG sont souvent utilisées comme cryoprotecteurs et précipitants/cristallisants pour les protéines, et elles peuvent interagir avec les chaînes hydrophobes des protéines. Des études ont montré que les PEG de différents poids moléculaires ont des effets différents. Par exemple, le PEG300 à une concentration de 0,5 % ou 2 % peut inhiber l'agrégation du facteur de croissance des kératinocytes humains recombinants ; les PEG200, 400, 600 et 1000 peuvent stabiliser la BSA et le lysozyme.

Le polyéthylène glycol comme vecteur de médicaments

1. Matrice

Les mélanges de PEG appropriés (tels que des quantités égales de PEG300 et de PEG500) ont une certaine consistance de pâte, ce qui leur confère une bonne solubilité dans l'eau et une bonne compatibilité avec les médicaments, et peuvent être utilisés comme matrice hydrosoluble pour les pommades. Ses avantages sont les suivants : le PEG ne provoque pas d'allergies cutanées, il est stable et ne se détériore pas. Le PEG souple appliqué sur la surface de la peau n'affecte pas la transpiration humaine. Comme le PEG n'est pas électrolysé, sa valeur de pH peut être ajustée à n'importe quelle valeur requise pour répondre aux besoins humains.

2. Matériaux de dispersion solides

Étant donné que le PEG a une bonne solubilité dans l'eau et peut être dissous dans une variété de solvants organiques, il peut disperser certains médicaments à l'état moléculaire, empêchant ainsi l'agrégation des médicaments. Par conséquent, dans les matériaux de dispersion solides, le PEG peut être utilisé comme matériau porteur soluble dans l'eau pour augmenter la vitesse de dissolution des médicaments. Le PEG peut également être utilisé comme matériau porteur pour les dispersions solides à libération prolongée. Par exemple, en utilisant la méthode de fusion, le médicament est dissous dans le PEG fondu et la solution médicamenteuse est chargée dans une capsule dure. La solution médicamenteuse se solidifie à température ambiante et le médicament est libéré lentement selon le mécanisme de dissolution, de sorte qu'il a un effet de libération prolongée. De plus, différentes teneurs en PEG formeront également différents types de dispersions solides.

3. Nanomicelles polymères

Les micelles polymères sont principalement étudiées en tant que micelles homopolymères et copolymères. Par exemple, le polyéthylène glycol peut être utilisé pour former la région hydrophile des copolymères séquencés amphiphiles, et les matériaux hydrophobes de la région hydrophobe forment avec le PEG divers polymères amphiphiles diblocs ou triblocs, qui peuvent former diverses micelles et élargir la plage de charge du médicament.

Par exemple, après copolymérisation de PCL et de polyéthylène glycol, l'hydrophilie des particules de PCL peut être augmentée pour former des copolymères amphiphiles, ce qui modifie les propriétés de sphérification du polymère. Le copolymère amphiphile est chargé de médicaments pour former des nanomicelles. Les groupes hydrophobes du copolymère améliorent les performances de chargement du système pour les médicaments liposolubles tels que le paclitaxel, tandis que les groupes hydrophiles améliorent la solubilité dans l'eau du paclitaxel.

4. Matériaux modifiés

Lorsque le polyéthylène glycol est utilisé comme matériau modifié, il peut être utilisé pour modifier les propriétés d'action des médicaments, et il peut également être utilisé pour modifier les vecteurs de médicaments afin d'améliorer les performances des vecteurs d'origine. La modification structurelle à l'aide de PEG peut améliorer les propriétés suivantes des médicaments :

(1) Augmente la stabilité et réduit la dégradation enzymatique ;

(2) Améliorer les propriétés pharmacocinétiques, telles que la prolongation de la demi-vie plasmatique, la réduction de la concentration maximale du médicament dans le sang et la réduction des fluctuations de la concentration du médicament dans le sang ;

(3) Réduire l’immunogénicité et l’antigénicité ;

(4) Réduire la toxicité et améliorer l’activité in vivo ;

(5) Améliorer la distribution du médicament dans le corps et améliorer le ciblage ;

(6) Réduire la fréquence des médicaments et améliorer l’observance du traitement par les patients.

1. Médicaments à base de protéines modifiées

Le polyéthylène glycol peut être modifié chimiquement par liaison covalente aux protéines. La modification des protéines par PEG peut modifier les propriétés biochimiques des protéines, notamment la taille moléculaire, l'hydrophobicité et la charge, augmentant ainsi la solubilité dans l'eau et la stabilité des protéines. En outre, elle peut également réduire l'immunogénicité des protéines, améliorer l'efficacité et la sécurité des médicaments, etc. La modification PEG des protéines peut être effectuée sur les groupes amino, thiol ou carboxyle des protéines.

2. Transporteurs de médicaments modifiés

Étude de la préparation et de la libération in vitro de médicaments à partir de complexes moléculaires polyéthylène glycol-polyamide-amine modifié (PAMAM)-méthotrexate (MTX). Le PEG fonctionnalisé est relié au groupe amino à la surface du PAMAM par une liaison amide. La toxicité hémolytique du PAMAM PEGylé est étudiée et des complexes PAMAM-PEG/MXT sont préparés. La quantité maximale de complexe est déterminée et le comportement de libération in vitro des médicaments des complexes dans différentes solutions tampons et plasma ainsi que la stabilité dans différentes conditions de stockage sont étudiés. Enfin, selon les résultats expérimentaux, il a été constaté que par rapport au PAMAM, la toxicité hémolytique du PAMAM-PEG était considérablement réduite et qu'il avait un certain effet de libération prolongée, ce qui devrait devenir un nouveau matériau vecteur d'administration de médicaments.

3. Modification des médicaments à petites molécules

En plus d'être utilisés pour modifier des protéines, des supports et d'autres substances macromoléculaires, de nombreux médicaments à petites molécules organiques utilisent également progressivement la technologie de modification du PEG. Par exemple, certains médicaments à petites molécules sont modifiés avec du polyéthylène glycol. Le dichlorothionyle est utilisé comme agent de couplage. Une fois le médicament à petites molécules chloroformylé, il est lié au polyéthylène glycol par une liaison lipidique dégradable. Les résultats montrent que cette méthode améliore le rendement du produit modifié cible et la solubilité dans l'eau de l'acide nicotinique modifié par PEG est améliorée.