Studentská vědecká konference

Melatonin je obecně známý jako hormon spánku, v současné době však narůstá zájem o jeho další přednosti. Jedná se o silný antioxidant, snižuje hladinu kortizonu, stimuluje imunitní systém a potlačuje růst nádorů. Díky těmto vlastnostem má stále vetší potenciál ve farmaceutickém průmyslu. V současnosti se klade velký důraz na jeho zpracování do lékové formy, která bude vykazovat co nejméně nežádoucích účinků. Efektivním způsobem se ukázaly být nanočástice jako nosiče léčiva, které zajišťují požadovaný lokální účinek, aniž by se poškodily buňky kožní a tukové tkáně. Tato práce se zabývala přípravou lipidových nanočástic právě s melatoninem a optimalizací jejich složení. V první části byl sledován vliv množství léčiva na stabilitu systémů. Druhá část byla zaměřena na optimalizaci složení. Cílem byla vybrat stabilní nanosystémy s co nejlepší vlastní enkapsulací léčiva. V neposlední řadě proběhly permeační experimenty a nanočástice tak byly testovány z hlediska efektivity.

Rychlost rozpouštění léčivé látky je důležitý parametr při registraci nového léčivého přípravku. U jednotlivých šarží léčivých látek nesmí docházet k výrazným odchylkám v jejich rychlostech rozpouštění. Z provedených zkoušek disoluce dvou rozdílných šarží špatně rozpustné léčivé látky ezetimibu bylo zjištěno, že se jednotlivé šarže ezetimibu liší, neboť dochází k jejich rozpouštění různými rychlostmi. Cílem této práce tedy je odhalení příčiny odlišného disolučního chování jednotlivých šarží ezetimibu a jejich kombinací s pomocnými látkami. Přičemž pro práci byly vytipovány dvě pomocné látky (Avicel PH101 a laktóza 200 mesh), které jsou součástí výsledného léčivého přípravku spolu s ezetimibem, a které by také mohly ovlivňovat jeho disoluční chování. Nejprve byla provedena fyzikálně-chemická charakterizace obou šarží léčivé látky, aby bylo ověřeno, že šarže obsahují stejné polymorfy a disponují stejně velkými povrchy. V další části práce byla pozornost věnována pomocným látkám.

Velká část léčivých látek se díky své vysoké lipofilitě potýká s problémem špatné vodné rozpustnosti, která úzce souvisí s jejich špatnou biologickou dostupností. Tímto problémem se zabývá i tato práce, která navazuje na dříve prováděné experimenty, ve kterých bylo cílem zlepšení disolučních vlastností modelové lipofilní aktivní substance, kterou je meloxikam. Z dřívějších experimentů vyplývá, že podstatného zlepšení v disolučním chování lze dosáhnout využitím hydrofilního nosiče, na jehož částice jsou naneseny částice meloxikamu pomocí impregnace nosiče roztokem léčivé látky v těkavém organickém rozpouštědle. Tato práce studuje rozdíly v disolučním chování systémů sestávajících z hydrofilní matrice, na kterou byly nanášeny roztoky meloxikamu v těkavém organickém rozpouštědle. Hydrofilní matrice je v práci reprezentována tabletami z mikrokrystalické celulózy, u nichž lze dobře sledovat rychlost uvolňování léčivé látky z rovinného povrchu. Sledovanými parametry ovlivňující rychlost uvolňování meloxikamu byly koncentrace aplikovaného roztoku a také počet aplikačních cyklů roztoku. Práce má za cíl nalezení vhodného optima těchto parametrů vedoucího k maximalizaci rychlosti uvolňování meloxikamu z hydrofilní matrice.

U pacientů trpících různými typy nemocí souvisejících s defektem kožní bariéry je možné k její obnově využít nanočástice složené z lipidů přirozeně se vyskytujících v kůži. Zároveň lze do lipidových částic zapouzdřit léčivo, které cílí na zánětlivá ložiska. Tímto způsobem je možné zvýšit akumulaci léčiva v kůži a současně potlačit jeho lokální i systémové nežádoucí účinky, které se často objevují u komerčně používaných léčivých přípravků. Cílem našeho výzkumu je vyvinout stabilní kombinovaný systém ceramidových lipozomů (cerozomů), které prokazatelně obnovují kožní bariéru, a lipidových nanotobolek (LNC), do kterých je možné zapouzdřit velké množství léčiva. Jako protizánětlivá léčivá látka byl zvolen hydrokortizon, jakožto základní zástupce kortikosteroidů. V první fázi práce byly vyvíjeny samostatné formulace cerozomů a LNC s cílem dosáhnout co nejvyššího obsahu léčiva. U stabilních systémů byla dále pomocí kapalinové chromatografie zjišťována enkapsulační účinnost, tedy množství léčiva úspěšně zapouzdřeného do částic. Nejlepší samostatné formulace byly dále využity pro vytvoření dvou typů kombinovaných systémů cerozomů a LNC, jež byly následně podrobeny permeačním testům ke zjištění míry akumulace léčiva v kůži a  jejich vlivu na obnovu poškozené kožní bariéry.

Topické podání léčiv má řadu úskalí a to především kvůli odolné kožní bariéře. Tento fakt je  palivem pro výzkum systémů, které by mohly toto podání zefektivnit. Jedním z těchto systémů jsou i ethosomy, neboli ethanolové liposomy. Ethosomy jsou lipidová vezikula, která se skládají z vody, fosfolipidů a ethanolu. Předností těchto nosičů je přítomnost ethanolu, který napomáhá narušení organizace kožní lipidové dvojvrstvy, čímž dochází ke snadnějšímu průniku léčiva stratum corneum.  Cílem této práce je připravit stabilní nanočásticový ethosomální systém s modelovým léčivem diklofenakem. Diklofenak je, zejména v přípravcích pro topické podání, hojně využívám a proto je snahou konkurovat touto formulací komerčním přípravkům. Za účelem vybrat nejvhodnější formulaci byla použita kaskáda experimentů. V potaz byla brána stabilita částic, velikost částicových systémů a její vliv na stabilitu částic, zastoupení ethanolu a lipidové fáze. Nakonec byla testována efektivita těchto vezikulárních systémů pomocí permeačních experimentů.  

Ibuprofen neboli (RS)-2-(4-isobutylfenyl)propanová kyselina je účinnou složkou volně prodejných nenarkotických analgetik, mezi které patří například Ibalgin®, Advil®, Nurofen®. Z hlediska chemické struktury se jedná o derivát 2‑arylpropanové kyseliny. Všechny 2-arylpropanové kyseliny mají chirální centrum a jsou důležitou skupinou nesteroidních protizánětlivých léčiv, která se distribuují buď jako racemická směs nebo jako čisté enantiomery. Ibuprofen je komerčně dostupný jako racemická směs. Studie však ukázaly, že protizánětlivá aktivita (S)-enantiomeru je stokrát vyšší než (R)-ibuprofenu. Modelovou látkou pro tuto práci byla zvolena kyselina 2-fenylakrylová. Hydrogenací této kyseliny lze připravit kyselinu 2‑fenylpropanovou, která má strukturu velmi podobnou ibuprofenu, a liší se pouze nepřítomností alkylového substituentu na benzenovém jádře. Cílem práce byla hydrogenace 2-fenylakrylové kyseliny na kyselinu 2-fenylpropanovou a studium vlivu reakčních podmínek (teplota, tlak, rozpouštědlo, katalyzátor) na selektivitu k žádané látce a rychlost reakce. Na základě získaných výsledků by měly být nalezeny optimální podmínky pro hydrogenaci kyseliny (RS)-2-(4-isobutylfenyl)propenové na (RS)-ibuprofen nebo na jeho aktivnější (S)-enantiomer.  

Baeyerovou-Villiegrovou (BV) oxidací myrtenalu vzniká 6,6-dimethyl-bicyklo[3,1,1]-hept-2-en-2-ol formiát. Ten může být následně hydrolyzován za vzniku nopinonu. Nopinon lze využít jako výchozí látku pro syntézu ligandů, terpenů a farmaceuticky aktivních látek. Nejčastěji se nopinon připravuje oxidací β-pinenu v přítomnosti KMnO₄. Cílem této práce byla optimalizace podmínek BV oxidace myrtenalu při použití heterogenních katalyzátorů a H₂O₂ jako oxidačního činidla. Výhodou použití peroxidu vodíku je vznik pouze jednoho vedlejšího produktu, vody. V rámci optimalizace podmínek reakce byl studován vliv rozpouštědla, byla zkoušena různá množství peroxidu vodíku či způsobu jeho dávkování do reakční směsi. Pro BV oxidaci myrtenalu byly použity katalyzátory hydrotalcitového typu modifikované cínem. Modifikace katalyzátorů byla provedena různým způsobem, směsným srážením či impregnací a sledován její vliv na průběh reakce.  

Oxid uhličitý hraje zásadní roli ve fotosyntéze a tím je nezbytný pro život všech organismů, zároveň se však jedná o hlavní složku podílející se na skleníkovém efektu a tím na globálním oteplování. Koncentrace CO₂ v ovzduší vlivem spalování fosilních paliv a procesu deforestrace neustále stoupá, proto roste i snaha využívat CO₂ coby surovinu pro další zpracování. Cykloadice CO₂ na epoxidy představuje jeden ze způsobů, jak redukovat množství CO₂ za vzniku průmyslově využitelných karbonátů. V rámci této práce byla studována cykloadice CO₂ na styrenoxid vedoucí k syntéze styrenkarbonátu, která byla prováděna za využití homogenních i heterogenních katalyzátorů. Homogenní katalyzátory (ethylpyridiniumbromid a benzylpyridiniumbromid) se k syntéze příliš neosvědčily, v důsledku vysoké nestability navíc docházelo k oddělování ethylbromidu a benzylbromidu od dusíkaté sloučeniny (pyridinu). V případě heterogenních katalyzátorů byly porovnávány pyridiniové soli chloru, bromu a jodu nanesené na nosič MCM-41. Za využití katalyzátoru MCM-Br-py bylo dosaženo nejvyšší relativní koncentrace styrenkarbonátu (85,6 rel. %), katalyzátor bylo též možné použít opakovaně bez výrazné ztráty aktivity. Dále bude studována možnost záměny pyridinu ve struktuře katalyzátoru za jiné dusíkaté sloučeniny.