Confocal Raman analysis of a transdermal nicotine patch by a DXR2 Raman Microscope

Význam tématu

Transdermální náplasti představují inovativní systém pro řízené uvolňování léčiv přímo přes kůži do krevního oběhu. Analýza jejich vícevrtvové struktury je klíčová pro kontrolu kvality, optimalizaci propustnosti aktivní složky a zajištění konzistentní dávky. Tradiční metody často vyžadují destrukci vzorku a složité přípravy, což komplikuje rychlou inspekci výroby.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat schopnosti konfokální Ramanovy mikroskopie pomocí přístroje DXR2 pro bezkontaktní a nedestruktivní analýzu vrstev transdermální nikotinové náplasti. Konkrétně se zaměřila na:

• identifikaci a chemickou charakterizaci jednotlivých vrstev,
• určení přítomnosti a prostorového rozložení nikotinu,
• odhady tlouštěk vrstev.

Použitá metodika a instrumentace

Pro experiment bylo využito konfokální Ramanovo mikroskopu Thermo Scientific DXR2 s následujícími parametry:

• laserové excitace: 532 nm, výkon 5 mW na vzorku
• objektiv 50×, konfokální pinhole 25 μm
• Z-profilování: 220 μm s krokem 5 μm (45 spekter)
• X–Z mapování: oblast 120 μm × 245 μm s kroky 20 μm v X a 5 μm v Z (350 spekter)
• software: OMNIC pro sběr a zpracování dat, OMNIC Atlμs pro chemické zobrazování, OMNIC Specta pro vícesložkovou identifikaci

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza odhalila šest vrstev s tloušťkami v rozmezí cca 15–75 μm. Pomocí 2D Ramanova Z-mapování a korelačních profilů byly vrstvy přiřazeny ke konkrétním polymerům:

• vrstva 1 (zadní podklad): polyethylentereftalát (PET)
• vrstvy 2 a 4: mikroporézní polyethylen (PE) pro řízené uvolňování
• vrstva 3 (rezervoár): etylen-vinylacetátový kopolymer (EVA) obsahující nikotin (cca 36 % composite)
• vrstva 5 (lepidlo): polyisobutylen (PIB) s příměsí PET
• vrstva 6 (ochranný liner): PET

Vícesložková hledací analýza potvrdila lokalizaci nikotinu ve vrstvě EVA a poskytla kvazi-kvantitativní údaje o podílu API. X–Z korelační obrazy prokázaly homogenní tloušťku a distribuci vrstev.

Přínosy a praktické využití metody

Konfokální Ramanova mikroskopie umožňuje:

• nedestruktivní analýzu vrstev bez nutnosti cross-sekce nebo extrakce
• rychlou vizualizaci chemické distribuce API a nosných polymerů
• podporu vývoje a kontroly kvality farmaceutických náplastí

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření této metody v oblasti inline kontroly výroby multilayer produktů, kombinace s kvantitativní spectroskopií pro přesnější stanovení obsahu a aplikace v real-time monitoringu uvolňování léčiv v simulovaných biokompatibilních podmínkách.

Závěr

Konfokální Ramanova mikroskopie DXR2 přináší rychlou, přesnou a nedestruktivní analýzu struktury a chemického složení transdermálních náplastí. Metoda nabízí významné výhody pro vývoj nových forem řízeného uvolňování léčiv a pro posílení kontroly kvality v průmyslové praxi.

Reference

1. Guillory P., Deschaines T., Henson P. Confocal Raman microscopy analysis of multilayer polymer films, Thermo Scientific Application Note 51718, 2008.