Design, Characterization, and Evaluation of a Thermogelling Intranasal Delivery System of Rasagiline Mesylate for Brain Targeting

कल्पना कीजिए कि आपका मस्तिष्क एक उच्च-सुरक्षा वाला किला है, जिसकी रक्षा एक विशाल, अभेद्य दीवार द्वारा की जाती है जिसे 'ब्लड-ब्रेन बैरियर' (रक्त-मस्तिष्क अवरोध) कहा जाता है। यह दीवार वायरस और विषाक्त पदार्थों को बाहर रखने में तो उत्कृष्ट है, लेकिन यह एक थोड़े गुस्सैल बाउंसर की तरह भी है जो कई जीवन रक्षक दवाओं को अंदर आने से रोकने से इनकार कर देता है। पार्किंसंस रोग वाले लोगों के लिए, जो एक ऐसी स्थिति है जो धीरे-धीरे उनकी मांसपेशियों और गति पर नियंत्रण छीन लेती है, यह एक बहुत बड़ी समस्या है। दवा लेने का सामान्य तरीका गोलियां निगलना है, लेकिन उस गोली को पेट और लिवर से होकर गुजरना पड़ता है, जहाँ दवा के मस्तिष्क तक पहुँचने से पहले ही उसका काफी हिस्सा नष्ट हो जाता है या बदल दिया जाता है। यह एक वीआईपी (VIP) तक गुप्त संदेश भेजने के लिए उसे उस डाकघर के माध्यम से भेजने जैसा है जो हर पत्र को खोलता है और उसके आधे पन्नों को खा जाता है। वैज्ञानिकों ने एक "बैकडोर" (पिछले दरवाजे) प्रवेश द्वार की तलाश की है, और सबसे आशाजनक बैकडोर में से एक नाक है। नाक के पास सीधे मस्तिष्क तक जाने वाला एक सीधा, असुरक्षित रास्ता है, जो उस गुस्सैल बाउंसर को पूरी तरह से दरकिनार कर देता है। हालाँकि, केवल नाक में तरल छिड़कना मुश्किल है; अक्सर यह अपना काम करने से पहले ही रिसकर बाहर निकल जाता है या निगल लिया जाता है। इसे ठीक करने के लिए, शोधकर्ता "स्मार्ट" जेलों के साथ प्रयोग कर रहे हैं जो ठंडे होने पर तरल की तरह व्यवहार करते हैं लेकिन शरीर की गर्मी मिलते ही एक चिपचिपे जेल में बदल जाते हैं, जिससे दवा वहीं फंस जाती है जहाँ उसकी आवश्यकता होती है।

यह शोध पत्र उन वैज्ञानिकों की टीम की कहानी है जिन्होंने पार्किंसंस की एक विशिष्ट दवा, जिसे रासागिलिन मेसिलेट (Rasagiline Mesylate) कहा जाता है, को नाक के माध्यम से सीधे मस्तिष्क तक पहुँचाने के लिए एक आदर्श "स्मार्ट जेल" बनाने की कोशिश की। उन्होंने केवल अनुमान नहीं लगाया; उन्होंने दर्जनों अलग-अलग सामग्रियों के संयोजनों का परीक्षण करने के लिए 'सेंट्रल कंपोजिट डिजाइन' नामक एक परिष्कृत गणितीय मानचित्र का उपयोग किया। उनका मुख्य लक्ष्य उस सटीक मिश्रण को खोजना था जो शरीर के तापमान के संपर्क में आते ही इतनी जल्दी जेल में बदल जाए कि वह नाक में टिकी रहे, नाक की दीवारों से पर्याप्त समय तक चिपकी रहे, और दवा को आसानी से गुजरने दे। उन्होंने दो प्रमुख सामग्रियों पर ध्यान केंद्रित किया: पोलोक्सामर 407 (Poloxamer 407), एक पॉलीमर जो "जेल बनाने वाले" के रूप में कार्य करता है, और डोडेसिल माल्टोसाइड (Dodecyl Maltoside), एक सहायक सामग्री जो कोशिकाओं के बीच के तंग जोड़ों को खोलने वाली "चाबी" के रूप में कार्य करती है ताकि दवा आसानी से फिसल सके।

शोधकर्ताओं ने पाया कि रेसिपी (नुस्खा) का बहुत महत्व है। उन्होंने पाया कि यदि आप जेल बनाने वाले पदार्थ का बहुत अधिक उपयोग करते हैं, तो मिश्रण बहुत धीरे बनता है, और यदि आप बहुत कम उपयोग करते हैं, तो यह बिल्कुल भी नहीं जुड़ पाता। अपने परीक्षणों के माध्यम से, उन्होंने एक "गोल्डिलॉक्स" फॉर्मूला (जिसे RM1 लेबल किया गया है) की पहचान की जिसमें 22.5% पोलोक्सामर 407 और 1.5% डोडेसिल माल्टोसाइड शामिल है। यह विशिष्ट मिश्रण एक विजेता साबित हुआ: शरीर के तापमान पर पहुँचने पर यह लगभग 37 सेकंड में तरल से जेल में बदल गया, जो प्रभावी होने के लिए पर्याप्त तेज़ है। इसमें एक मजबूत "चिपचिपाहट" (म्यूकोएडहेसिव स्ट्रेंथ) भी थी जो लगभग 2000 डाइन/सेमी² थी, जिसका अर्थ है कि यह बाहर रिसने के बजाय नाक की परत से चिपका रहेगा। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इस फॉर्मूले ने दवा को ऊतकों (टिश्यू) के माध्यम से 0.00203 सेमी/सेकेंड की दर से पार करने की अनुमति दी, जो यह दर्शाता है कि यह उन बाधाओं के पास से सफलतापूर्वक घुसपैकी कर सकता है जो आमतौर पर दवा को रोक देती हैं।

टीम ने यह भी जाँच की कि क्या यह जेल सुरक्षित और उपयोग में सुखद होगा। उन्होंने pH को मापा और पाया कि यह लगभग 7.3 है, जो शरीर के प्राकृतिक pH के बहुत करीब है और इससे जलन या कष्ट के बजाय आराम महसूस होना चाहिए। जब उन्होंने परीक्षण किया कि यह बोतल से कैसे स्प्रे होता है, तो यह एक अच्छी तरह से प्रशिक्षित तीरंदाजों की टीम की तरह व्यवहार करता है: स्प्रे का पैटर्न सममित (symmetrical) था, बूंदों का आकार एक समान था (जिसका D90 198.8 μm था, जिसका अर्थ है कि अधिकांश बूंदें इतनी छोटी थीं कि वे नाक में रह सकें लेकिन इतनी सूक्ष्म भी नहीं कि फेफड़ों में चली जाएँ), और स्प्रे केवल 104 मिलीसेकंड में बाहर निकला। स्प्रे का "प्लूम" (बादल जैसा प्रसार) 46.1° के एक सटीक कोण पर फैला, जिसने बिना दवा बर्बाद किए नाक के क्षेत्र को समान रूप से कवर किया।

हालाँकि यह शोध पत्र सुझाव देता है कि यह थर्मोजेलिंग नेज़ल स्प्रे पार्किंसंस की दवा को सीधे मस्तिष्क तक पहुँचाने के लिए एक अत्यधिक आशाजनक रणनीति है, लेखक सावधानी बरतते हुए नोट करते हैं कि ये परिणाम प्रयोगशाला परीक्षणों और सिमुलेशन पर आधारित हैं, न कि अभी तक मानव रोगियों पर। उन्होंने सिद्ध कर दिया है कि जेल टेस्ट ट्यूब और पशु ऊतकों पर अच्छी तरह से काम करता है, जिससे यह स्पष्ट होता है कि भौतिकी और रसायन विज्ञान सुदृढ़ हैं। उन्होंने जेल बनाने वाले पदार्थ की उच्च सांद्रता (जैसे 30%) वाले फॉर्मूलेशन को स्पष्ट रूप से खारिज कर दिया, क्योंकि वे संस्करण बहुत धीरे बनते थे और उनमें दवा को गुजरने देना भी कठिन था। अध्ययन का निष्कर्ष है कि हालांकि यह विशिष्ट नेज़ल जेल अभी तक कोई रामबाण इलाज नहीं है, फिर भी यह एक गैर-आक्रामक (non-invasive) कदम है जो एक ऐसे वितरण तंत्र को डिजाइन करने में मदद कर सकता है जो एक दिन पार्किंसंस के रोगियों को उनकी दवा वहां पहुँचाने में मदद कर सके जहाँ उसकी सबसे अधिक आवश्यकता है, बिना गोलियों के झंझट या शरीर के पाचन तंत्र में दवा खो जाने के जोखिम के।