Nasal powders for delivery of disease modifying agents in early treatment of Alzheimer’s disease: formulation and characterization

Abstract

The research conducted during this Ph.D. led to the development of a first prototype of a 2-drug powder formulation for nasal delivery with interesting features for the management of Alzheimer’s disease. First of all, the study proposed a flurbiprofen powder with suitable characteristics for nasal administration and nose-to-brain targeting. The powder comprised spray-dried flurbiprofen sodium microparticles, fast dissolving and sustaining extensive drug transport ex vivo across a model tissue of nasal mucosa. The construction of the final nasal dosage form continued through the agglomeration of the flurbiprofen microparticles with spray-dried excipient microparticles. In a rat animal model both flurbiprofen microparticles and agglomerates allowed for the drug to enter the central nervous system and enhanced its brain disposition compared to systemic drug administration by intravenous injection. The combination of flurbiprofen spray-dried microparticles with a second drug in powder form was the next step to better address Alzheimer’s disease by the so-called “multi-target approach”. To this purpose, insulin spray-dried microparticles were studied and combined with flurbiprofen ones in form of agglomerates for nasal delivery.

Il lavoro condotto in questo Dottorato di ricerca ha portato allo sviluppo di una formulazione in polvere per la veicolazione nasale di due sostanze attive per il trattamento del morbo di Alzheimer. Dapprima è stata sviluppata una polvere di flurbiprofene con caratteristiche adatte alla somministrazione nasale e alla veicolazione naso-cervello del farmaco. La polvere consisteva in microparticelle spray-dried di flurbiprofene sodico, caratterizzata da rapida dissoluzione e capace di produrre un trasporto ex vivo di farmaco attraverso un tessuto modello di mucosa nasale. La costruzione di una forma di dosaggio nasale finale è continuata attraverso l’agglomerazione delle microparticelle di flurbiprofene con microparticelle spray-dried di eccipiente. In un modello animale murino le microparticelle e gli agglomerati di flurbiprofene hanno consentito al farmaco di entrate nel sistema nervoso centrale e hanno aumentato la sua disponibilità nel cervello rispetto alla somministrazione sistemica di flurbiprofene per via endovenosa. L’ultima fase del lavoro è stata la combinazione di microparticelle spray-dried di flurbiprofene con una seconda sostanza attiva in forma di polvere per il cosiddetto “approccio multi-target” per il trattamento della malattia di Alzheimer. A questo scopo, sono state studiate microparticelle spray-dried di insulina e combinate con quelle di flurbiprofene in forma di agglomerati.