Systemy terapeutyczne

Określenie „system terapeutyczny” kojarzy się z zaawansowaną technologią i nowoczesnym podejściem do leczenia. Ale czym tak naprawdę są systemy terapeutyczne? W jakim celu zostały stworzone i jakie są ich możliwości?

System terapeutyczny jest nowoczesnym urządzeniem lub postacią leku. Jego innowacyjność polega na zaprogramowanej szybkości uwalniania substancji aktywnej. Środek leczniczy uwalniany jest przez określony czas, w zależności od systemu - od kilku godzin do nawet kilku lat! W tym czasie ich konstrukcja zapewnia stałe stężenie substancji leczniczej w organizmie. Uwalnianie leku przebiega bowiem z tzw. kinetyką zerowego rzędu. Oznacza to, że szybkość, z jaką substancja zostaje uwolniona z systemu terapeutycznego nie zależy od ilości leku, jaka pozostała w systemie. W klasycznych postaciach leku o przedłużonym działaniu, substancja czynna nie jest uwalniana z jednakową szybkością przez cały czas. Im mniej leku pozostaje w danej postaci leku tym bardziej szybkość ta maleje. W związku z tym utrzymanie stałego poziomu substancji leczniczej w surowicy jest zdecydowanie trudniejsze.

Systemy terapeutyczne natomiast, dzięki ich odpowiedniej konstrukcji, umożliwiają przez określony czas uzyskanie równomiernego uwalniania substancji leczniczej i co za tym idzie stałego stężenia we krwi. Podstawowym celem stosowania systemów terapeutycznych jest zatem zapewnienie stałego i długotrwałego nadzoru nad wprowadzaniem leku do organizmu. Modyfikacja uwalniania substancji leczniczej wymusiła także zmianę w sposobie charakteryzowania systemów terapeutycznych. Nie są one opisywane, tak jak w tradycyjnych postaciach leków - dawką, ale ilością substancji leczniczej, jaka jest doprowadzana do organizmu w określonej jednostce czasu oraz okresem, w którym szybkość uwalniania jest wartością stałą.

Budowa systemu terapeutycznego może być bardzo różna i zależy przede wszystkim od mechanizmu uwalniania substancji leczniczej, jaki jest wykorzystywany w danym systemie oraz miejsca stosowania. Choć konstrukcje systemów terapeutycznych są zróżnicowane, to można wyróżnić trzy stałe elementy ich budowy: zbiornik zawierający substancję leczniczą (w postaci stałej, roztworu lub zawiesiny), element kontrolujący uwalnianie (dozowanie) - materiał matrycy, półprzepuszczalna membrana lub kapilara, źródło energii (gradient stężeń, ciśnienie osmotyczne, energia elektryczna lub mechaniczna).

Systemy terapeutyczne w zależności od sposobu (drogi) podania i miejsca, z którego wchłaniana jest substancja lecznicza, można podzielić na:

doustne,

transdermalne (przezskórne),

okulistyczne,

domaciczne,

implantacyjne,

infuzyjne.

Jak widać termin system terapeutyczny jest bardzo pojemny. Obejmuje bowiem urządzenia i postaci leku o różnych konstrukcjach i sposobie stosowania. Właśnie ta różnorodność umożliwia wykorzystanie systemów terapeutycznych w przypadku bardzo wielu schorzeń. Stosowane są między innymi w leczeniu hormonalnym, terapii cukrzycy, choroby nadciśnieniowej, a nawet w leczeniu uzależnienia od nikotyny.

Zobacz również:

Doustne systemy terapeutyczne wyglądają z pozoru jak zwykłe tabletki. Jak się im jednak dokładnie przyjrzeć, to w otoczce widoczna jest zazwyczaj niewielka „dziurka” o średnicy zaledwie 0,05-0,15 mm. Przez ten otwór, zwany dozującym, substancja lecznicza przedostaje się do światła przewodu pokarmowego (żołądka lub jelit). Doustne systemy terapeutyczne mogą mieć budowę jedno - lub dwukomorową. Te pierwsze nazywane są elementarnymi pompami osmotycznymi (OROS).

Mechanizm ich działania opiera się na ciśnieniu osmotycznym. Powstaje ono na skutek rozpuszczania substancji leczniczej w wodzie, która przedostaje się do wnętrza OROS przez wybiórczo przepuszczalną błonę. Budowa systemu dwukomorowego (OROS push pull) umożliwia z kolei uwalnianie substancji leczniczych niezdolnych do wytworzenia wystarczającego ciśnienia osmotycznego, czyli związków trudno rozpuszczalnych w wodzie. W jednej komorze znajduje się substancja osmotycznie czynna (najczęściej chlorek sodu), która na takiej samej zasadzie jak w systemie jednokomorowym wytwarza ciśnienie osmotyczne. Ono z kolei napiera na elastyczną błonę oddzielającą obie komory i wypycha przez otwór dozujący, znajdującą się w drugiej komorze, zawiesinę substancji leczniczej. Doustne systemy terapeutyczne zawierają takie substancje lecznicze, jak: acetazolamid, indometacyna, siarczan litu, siarczan żelaza, metoprolol, nitrendypina.

Transdermalne systemy terapeutyczne (TTS) mają postać plastra przyklejanego na skórę. Zbudowane są z kilku warstw, z których jedna zawiera substancję leczniczą. W zależności od konstrukcji plastra wyróżnia się systemy membranowe i matrycowe. Obecnie prowadzone są także badania nad systemem mikroelektronicznym oraz systemami terapeutycznymi wykorzystującymi ultradźwięki. Dotychczas zostały opracowane TTS do podawania m.in. nikotyny, diazotanu izosorbidu, nitrogliceryny, hyoscyny, fentanylu i estradiolu. Stosowane są zatem w terapii przeciwnikotynowej, kormonalnej, w dusznicy bolesnej i in.

Okulistyczne systemy terapeutyczne (OTS) umiejscawiane są w worku spojówkowym. Działają na zasadzie dyfuzji. Substancja lecznicza uwalniana jest z insertu do płynu łzowego przez odpowiednią membranę. Obecnie jedynym lekiem stosowanym w postaci systemów terapeutycznych do oczu jest pilokarpina. Jej biodostępność z OTS w porównaniu do tradycyjnych kropli do oczu jest aż osiem razy większa. Dzięki temu możliwe jest znaczne zmniejszenie podawanej dawki. Wadą okulistycznych systemów jest pewien dyskomfort, związany z umiejscowieniem OTC przez dłuższy czas w jednym miejscu.

Domaciczny system terapeutyczny ma na celu udoskonalenie stosowanych dotychczas metod antykoncepcyjnych. Jego kształt przypomina literę T, w której ramię pionowe stanowi zbiornik substancji czynnej (np. progesteronu). Ramię górne ma na celu utrzymanie systemu w macicy, natomiast dwie nylonowe nitki umocowane do zbiornika leku umożliwiają usunięcie systemu. Uwalnianie zawartości odbywa się wskutek dyfuzji przez błonę tworzącą ścianę zbiornika.

Implentacyjne systemy terapeutyczne są najczęściej wytwarzane na bazie sylikonów, które pełnią funkcję zbiornika substancji leczniczej i jego ścianki. Mają postać kapsuł, kulek lub tubusów. Umieszczane są pod skórą po uprzednim nacięciu chirurgicznym, na okres od 1 roku do 7 lat. Uwalnianie leku odbywa się poprzez dyfuzję, z matrycy do tkanki. Ten rodzaj systemów terapeutycznych wykorzystywany jest w celach antykoncepcyjnych. Substancjami czynnymi są np. estradiol i lewonogestel. Dostępne są już także systemy na bazie biodegradowalnych polimerów (np. kwasu mlekowego i glikolowego), dzięki którym nie ma konieczności usuwania chirurgicznego implantu. Aktualnie w postaci takiego systemu występuje octan gosereliny. Obecnie opracowywane są również systemy implantacyjne leków peptydowych, które byłyby uwalniane w wyniku degradacji matrycy poprzez enzymy tkankowe obecne w miejscu implantacji.

Infuzyjne systemy terapeutyczne pozwalają na dostarczanie substancji leczniczej bezpośrednio do naczynia krwionośnego. Mogą być wszczepiane pod skórę lub znajdować się na zewnątrz (np. na przedramieniu lub klatce piersiowej). Ich konstrukcja jest bardzo zróżnicowana. Uzależniona jest od wykorzystywanego w danym systemie źródła energii, którym może być osmoza, energia mechaniczna lub elektryczna. W postaci infuzyjnych systemów terapeutycznych występują m.in. insulina, heparyna, morfina oraz leki przeciwbólowe.

Marta Grochowska

Źródło:

Janiski S., Fiebig A., Sznitowska M. (red): Farmacja stosowana. Podręcznik dla studentów farmacji. PZWL, Warszawa 2006.