Biologische beschikbaarheid verwijst naar het aandeel van een geneesmiddel dat na toediening de systemische circulatie bereikt. Het is een cruciale factor bij het bepalen van de werkzaamheid en veiligheid van een medicijn. Veel geneesmiddelmoleculen hebben een slechte biologische beschikbaarheid als gevolg van verschillende factoren, zoals een lage oplosbaarheid in water, slechte absorptie en een uitgebreid first-pass-metabolisme. Eén benadering om de biologische beschikbaarheid te verbeteren is door kleine chemische veranderingen in het medicijnmolecuul aan te brengen.

Dit kan worden bereikt via verschillende strategieën:

Prodrugontwerp: Een prodrug is een chemisch derivaat van een medicijn dat biotransformatie in het lichaam ondergaat om het actieve medicijn vrij te geven. Prodrugs zijn ontworpen om de biologische beschikbaarheid van het medicijn te verbeteren door specifieke problemen aan te pakken. Een prodrug kan bijvoorbeeld beter in water oplosbaar zijn dan het moedergeneesmiddel, waardoor de absorptie wordt verbeterd. Eenmaal in het lichaam splitsen enzymen de prodrug om het actieve medicijn vrij te geven.

Zoutvorming: Zoutvorming omvat het combineren van een medicijn met een anorganisch of organisch zuur of base om een ​​zout te vormen. Dit kan de oplosbaarheid en de oplossnelheid van het geneesmiddel verbeteren, wat leidt tot een verbeterde biologische beschikbaarheid. De zoutvorm van een medicijn kan bijvoorbeeld beter oplosbaar zijn in waterige omgevingen, zoals het maagdarmkanaal, waardoor de absorptie ervan wordt vergemakkelijkt.

Complexatie: Complexatie omvat de vorming van een niet-covalent complex tussen een geneesmiddel en een complexvormer. Cyclodextrinen zijn bijvoorbeeld cyclische oligosachariden die inclusiecomplexen kunnen vormen met medicijnmoleculen. Deze complexen kunnen de oplosbaarheid, de oplossnelheid en de stabiliteit van geneesmiddelen verbeteren, waardoor de biologische beschikbaarheid wordt verbeterd.

Micronisatie: Micronisatie is een proces waarbij de deeltjesgrootte van een medicijn wordt teruggebracht tot het micronbereik. Dit vergroot het oppervlak van het medicijn, wat resulteert in een snellere oplossing en een verbeterde biologische beschikbaarheid. Gemicroniseerde geneesmiddelen verspreiden zich gelijkmatiger in waterige media, waardoor een efficiëntere absorptie mogelijk is.

Vaste dispersies: Vaste dispersies omvatten het dispergeren van een medicijn in een hydrofiele of hydrofobe dragermatrix in een vaste toestand. Deze techniek verbetert de oplosbaarheid en oplossingssnelheid van het geneesmiddel door de kristalliniteit van het geneesmiddel te minimaliseren en het oppervlak van het geneesmiddel te vergroten. Vaste dispersies kunnen worden bereid met behulp van verschillende methoden, zoals smeltextrusie, heetsmeltmengen en sproeidrogen.

Formuleringen van nanodeeltjes: Nanodeeltjes zijn systemen voor medicijnafgifte met deeltjesgroottes van 1 tot 100 nanometer. Ze kunnen de biologische beschikbaarheid verbeteren door de oplosbaarheid van geneesmiddelen te vergroten, het geneesmiddel tegen afbraak te beschermen en de doelgerichtheid van geneesmiddelen te verbeteren. Nanodeeltjes kunnen oraal, intraveneus of via andere toedieningswegen worden toegediend.

Door kleine chemische veranderingen in medicijnmoleculen aan te brengen of formuleringsstrategieën toe te passen, is het mogelijk hun biologische beschikbaarheid te verbeteren en hun therapeutische effecten te optimaliseren. Deze benaderingen zorgen ervoor dat medicijnen de systemische circulatie effectiever kunnen bereiken, wat leidt tot een verbeterde werkzaamheid van het medicijn en minder bijwerkingen.