Phenobarbital loaded microemulsion: development, kinetic release and quality control

ABSTRACT This study aimed to obtain and characterize a microemulsion (ME) containing phenobarbital (PB). The PB was incorporated in the proportion of 5% and 10% in a microemulsion system containing Labrasol(r), ethanol, isopropyl myristate and purified water. The physicochemical characterization was performed and the primary stability of the ME was evaluated. An analytical method was developed using spectrophotometry in UV  = 242 nm. The kinetics of the in vitro release (Franz model) of the ME and the emulsion (EM) containing PB was evaluated. The incorporation of PB into ME at concentrations of 5 and 10% did not change pH and resistance to centrifugation. There was an increase in particle size, a decrease of conductivity and a change in the refractive index in relation to placebo ME. The ME remained stable in preliminary stability tests. The analytical method proved to be specific, linear, precise, accurate and robust. Regarding the kinetics of the in vitro release, ME obtained an in vitro release profile greater than the EM containing PB. Thus, the obtained ME has a potential for future transdermal application, being able to compose a drug delivery system for the treatment of epilepsy.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar uma microemulsão (ME) contendo fenobarbital (FEN). O FEN foi incorporado na proporção de 5% e 10% em um sistema microemulsionado composto por labrasol(r), etanol, miristato de isopropila e água purificada. Foi realizada a caracterização físico-química e avaliada a estabilidade preliminar da ME. Desenvolveu-se um método analítico por espectrofotometria em UV  = 242 nm. Foi avaliada a cinética de liberação in vitro (em modelo de Franz) da ME e da emulsão (EM) contendo FEN. A incorporação do FEN em ME nas concentrações de 5 e 10% não alterou o pH e a resistência à centrifugação. Houve aumento do tamanho da partícula, redução da condutividade e alteração do índice de refração em relação à ME placebo. A ME manteve-se estável nos ensaios de estabilidade preliminar. O método analítico demonstrou ser específico, linear, preciso, exato e robusto. Na cinética de liberação in vitro, a ME obteve um perfil de liberação in vitro superior a EM contendo FEN. Desta forma, a ME obtida tem potencial para uma futura aplicação transdérmica, podendo compor um sistema de liberação de fármacos para tratamento da epilepsia.

Desenvolvimento e validação de metodologias analíticas para quantificação de um derivado tiofênico em sistemas microemulsionados / Development and validation of analytical methodologies for measurement of a tiophene derivative in microemulsion systems

O presente trabalho teve por objetivo validar métodos por espectrofotometria UV-Vis e por CLAE para a análise quantitativa de um derivado do tiofeno, o 2-[(3,4-dicloro-benzilideno)-amino]-5,6-diidro-4H-ciclopen-ta[b]tiofeno-3-carbonitrila (5CN05) e aplicá-los no doseamento da molécula contida em microemulsões, Os métodos propostos foram validados conforme a Resolução 899/2003 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), O comprimento de onda de máxima absorção do fármaco 5CN05 foi detectado em λ max= 387nm, O método espectrofotométrico validado mostrou-se seletivo, apresentando linearidade na faixa de 3 a 16 µg.mL-1, coeficiente de correlação (r) igual a 0,9998 e limites de detecção e quantificação de 0,12 µg.mL-1 e 0,41 µg.mL-1, respectivamente, Para o método CLAE, observou-se linearidade na faixa de 0,1 a 3,0 µg.mL-1, r = 0,99915, limites de detecção e quantificação de 0,07 µg.mL-1 e 0,10 µg.mL-1 respectivamente, Para ambos os métodos, os parâmetros precisão, exatidão e robustez mostraram-se adequados para o uso pretendido, As metodologias propostas podem ser seguramente aplicadas para quantificação do 5CN05 em produtos farmacêuticos como microemulsões...

This study aims to validate methods of Uv-Vis) and HPLC for quantitative determination of a thiophene derivative, 2 - [(3,4-dichloro -benzylidene)-amino] -5,6-dihydro-4H-cyclopentyl-ta [b] thiophene-3- carbonitrile referred in this study as 5CN05, and apply them to quantify the 5CN05 in microemulsions. The proposed methods were validated according to the Resolution RE 899/2003 of the National Health Surveillance Agency (ANVISA). The 5CN05 was detected by UV-Vis at λ max= 387nm. The validated UVVis UVVis method proved to be selective, showing linearity in the range of 3-16 µg.mL-1, correlation coefficient (r) of 0.9998 and limits of detection and quantification of 0.12 µg.mL-1 and 0.41 µg.mL-1 respectively. For the CLAE method the linearity was observed in the range 0.1 to 3.0 µg.mL-1, r = 0.99915, limits of detection and quantification of 0.07 µg.mL-1 and 0.10 µg.mL-1 respectively. For both UV-Vis and CLAE methods, the precision parameters, accuracy and robustness were adequate for the intended use. The proposed methodologies can be safely applied to quantify the 5CN05 in pharmaceutical microemulsions products...

Microemulsion based on Pterodon emarginatus oil and its anti-inflammatory potential

This article reports the development of a pharmaceutical product containing vegetable actives from a Brazilian medicinal plant. The possibility of forming a microemulsion using Pterodon emarginatus ("sucupira") oil was evaluated and the anti-inflammatory potential of this microemulsion was also examined. A formulation was developed using P. emarginatus oil, a mixture of ethoxylated Castor Oil (Ultramone(r) R-540/propylene glycol 2:1) (surfactant/cosurfactant) and distilled water at a ratio of 10:15:75, respectively. The microemulsion which was selected was then subjected to the preliminary stability test and analyzed in terms of average diameter of droplets, pH, zeta potential, and polydispersity index, on the 1st, 7th, 15th, and 30th days after preparation and stored at different temperatures (5 ± 2 °C, 25 ± 2 °C, and 40 ± 2 °C). The anti-inflammatory in vivo activity of both oil and formulation were evaluated, using the experimental model of croton oil-induced ear edema. The preliminary stability test showed that the microemulsion stored at 5 and 25 °C retained its original features throughout the 30-day period. The anti-inflammatory potential of both oil and formulation was shown to be statistically significant (p < 0.001), when compared to the control group, however, the microemulsion proved to be more effective (p < 0.05) than the oil when applied directly to the ear.

Descrevemos o desenvolvimento de um produto farmacêutico contendo ativo vegetal baseado em uma planta medicinal brasileira. Foi avaliada a habilidade de formação de uma microemulsão à base do óleo de Pterodon emarginatus (sucupira) e seu potential anti-inflamatório. Uma formulação foi desenvolvida utilizando o óleo de P. emarginatus, mistura de óleo de mamona etoxilado (Ultramona(r) R-540)/propilenoglicol (2:1) (tensoativo/cotensoativo) e água destilada, na proporção de 10:15:75, respectivamente. A microemulsão selecionada foi submetida ao teste preliminar de estabilidade e foi analisada quanto ao diâmetro médio das gotículas, pH, potential zeta e índice de polidispersão, no 1º, 7º, 15º e 30º dias após o preparo e foram estocadas em diferentes temperaturas (5±2 °C, 25±2 °C e 40±2 °C). Avaliaram-se a atividade anti-inflamatória in vivo do óleo de sucupira e da formulação, usando o modelo experimental do edema de orelha induzido pelo óleo de cróton. No teste preliminar de estabilidade observou-se que a formulação estocada a 5 °C e a 25 °C mantiveram suas características originais durante 30 dias. O potencial anti-inflamatório de ambos, óleo de sucupira e formulação foi estatisticamente significativo (p <0.001), quando comparado ao controle, porém a microemulsão foi mais eficiente (p <0.05) que o óleo aplicado diretamente nas orelhas dos animais.

Mucoadhesive microemulsion of ibuprofen: design and evaluation for brain targeting efficiency through intranasal route

This study aimed at designing mucoadhesive microemulsion gel to enhance the brain uptake of Ibuprofen through intranasal route. Ibuprofen loaded mucoadhesive microemulsion (MMEI) was developed by incorporating polycarbophil as mucoadhesive polymer into Capmul MCM based optimal microemulsion (MEI) and was subjected to characterization, stability, mucoadhesion and naso-ciliotoxicity study. Brain uptake of ibuprofen via nasal route was studied by performing biodistribution study in Swiss albino rats. MEI was found to be transparent, stable and non ciliotoxic with 66.29 ± 4.15 nm, -20.9 ± 3.98 mV and 98.66 ± 1.01% as average globule size, zeta potential and drug content respectively. Transmission Electron Microscopy (TEM) study revealed the narrow globule size distribution of MEI. Following single intranasal administration of MMEI and MEI at a dose of 2.86 mg/kg, uptake of ibuprofen in the olfactory bulb was around 3.0 and 1.7 folds compared with intravenous injection of ibuprofen solution (IDS). The ratios of AUC in brain tissues to that in plasma obtained after nasal administration of MMEI were significantly higher than those after intravenous administration of IDS. Findings of the present investigation revealed that the developed mucoadhesive microemulsion gel could be a promising approach for brain targeting of ibuprofen through intranasal route.

O objetivo deste trabalho foi planejar microemulsão/mucoaesiva em gel a fim de melhorar a captação cerebral de ibuprofeno por via intranasal. A microemulsão para mucoadesão com ibuprofeno (MMEI) foi desenvolvida pela incorporação de policarbofil como polímero mucoadesivo em microemulsão otimizada (MEI) com base em Capmul (MCM) e foi submetida à caracterização, estabilidade, mucoadesão e naso-ciliotoxicidade. A captação cerebral de ibuprofeno pela via nasal foi estudada por meio de estudo de biodistribuição em ratos albinos suíços. MEI se mostrou transparente, estável e não ciliotóxica, com 66,29 ± 4,15 nm, -20,9 ± 3,98 mV e 98,66 ± 1,01%, respectivamente, de tamanho médio dos glóbulos, potencial zeta e conteúdo do fármaco. O estudo revelou o estreita distribuição do tamanho dos glóbulos de MEI. Após administração intranasal única de MMEI e MEI, em dose de 2,86 mg/kg, a captação de ibuprofeno no bulbo olfativo foi em torno de 3,0 e 1,7 vezes maior, comparativamente, à injeção endovenosa de ibuprofeno (IDS). As taxas de ASC em tecido cerebral em relação ao plasma, obtidas após administração da MMEI nasal, foram, significativamente, mais elevadas do que aquelas observadas após a administração intravenosa de IDS. Os resultados do presente estudo mostraram que a microemulsão/mucoadesiva em gel poderia ser uma abordagem promissora para o direcionamento cerebral de ibuprofeno por via intranasal.

Respostas cardiorrespiratória e metabólica do propofol nas formulações em emulsão lipídica ou microemulsão em gatas / Cardiorespiratory and metabolic answer with microemulsion and lipid emulsion of propofol in cats

O presente estudo objetiva avaliar os efeitos cardiorrespiratórios e metabólicos do propofol em emulsão lipídica e microemulsão em gatas. Foram utilizadas 12 gatas, hígidas, adultas, alocadas em dois grupos: microemulsão (MICRO, n=6) e emulsão lipídica (EMU, n=6), os quais receberam propofol, na respectiva formulação, em dose suficiente para intubação. Em seguida, foram intubados, fornecendo-se oxigênio 100%, em sistema sem reinalação de gases. Ato contínuo, iniciou-se a infusão de propofol na dose de 0,3mg kg-1 min-1 durante 90 minutos. A dose necessária para indução foi de 9,5±1,3mg kg-1 e 10±1mg kg-1 para MICRO e EMU, respectivamente. Os valores de pressão arterial sistólica (PAS), pressão arterial média (PAM), pressão arterial diastólica (PAD) e pH foram menores, em todos os momentos, no EMU em relação ao MICRO; a f do EMU foi menor de T30 até T75 em relação ao MICRO. A PaCO2 do EMU foi maior de T15 até T90. Os tempos de extubação, decúbito esternal, deambulação e recuperação total foram de 40,6±30,7; 91±37,5; 134,5±54,5 e 169,1±55,4 minutos no MICRO e de 68,8±37,3; 133,3±85,3; 171,3±77,1 e 233,1±60,6 minutos no EMU, respectivamente. Houve aumento da enzima Alanina Aminotransferase de 12 às 72h no EMU e de 48 às 72h no MICRO. O propofol em microemulsão apresentou características clínicas de indução e manutenção, bem como efeitos metabólicos semelhantes à formulação em emulsão lipídica. A formulação em microemulsão proporcionou maior estabilidade cardiovascular e respiratória para indução e infusão contínua em gatas hígidas.

The aim of the present study was to evaluate the cardiorespiratory and metabolic effects from lipid emulsion and microemulsion of propofol in cats. Twelve healthy adult cats were included, and divided into two groups: microemulsion group (MICRO, n=6) and lipid emulsion (EMU, n=6), where they received propofol in the respective formulation, in a dose sufficient for intubation. The animals were then intubated and provided with 100% oxygen through a non-rebreathing circuit. Immediately after, the infusion of propofol was initiated (0.3mg kg-1 min-1) and maintained for 90 minutes. The dose required for induction was 9.5±1.3mg kg-1 and 10±1mg kg-1 in MICRO and EMU, respectively. The SAP, MAP, DAP and pH values were lower in all moments in EMU when compared to MICRO; the RR in EMU was lower from T30 to T75 in comparison to MICRO. The paCO2 was greater in the EMU from T15 to T90. The times to extubation, sternal recumbency, ambulation and total recovery were 40.6±30.7, 91±37.5, 134.5±54.5 and 169.1±55.4 minutes in MICRO and 68.8±37.3, 133.3±85.3, 171.3±77.1 and 233.1±60.6 minutes in EMU, respectively. There was an increase of the enzyme alanine aminotransferase from 12 to 72 hours in EMU and in MICRO from 48 to 72 hours. The propofol in microemulsion presents clinical characteristics of induction and maintenance, and metabolic effects similar to the formulation in lipid emulsion. The microemulsion formulation provides a better cardiovascular and respiratory stability for induction and continuous infusion in healthy cats.

Evaluation of the clinical and cardiorespiratory effects of propofol microemulsion in dogs / Efeitos clínicos e cardiorespiratórios do propofol em microemulsão em cães

This research aimed to evaluate the clinical and cardiorespiratory effects of a propofol formulation with nanometer droplet diameter in dogs. Six adult healthy female dogs weighing 14.8±1.2kg were used in this study. Each dog received two treatments with a 15-day washout period. A microemulsion (MICRO) or lipid emulsion (EMU) of propofol was administered intravenously (IV) for induction and maintenance of anesthesia. Anesthesia was maintained with a constant rate infusion of propofol (0.4mg kg-1 minute-1). Cardiorespiratory variables were recorded before induction (baseline), immediately after and at 15-minute intervals for 90 minutes after treatment. Arterial blood samples were also taken for blood gas analysis, except at 45 and 75 minutes after induction. The mean arterial pressure decreased significantly during both treatments, while the cardiac index decreased significantly only in MICRO treatment. The time to extubation, sternal recumbency, ambulation and total recovery was similar in both treatments. Opisthotonos was observed in 33% of the animals in each treatment. The propofol microemulsion presented clinical and respiratory parameters similar to those obtained with the lipid emulsion commercially available, but had some significantly different hemodynamic characteristics when used for inducing and maintaining anesthesia. Based only in these results, no advantages are seen in the use of this new microemulsion.

Este estudo tem o objetivo de avaliar os efeitos clínicos e cardiorrespiratórios de uma formulação de propofol formada por nanopartículas, em cães. Para esse propósito, seis cães hígidos, adultos, fêmeas, com peso médio de 14,8±1,2kg foram utilizados. Cada cão recebeu dois tratamentos, sendo que entre estes foi permitido aos animais um período de washout de 15 dias. Os animais receberam propofol em microemulsão (MICRO) ou em emulsão lipídica (EMU) por via intravenosa (IV) para a indução e manutenção da anestesia. A anestesia foi mantida com velocidade de infusão constante (0,4mg kg-1 min-1). As variáveis cardiorrespiratórias foram mensuradas antes da indução (basal), imediatamente após a indução, e então a cada 15 minutos, durante 90 minutos. Amostras de sangue arterial também foram colhidas para análise de gases sanguíneos, exceto aos 45 e 75 minutos após a indução. A pressão arterial média diminuiu significativamente com a utilização de ambos os tratamentos, enquanto o índice cardíaco reduziu significativamente somente com o tratamento MICRO. O tempo necessário para extubação, decúbito esternal, deambulação e recuperação total foi semelhante em ambos os grupos. Opistótono foi observado em 33% dos animais em cada tratamento. A microemulsão de propofol apresentou parâmetros clínicos e respiratórios semelhantes àqueles obtidos com a emulsão lipídica comercialmente disponível, porém mostrou algumas características hemodinâmicas diferentes, quando utilizada para a indução e manutenção da anestesia. Com base somente nesses resultados, não são observadas vantagens na utilização da microemulsão.

Microemulsão: um promissor carreador para moléculas insolúveis / Microemulsion: a promising carrier system for insoluble compounds

Microemulsão (ME) é um sistema que foi descoberto por Hoar e Schulman no ano de 1943 e que é termodinamicamente estável e isotropicamente translúcido de dois líquidos imiscíveis (óleo/água), estabilizados por um filme interfacial de tensoativos. O estudo de sistemas microemulsionados se baseia nas suas três teorias de formação: (1) teoria da solubilização, (2) teoria da tensão interfacial e (3) teoria termodinâmica. A estrutura formada é influenciada pelas propriedades físico-químicas dos componentes utilizados e da razão entre os componentes. O objetivo desta revisão foi avaliar o estado da arte de sistemas microemulsionados enfatizando uma abordagem teórica. Além disso, os recentes avanços sobre a aplicabilidade clínca e utilização como carreador de moléculas insolúveis foram discutidas.

Microemulsions (ME) are thermodynamically stable and isotropic systems of two immiscible liquids (oil/water), stabilized by an interfacial film of surfactants, discovered by Hoar and Schulman in 1943. The study of ME formation is based on three areas of theory: (1) solubilization, (2) interfacial tension and (3) thermodynamics. ME structures are influenced by the physicochemical properties and proportions of their ingredients. The goal of this review is to assess the state of the art of microemulsified systems, from a theoretical viewpoint. Also, recent progress on their clinical application and use as carriers for insoluble compounds is discussed.

Effect of cosurfactant on the supramolecular structure and physicochemical properties of non-ionic biocompatible microemulsions / Efeito de cotensoativo na obtenção e nas propriedades físico-químicas de microemulsões não iônicas

Microemulsions are transparent, homogeneous and thermodynamically stable systems, formed spontaneously under a specific set of experimental conditions from mixtures of water and oil phases stabilized by a surfactant or a mixture of surfactant and cosurfactant. These systems exhibit some unique properties that make them particularly interesting as delivery systems, as much for the oral as for the topical route. In the present work, we have studied the domain of existence of non-ionic microemulsion systems within pseudo-ternary phase diagrams. The results show a large area of microemulsion domain for O/W and W/O microemulsions. Depending on the proportion of components the apparent viscosity of the systems varied significantly. We have found that the presence of ethanol as cosurfactant affects the physical properties particularly the apparent viscosity and relative density. Analysis of the data indicated that the studied systems behave as non-Newtonian pseudoplastic shear-thinning fluids appropriated for pharmaceutical and cosmetic applications.

Microemulsões são sistemas transparentes, homogêneos e termodinamicamente estáveis, formados espontaneamente, sob determinadas condições experimentais, a partir de misturas de água e fase oleosa estabilizadas por tensoativo ou por mistura de tensoativo e cotensoativo. Esses sistemas exibem propriedades diferenciadas, as quais os tornam particularmente interessantes como sistemas de liberação, principalmente pelas vias oral e tópica. Nesse trabalho foi estudado o domínio da existência de sistemas microemulsionados não iônicos, através de diagramas de fase pseudo-ternários. Os resultados mostraram uma grande área de domínio para microemulsões O/A e A/O, onde A e O referem-se a água e óleo, respectivamente. Dependendo das proporções dos componentes, a viscosidade aparente dos sistemas variou significantemente. Foi determinado que a presença de etanol como cotensoativo modificou as propriedades físico-químicas dos sistemas, particularmente da viscosidade aparente e da densidade relativa. A análise dos dados mostrou que o sistema estudado comporta-se como um fluido não-Newtoniano pseudoplástico próprio para aplicações farmacêuticas e cosméticas.