Estratégias utilizadas para o incremento da solubilidade do fármaco antiretroviral classe II: Efavirenz / Strategies used to improve the solubility of a class ii antiretroviral drug: Efavirenz

O efavirenz (EFZ) é considerado um dos fármacos anti- HIV mais utilizados, porém, como a grande maioria dos antirretrovirais, é classificado como fármaco de classe II, segundo o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), por apresentar baixa solubilidade e alta permeabilidade. É bem conhecido que a solubilidade aquosa de um fármaco constitui requisito prévio à absorção e, assim, se faz uma das mais importantes barreiras à eficácia do medicamento. Desta forma, o aumento, através de tecnologias farmacêuticas, da dissolução aquosa e, conseqüentemente, da biodisponibilidade de fármacos pouco solúveis em água é considerado como um dos mais desafiantes aspectos no desenvolvimento moderno de fármacos. Este trabalho tem como objetivo realizar um levantamento da literatura cientifica e discussão sobre as principais técnicas aplicadas no melhoramento da dissolução do EFZ, dentre elas: dispersões sólidas, complexos de inclusão, sistemas multicomponentes e sistemas particulados nos últimos 10 anos (2004 ? 2014). Após levantamento bibliográfico, verificou-se maior número de publicações empregando a técnica de dispersões sólidas, provavelmente, porque a mesma é considerada uma técnica simples e de baixo custo. Desta forma, ficou claro que há grande interesse, por parte dos pesquisadores, de desenvolver métodos eficientes e econômicos que visam o melhoramento da dissolução aquosa deste fármaco e que o desenvolvimento de dispersões sólidas é, sem dúvida, uma solução interessante.(AU)

Efavirenz (EFZ) is considered one of the most used anti-HIV drugs. However, like the others anti-retroviral drugs, it is classified as a class II drug, according to the Biopharmaceutics Classification System (BCS), due to its low solubility and high permeability. It is well-known that the aqueous solubility of a drug is the prerequisite for its absorption and becomes one of the major barriers to the effectiveness of it. Thus, the improvement of the aqueous dissolution and, therefore, the bioavailability of drugs that are poorly soluble in water, is pursued by the pharmaceutical technology, once they are challenging aspects in the modern drug development. This paper aims, besides discussing, to perform a systematic review of the scientific literature regarding the main techniques applied in improving the dissolution of EFZ, including: solid dispersions, inclusion complexes, systems and multicomponent particulate systems; in the last 10 years (2004-2014). A greater number of publications using the technique of solid dispersions (SD) were found, probably because it is considered a simple and inexpensive technique. Therefore it is clear that there is great interest from researchers to develop efficient and economical methods aimed at improving the aqueous dissolution of EFZ and that the development of SD is, with no doubt, an interesting solution.(AU)

Preparation, characterization and evaluation of the in vivo trypanocidal activity of ursolic acid-loaded solid dispersion with poloxamer 407 and sodium caprate

Ursolic acid is a promising candidate for treatment of Chagas disease; however it has low aqueous solubility and intestinal absorption, which are both limiting factors for bioavailability. Among the strategies to enhance the solubility and dissolution of lipophilic drugs, solid dispersions are growing in popularity. In this study, we employed a mixture of the surfactants poloxamer 407 with sodium caprate to produce a solid dispersion containing ursolic acid aimed at enhancing both drug dissolution and in vivo trypanocidal activity. Compared to the physical mixture, the solid dispersion presented higher bulk density and smaller particle size. Fourier Transform Infrared Spectroscopy results showed hydrogen bonding intermolecular interactions between drug and poloxamer 407. X-ray diffractometry experiments revealed the conversion of the drug from its crystalline form to a more soluble amorphous structure. Consequently, the solubility of ursolic acid in the solid dispersion was increased and the drug dissolved in a fast and complete manner. Taken together with the oral absorption-enhancing property of sodium caprate, these results explained the increase of the in vivo trypanocidal activity of ursolic acid in solid dispersion, which also proved to be safe by cytotoxicity evaluation using the LLC-MK2 cell line.

O ácido ursólico é um candidato promissor para o tratamento da doença de Chagas, contudo este fármaco possui baixa solubilidade aquosa e limitada absorção intestinal, ambos os fatores limitantes da biodisponibilidade. Entre as estratégias para potencializar a solubilidade e a dissolução de fármacos lipofílicos, as dispersões sólidas estão crescendo em popularidade. Neste estudo, empregamos mistura dos tensoativos, poloxamer 407 e caprato de sódio, para produzir dispersão sólida contendo ácido ursólico, com o objetivo de aumentar tanto a dissolução do fármaco quanto a atividade tripanocida in vivo. Comparada à mistura física, a dispersão sólida apresentou maior densidade e menor tamanho de partícula. Os resultados da análise de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier mostraram interações intermoleculares do tipo ligações de hidrogênio entre o fármaco e o poloxamer 407. Os experimentos de difratometria de raio-X revelaram a conversão do fármaco de sua forma cristalina para a forma amorfa, mais solúvel. Consequentemente, a solubilidade do ácido ursólico em dispersão sólida foi aumentada e o fármaco dissolveu-se de maneira mais rápida e completa. Em conjunto com as propriedades promotoras de absorção oral do caprato de sódio, estes resultados explicaram o aumento da atividade tripanocida in vivo do ácido ursólico em dispersão sólida, que também se provou segura após avaliação de citotoxicidade empregando a linhagem celular LLC-MK2.

Use of solid dispersions to increase stability of dithranol in topical formulations

The present study was planned to improve the stability of dithranol using solid dispersions (SD). Two different SD at a 1:9 ratio of dithranol/excipient were prepared: one of them using glyceryl behenate as excipient and the other using a mixture of argan oil with stearic acid (1:8 ratio) as excipient. Pure dithranol and SD of dithranol were incorporated in an oil-in-water cream and in a hydrophobic ointment in a drug/dermatological base ratio of 1:10. The physical and mechanical properties of semisolid formulations incorporating the pure drug and the developed SD were evaluated through rheological and textural analysis. To evaluate the stability, L*a*b* color space parameters of SD and semisolid formulations, and pH of hydrophilic formulations were determined at defined times, during one month. Each sample was stored at different conditions namely, light exposure (room temperature), high temperature exposition (37 °C) (protected from light) and protected from light (room temperature). Despite higher values of firmness and adhesiveness, hydrophobic ointment exhibited the best rheological features compared to the oil-in-water cream, namely a shear-thinning behavior and high thixotropy. These formulations have also presented more stability, with minor changes in L*a*b* color space parameters. The results of this study indicate that is possible to conclude that the developed SD contributed to the increased stability of dithranol.

Este trabalho teve como objetivo aumentar a estabalidade do ditranol através da preparação de dispersões sólidas (DS). Prepararam-se duas DS diferentes em proporção de 1:9 de ditranol/excipiente: em uma das DS utilizou-se beenato de glicerila como excipiente e na outra se utilizou mistura de óleo de argan com ácido esteárico (razão 1:8). Posteriormente, efetuou-se a incorporação de ditranol puro e das DS contendo este fármaco num creme hidrófilo ou óleo-água (O/A) e em pomada hidrófoba, na proporção 1:10 (fármaco ou respetivas DS/base dermatológica). As propriedades físicas e mecânicas das formulações semissólidas incorporando fármaco ou as respetivas DS previamente desenvolvidas, foram avaliadas através da análise do comportamento reológico e das propriedades de textura. Para avaliar a estabilidade, os parâmetros do espaço de cor L*a*b* das DS e das formulações semissólidas e o pH das preparações hidrófilas foram determinados em períodos de tempo definidos, durante um mês para cada amostra armazenada sob diferentes condições, especificamente, exposição à luz (à temperatura ambiente), protegidas da luz à temperatura elevada (37 °C) e protegidas da luz (temperatura ambiente). Embora tenham apresentado valores de firmeza e de adesividade mais elevados, as pomadas hidrófobas apresentaram melhores características reológicas do que os cremes óleo-água. Além disso, as pomadas hidrófobas também apresentaram melhor estabilidade, com pequenas alterações nos parâmetros do espaço de cor L*a*b*. Os resultados deste trabalho permitiram concluir que as DS desenvolvidas contribuíram para o aumento da estabilidade do ditranol.

Strategies used for to improve aqueous solubility of simvastatin: a systematic review / Estratégias utilizadas para melhoria da solubilidade da sinvastatina – revisão sistemática

A great variety of molecules with potential pharmacological activity have been discovered. However, the great majority of these molecules have poor bioavailability, mainly associated with their low solubility in water. Lately, a great deal of attention has been paid to existing drugs that are used chronically in the treatment of high levels of cholesterol and triglycerides. Among these drugs, simvastatin is the most frequently used, despite its poor solubility in water. This review discusses some of the strategies that have been used to enhance the aqueous solubility of simvastatin over the last 12 years (January 2000 - April 2012). Techniques employing solid dispersions, microencapsulation, supercritical fluid and the cyclodextrin inclusion system are described and systematically compared.

Uma grande variedade de moléculas com potencial atividade farmacológica tem sido descoberta, mas em sua grande maioria com problemas de baixa biodisponibilidade, algumas vezes por apresentarem baixa solubilidade em água. Desse modo os olhares têm se voltado às moléculas já existentes e, nesse contexto, inclui-se a sinvastatina, com baixa biodisponibilidade e solubilidade aquosa, de uso crônico em pacientes com taxas aumentadas de colesterol e triglicerídeos. Esse trabalho tem por objetivo relacionar a literatura científica em que foi feita alguma modificação de solubilidade da sinvastatina num período de 12 anos (janeiro de 2000 - abril 2012), utilizando para isso técnicas como formação de dispersões sólidas, microemulsões, nanopartículas, fluido supercrítico e complexos de inclusão com ciclodextrinas. Além de relacionar, este artigo compara e avalia os resultados como gráficos, destacando ainda aspectos como técnicas de caracterização e estudos de estabilidade. Portanto, este trabalho tem características de uma revisão sistemática com coleta e análise de dados, de modo simples, ajudando na busca das informações.

Physicochemical characterization and in vitro dissolution behavior of olanzapine-mannitol solid dispersions

The objective of the present work is to study the dissolution behavior of olanzapine from its solid dispersions with mannitol. Solid dispersions were prepared by melt dispersion method and characterized by phase solubility studies, drug content and in vitro dissolution studies. The best releasing dispersions were selected from release data, dissolution parameters and their release profiles. Solid state characterization techniques like Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry, near-infrared and Raman spectroscopy were used to characterize the drug in selected dispersions. The dispersions were also evaluated by wettability studies and permeation studies. The results of phase solubility studies and the thermodynamic parameters indicated the spontaneity and solubilization effect of the carrier. The release study results showed greater improvement of drug release from solid dispersions compared to pure drug, and the release was found to increase with an increase in carrier content. The possible mechanism for increased release rate from dispersions may be attributed to solubilization effect of the carrier, change in crystal quality, phase transition from crystalline to amorphous state, prevention of agglomeration or aggregation of drug particles, change in surface hydrophobicity of the drug, and increased wettability and dispersability of the drug in dissolution medium. The suggested reasons for increased release rate from dispersions were found to be well supported by results of solid state characterization, wettability and permeation studies. The absence of any interaction between the drug and the carrier was also proved by FT-IR analysis.

O objetivo do presente trabalho é estudar o comportamento de dissolução da olanzapina a partir de suas dispersões sólidas de manitol. As dispersões sólidas foram preparadas por dispersão por fusão e caracterizadas por estudos de solubilidade de fase, conteúdo de fármaco e dissolução in vitro. As melhores dispersões quanto à liberação foram selecionadas a partir dos dados de liberação, parâmetros de dissolução e perfis de liberação. Técnicas de caracterização de estado sólido como espectroscopia no infravermelho pela transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios X, calorimetria de varredura diferencial, infravermelho próximo e espectroscopia Raman foram utilizadas para caracterizar os fármacos a partir das dispersões selecionadas. As dispersões foram, também, avaliadas pelos estudos de capacidade de umedecimento e permeação. Os resultados dos estudos de solubilidade de fase e os parâmetros termodinâmicos indicaram a espontaneidade e o efeito de solubilização do transportador. Os resultados dos estudos de liberação mostraram maior aperfeiçoamento da liberação do fármaco das dispersões sólidas, comparativamente à do fármaco puro, e descobriu-se que a liberação aumenta com o aumento do conteúdo de transportador. O mecanismo possível para o aumento da taxa de liberação das dispersões pode ser atribuído ao efeito de solubilização do transportador, mudança da qualidade do cristal, transição de fase cristalina para estado amorfo, prevenção da aglomeração ou agregação das partículas do fármaco, mudança na superfície de hidrofobicidade do fármaco e aumento da capacidade de umedecimento e dispersividade do fármaco no meio de dissolução. As razões sugeridas para o aumento da taxa de liberação a partir das dispersões foram apoiadas pelos resultados da caracterização do estado sólido, capacidade de umedecimento e pelos estudos de permeação. A ausência de qualquer interação entre o fármaco e o transportador foi, também, comprovada pela análise no FTIR.

Physicochemical characterization and solubility enhancement studies of allopurinol solid dispersions / Caracterização físico-química e estudos de solubilidade de melhoria de dispersões sólidas de alopurinol

Allopurinol is a commonly used drug in the treatment of chronic gout or hyperuricaemia associated with treatment of diuretic conditions. One of the major problems with the drug is that it is practically insoluble in water, which results in poor bioavailability after oral administration. In the present study, solid dispersions of allopurinol were prepared by solvent evaporation, kneading method, co-precipitation method, co-grinding method and closed melting methods to increase its water solubility. Hydrophilic carriers such as polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol 6000 were used in the ratio of 1:1, 1:2 and 1:4 (drug to carrier ratio). The aqueous solubility of allopurinol was favored by the presence of both polymers. These new formulations were characterized in the liquid state by phase solubility studies and in the solid state by differential scanning calorimetry, powder X-ray diffraction, UV and Fourier Transform Infrared spectroscopy. Solid state characterizations indicated that allopurinol was present as an amorphous material and entrapped in polymer matrix. In contrast to the very slow dissolution rate of pure allopurinol, the dispersion of the drug in the polymers considerably enhanced the dissolution rate. Solid dispersion prepared with polyvinylpyrrolidone showed highest improvement in wettability and dissolution rate of allopurinol. Mathematical modeling of in vitro dissolution data indicated the best fitting with Korsemeyer-Peppas model and the drug release kinetics primarily as Non-Fickian diffusion. Therefore, the present study showed that polyvinylpyrrolidone and polyethylene glycol 6000 have a significant solubilizing effect on allopurinol.

Alopurinol é fármaco comumente utilizado no tratamento de gota crônica ou hiperuricemia associada com o tratamento em condições diuréticas. Um dos maiores problemas com o fármaco é que este é praticamente insolúvel em água, o que resulta em baixa biodisponibilidade na administração oral. No presente estudo, dispersões sólidas de alopurinol foram preparadas pela evaporação do solvente, pelos métodos de amassamento, de coprecipitação, de comoagem e fusão fechada para aumentar sua solubilidade em água. Transportadores hidrofílicos, como polivinilpirrolidona, polietilenoglicol 6000 foram utilizados nas proporções de 1:1. 1:2 e 1:4 (fármaco: transportador). A solubilidade aquosa do alopurinol foi favorecida pela presença de ambos os polímeros. Estas novas formulações forma caracterizadas no estado líquido pelos estudos de solubilidade de fase e no estado sólido pela calorimetria diferencial de varredura, difração de Raio-X, espectroscopia de UV e de IV com transformada de Fourier. As caracterizações do estado sólido indicaram que o alopurinol estava presente como material amorfo e embebido em matriz polimérica. Ao contrário da velocidade de dissolução lenta do alopurinol puro, a dispersão do fármaco nos polímeros aumentou consideravelmente a taxa de dissolução. A dispersão sólida preparada com polivinilpirrolidona mostrou as maiores melhorias na molhabilidade e taxa de dissolução do alopurinol. A modelagem matemática dos dados da dissolução in vitro indicou o melhor ajuste ao modelo de Korsemeyer-Peppas e a cinética de liberação do fármaco primariamente como difusão não-Fickiana. Assim, o presente estudo mostrou que a polivinilpirrolidona e o polietilenoglicol 6000 têm efeito significativo na solubilização do alopurinol.