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.

Avaliação comparativa do efeito dos ácidos graxos oléico, palmítico e esteárico sobre biomarcadores do processo aterosclerótico / Comparative evaluation of fatty acids, oleic, palmitic and stearic, effects on atherosclerosis biomarkers

A aterosclerose é classificada como enfermidade crônica não transmissível e é considerada uma das principais causas de morte e morbidade em vários países, incluindo o Brasil. Entre as possíveis causas de sua gênese está o hábito alimentar, especificamente o consumo de ácidos graxos, principalmente saturados e trans. Ácidos graxos saturados possuem características biológicas e fisico-químicas diferentes dos insaturados. Os mais abundantes na dieta humana são o palmítico e esteárico. Sua associação com acometimentos cardiovasculares vem sendo cada vez mais investigada, principalmente os que possuem mais de dez carbonos em sua cadeia interferindo no metabolismo de lipoproteínas podendo desencadear todo o processo aterosclerótico. A indústria de alimentos vem desenvolvendo algumas tecnologias opcionais para reduzir ou eliminar ácidos graxos trans, em especial, o elaídico, dentre elas a modificação no processo de hidrogenação que aumenta a quantidade de ácidos graxos saturados. Alguns alimentos industrializados necessitam de uma grande quantidade de ácidos graxos saturados promovendo um aumento no teor de ácido palmítico e esteárico, sendo este último considerado um ácido graxo saturado neutro, mas dependendo da concentração utilizada, pode contribuir no decréscimo da HDL-c (High Density Lipoprotein), dentre outras alterações deletérias. Desta forma, investigar as alterações de determinados parâmetros biológicos diante da mudança da proporção de ácidos graxos saturados, respeitando o teor total de lipídios de uma dieta é a base deste estudo. Foram realizados ensaios em material biológico para a determinação dos seguintes parâmetros: 1) Atividade de enzimas antioxidantes; 2) Peroxidação lipídica em tecidos; 3) Lipidograma; 4) Determinação do perfil de ácidos graxos de tecidos e rações e 5) Expressão de genes relacionados com o processo aterosclerótico (ICAM-1, VCAM-1, CD36 e MCP-1). A determinação da atividade de enzimas antioxidantes foi realizada considerando somente as enzimas Catalase (CAT) e Superóxido Dismutase (SOD), por se tratarem de enzimas com alteração expressiva no processo aterogênico, na ocorrência de disfunção endotelial. Neste trabalho, foi analisada a atividade das referidas enzimas no tecido hepático e cardíaco, onde não foram constatadas alterações. O mesmo processo biológico que estimula a produção excessiva de espécies reativas pode levar ao aumento da peroxidação lipídica, principalmente de ácidos graxos polinsaturados das membranas celulares, em tecidos como fígado, cérebro e coração. A peroxidação lipídica apresentou diferenças significativas no tecido hepático. O grupo alimentado com ração enriquecida com tripalmitato apresentou peroxidação lipídica aumentada em relação ao grupo controle. Correlacionando com o perfil de ácidos graxos do tecido hepático, notamos que houve maior incorporação de ácido palmítico nesse tecido, que por apresentar configuração linear, quando incorporado à membrana celular, pode levar à disfunção e possível suscetibilidade a danos, como a peroxidação. No tecido cardíaco e no tecido cerebral não foram observadas alterações e diferenças entre os tratamentos. O lipidograma consiste na quantificação de lipoproteínas e frações lipídicas, compondo o perfil lipídico no plasma sanguíneo. Os resultados obtidos mostraram que o colesterol total foi significativamente menor no grupo controle, assim como triacilglicerol e LDL colesterol (LDL-c). Já HDL colesterol (HDL-c) está reduzida no grupo que recebeu ração suplementada com ácido palmítico, assim como este grupo apresentou parâmetros aumentados nas dosagens de triacilglicerol e colesterol total. Os grupos alimentados com ração suplementada com triestearato e trioleato apresentaram resultados intermediários para a dosagem de HDL-c, com valores tendendo ao grupo suplementado com tripalmitato. Em relação à dosagem de LDL-c, foi constatada diferença entre os grupos suplementados e o grupo controle. Destaca-se que não houve diferença entre a dosagem entre os grupos suplementados. Portanto, o grupo alimentado com dieta enriquecida com ácido oleico (monoinsaturado) equipara-se aos grupos alimentados com dietas enriquecidas com ácido esteárico e palmítico (saturados). O perfil de ácidos graxos do tecido hepático mostrou uma porcentagem elevada de ácido palmítico no grupo alimentado com ração enriquecida com o mesmo ácido graxo, com diferença estatística em relação aos demais grupos. Já em relação ao ácido esteárico, não houve diferenças significativas entre os grupos. Em compensação, o teor de ácido oleico no grupo suplementado com este mesmo ácido graxo e com ácido palmítico foi significativamente diferente em relação aos demais, com valores superiores. Este resultado demonstra que não houve dessaturação do ácido esteárico a oleico, ao menos neste modelo. No tecido cardíaco, foi observado o mesmo comportamento. No tecido cardíaco não houve diferença estatística significativa da concentração de ácidos graxos, indicando que não houve incorporação ou dessaturação. Ressalta-se que de acordo com determinação realizada utilizando a técnica de cromatografia gasosa, as rações apresentavam em sua composição o teor de lipídios adequado ao modelo animal e as proporções de ácidos graxos alteradas como proposto no objetivo deste trabalho. Em relação às moléculas de adesão e quimiocinas (VCAM-1, ICAM-1, CD-36 e MCP-1) relacionadas com o processo aterosclerótico, houve somente alteração na molécula CD-36 no grupo alimentado com ração enriquecida com trioleato, com redução em relação aos demais. Mas, as moléculas de adesão relacionadas com o processo inicial da aterogênese, a expressão gênica realizada através da técnica de q-RT-PCR não foi relevante, não apresentando diferença entre os tratamentos. Conclui-se, portanto, que os tratamentos aplicados ao modelo animal selecionado possui o potencial de alterar lipoproteínas plasmáticas, mas não de manter a continuidade e desencadear o processo inflamatório relacionado à aterogênese

Atherosclerosis is chronic a non-communicable disease considered one of a major cause of morbidity and mortality in several countries, including Brazil. Among all the possible causes of their genesis the dietary habit of high fatty acid intake, especially saturated and trans fatty acids is the most important. Saturated and unsaturated fatty acids possess different biological and physicochemical characteristics. The most abundant fatty acid in the human diet are palmitic and stearic and they association with cardiovascular events has been increasingly investigated, especially those one with more than ten carbons in its chain which interfers in the lipoproteins metabolism and can initiate the atherosclerotic process. The food industry has developed some optional technologies to reduce or eliminate the presence of trans fatty acids in foods, in particular elaidic, which after the hydrogenation process increases the saturated fatty acids content. Some industrialized foods requires a large amount of saturated fatty acids that promote an increase of palmitic and stearic content, the last fatty acid mentioned is considered a neutral saturated fatty acid that can contribute to the decrease in HDL-c (High Density lipoprotein), depending on the concentration used, among other deleterious changes. Thus, investigate changes of specifics biological parameters in response to consumption of different saturated fatty acids, respecting the total content of lipids in a normolipidic diet is the aim of this study. Assays were conducted to determine the following parameters in the tissues: 1) Activity of antioxidant enzymes, 2) Lipid peroxidation, 3) Lipidogram; 4) Fatty acid composition 5) Expression of genes related the atherosclerotic process (ICAM-1, VCAM-1, CD36 and MCP- 1). The determination of the activity of antioxidant enzymes was carried out considering only the enzymes Catalase (CAT) and Superoxide Dismutase (SOD), because they are enzymes more sensitive and readily available in changes resulted of an atherosclerotic process with endothelial dysfunction. In the study, no changes were observed in activity of these enzymes in the liver and heart. The same biological process that stimulates the overproduction of reactive species can lead to increased lipid peroxidation, especially of polyunsaturated fatty acids present in cell membranes of tissues such as liver, brain and heart. The group fed with diet enriched with tripalmitate showed increased lipid peroxidation compared to control group. Correlating this information with the fatty acid profile in liver tissue, we noted that there was a greater incorporation of palmitic acid, which exhibit linear configuration when incorporated into the cell membrane and can lead to dysfunction and higher susceptibility to damages such as oxidation. No differences were observed in the others tissues analyzed. The lipidogram is the quantification of lipoprotein and lipid fractions, composing the lipid profile in blood plasma. The results showed that total cholesterol was significantly lower in the control group, as well triglyceride and LDL cholesterol (LDL-c). HDL cholesterol (HDL-C) concentration is reduced and triacylglycerol and cholesterol increased n the group fed with diet supplemented with palmitic. The groups fed with diets supplemented with tristearate and trioleate presented intermediate results for the measurement of HDL-c, with values tending to the group supplemented with tripalmitate. Regarding LDL-c levels, significant differences were observed between the supplemented groups and the control group. Emphasis that there was no difference between the dosage between the supplemented groups. Therefore, the group fed with oleic acid (monounsaturated) supplemented diet equates to the groups fed with diets enriched with stearic and palmitic acid (saturated). The fatty acid profile of liver tissue showed a high percentage of palmitic acid in the group fed with diet enriched with the same fatty acid, with a statistical difference compared to the other groups. In relation to stearic acid, there were no significant differences between groups. As compensation, the oleic acid content in the group supplemented with the same fatty acid and palmitic acid was significantly higher when compared to the others. This result demonstrates that no desaturation of stearic acid to oleic happened in this experimental model. In cardiac tissue there was no statistically significant difference in the concentration of fatty acids, indicating no incorporation or desaturation. Regarding adhesion molecules and chemokines (VCAM-1, ICAM- 1, CD-36 and MCP-1) related to the atherosclerotic process, there was only change in the gene expression of CD-36 molecule in the group fed diet enriched with trioleate, with reduction in relation to others. No other alterations were observed. In conclusion, we verified that the consumption of the different fatty acids in this experimental model has potential to alter lipoproteins levels but not to iniciate or maintain the inflammatory process associated with atherogenesis

Comparative study of sustained-release lipid microparticles and solid dispersions containing ibuprofen

Ibuprofen is one of the most important non-steroidal anti-inflammatory drugs used in the treatment of inflammatory diseases. In its pure state, ibuprofen presents poor physical and mechanical characteristics and its use in solid dosage forms needs the addition of excipients that improve these properties. The selection of the best excipients and the most suitable pharmaceutical dosage form to carry ibuprofen is very important for the industrial success of this drug. Given these factors, lipid microparticles and solid dispersions of ibuprofen with cetyl alcohol, stearic acid, and hydrogenated castor oil were prepared. These formulations were intended to improve the physical and mechanical characteristics and to sustain the release of this drug. Physical mixtures were also prepared with the same ingredients in similar proportions. The solid dispersions of ibuprofen/stearic acid and ibuprofen/hydrogenated castor oil showed the best flow characteristics compared with pure ibuprofen. Further, gelatin capsules filled with lipid microparticles and solid dispersions were submitted to dissolution tests in order to study the influence of the prepared systems in the release profiles of ibuprofen. Prolonged release of ibuprofen was achieved with the lipid microparticles and solid dispersions prepared with the different types of excipients.

O ibuprofeno é um dos antiinflamatórios não esteróides mais utilizados no tratamento de patologias associadas a processos inflamatórios. Este fármaco, quando no seu estado puro, apresenta características físicas e mecânicas pouco satisfatórias e a sua utilização em formas sólidas só é possível se forem adicionados excipientes que permitam melhorar estas propriedades. A seleção dos excipientes ideais e da forma farmacêutica mais adequada para veicular o ibuprofeno é fundamental para o sucesso industrial deste fármaco. Tendo em conta estes fatores, prepararam-se micropartículas lipídicas e dispersões sólidas de ibuprofeno com cada um dos seguintes excipientes: álcool cetílico, ácido esteárico e óleo de rícino hidrogenado. Estas formulações tinham por finalidade melhorar as características físicas e mecânicas e prolongar a liberação deste fármaco. Foram, também, preparadas misturas físicas do ibuprofeno com os mesmos excipientes e nas mesmas proporções. As dispersões sólidas de ibuprofeno/ácido esteárico e as dispersões sólidas de ibuprofeno/óleo de rícino hidrogenado foram aquelas que apresentaram melhores características de escoamento comparativamente com o ibuprofeno puro. Por outro lado, foram preparadas cápsulas de gelatina com as diferentes micropartículas lipídicas e dispersões sólidas e submetidas a ensaios de dissolução com o objetivo de estudar a influência dos sistemas preparados nos perfis de liberação do ibuprofeno. A liberação prolongada do ibuprofeno foi conseguida nas diferentes micropartículas lipídicas e dispersões sólidas preparadas com os diferentes excipientes.

Effect of stearic acid on the properties of metronidazole/methocel K4M floating matrices / Efeito do ácido esteárico nas propriedades de metronidazol / Methocel K4M matrizes flutuante

The properties of metronidazole/Methocel K4M sustained release floating tablets have been studied varying the proportion of the lubricant, stearic acid, on formulations with and without sodium bicarbonate. The variables studied include technological properties of the tablets such as tablet hardness and ejection pressure, the drug release profile, the hydration kinetics and the floating behaviour. The presence of stearic acid and sodium bicarbonate improves the floating behaviour for more than 8 hours. The hydration volume, the tablet hardness and the ejection pressure decrease as the stearic acid content increases and the polymer content decreases. Drug dissolution increases with increasing proportions of stearic acid and decreasing proportions of the polymer in the tablets. The presence of sodium bicarbonate extends the differences in dissolution produced by stearic acid. These results are attributed to decreasing matrices coherence with an increasing quantity of stearic acid and a reducing polymer proportion. The carbon dioxide bubbles produced by sodium bicarbonate expand the matrices facilitating the dissolution, although their presence obstructs also the diffusion path through the hydrated gel layer.

Estudaram-se as propriedades de comprimidos flutuantes de metronidazol/Methocel K4M de liberação controlada, variando-se a proporção do lubrificante, ácido esteárico, nas formulações com e sem bicarbonato de sódio. As variáveis estudadas incluem propriedades tecnológicas dos comprimidos, tais como dureza, pressão de ejeção, perfil de liberação do fármaco, cinética de hidratação e comportamento de flutuação. A presença de ácido esteárico e do bicarbonato de sódio melhora o comportamento de flutuação para mais de 8 horas. O volume de hidratação, a dureza e a pressão de ejeção do comprimido decrescem à medida que o conteúdo de ácido esteárico e de polímero diminui. A dissolução do fármaco aumenta com o aumento das proporções de ácido esteárico e a diminuição das proporções de polímero nos comprimidos. A presença de bicarbonato de sódio amplia as diferenças na dissolução produzidas pelo ácido esteárico. Estes resultados são atribuídos à coesão decrescente das matrizes, com o aumento da quantidade de ácido esteárico e a redução da proporção de polímero. Bolhas de dióxido de carbono produzidas pelo bicarbonato de sódio expandem as matrizes, facilitando a dissolução, embora a presença delas obstrua, também, a difusão através da camada de gel hidratado.