A preformulation strategy for the selection of controlled-release components to simulate a subcutaneous implant / Una estrategia de preformulación para la selección de componentes de liberación controlada para simular un implante subcutáneo

ABSTRACT

Many chronic diseases require repetitive injections as maintenance treatment. It is therefore important to investigate a possible alternative. A simulated subcutaneous implant prototype was fabricated as a polymer matrix covered by cylinder-shape tubing having a porous membrane. Sucrose, bovine serum albumin, and gelatin were selected as matrix excipients. Eight APIs with different physiochemical properties were used to investigate the releasing mechanism. Drug release was tested through an in vitrodissolution apparatus. Drug release of eight APIs followed zero-order kinetics with a minimum 12-hour duration. Release rates also showed linear correlations with the APIs' solubilities under physiological pH. For releasing mechanism studies, different combinations of matrix and membrane were investigated in detail. A 144-hour continuous zero-order release of caffeine was achieved as the best controlled simulated prototype. The results showed that drug release of our simulated prototype was primarily achieved by drug diffusion rather than dissolution.

RESUMEN

Muchas enfermedades crónicas requieren inyecciones repetitivas como tratamiento de mantenimiento. Por lo tanto, es importante investigar una posible alternativa. Se fabricó un prototipo de implante subcutáneo simulado a partir de una matriz de polímero cubierta por un tubo en forma de cilindro que tiene una membrana porosa. La sacarosa, la albúmina de suero bovino y la gelatina se seleccionaron como excipientes matriciales. Se utilizaron ocho APIs con diferentes propiedades fisicoquímicas para investigar el mecanismo de liberación. La liberación del fármaco se probó a través de un aparato de disolución in vitro. La liberación del fármaco de las ocho APIs siguió una cinética de orden cero con una duración mínima de 12 horas. Las tasas de liberación también mostraron correlaciones lineales con las solubilidades de las APIs a pH fisiológico. Para los estudios de mecanismos de liberación, se investigaron en detalle diferentes combinaciones de matriz y membrana. El prototipo simulado con mejor control logró una liberación continua de cafeína de orden cero durante 144 horas. Los resultados mostraron que la liberación del fármaco del prototipo simulado ocurrió principalmente mediante la difusión del fármaco en lugar de la disolución.