Preparation and evaluation of azithromycin binary solid dispersions using various polyethylene glycols for the improvement of the drug solubility and dissolution rate

ABSTRACT

ABSTRACT Azithromycin is a water-insoluble drug, with a very low bioavailability. In order to increase the solubility and dissolution rate, and consequently increase the bioavailability of poorly-soluble drugs (such as azithromycin), various techniques can be applied. One of such techniques is "solid dispersion". This technique is frequently used to improve the dissolution rate of poorly water-soluble compounds. Owing to its low solubility and dissolution rate, azithromycin does not have a suitable bioavailability. Therefore, the main purpose of this investigation was to increase the solubility and dissolution rate of azithromycin by preparing its solid dispersion, using different Polyethylene glycols (PEG). Preparations of solid dispersions and physical mixtures of azithromycin were made using PEG 4000, 6000, 8000, 12000 and 20000 in various ratios, based on the solvent evaporation method. From the studied drug release profile, it was discovered that the dissolution rate of the physical mixture, as the well as the solid dispersions, were higher than those of the drug alone. There was no chemical incompatibility between the drug and polymer from the observed Infrared (IR) spectra. Drug-polymer interactions were also investigated using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Powder X-Ray Diffraction (PXRD) and Scanning Election Microscopy (SEM). In conclusion, the dissolution rate and solubility of azithromycin were found to improve significantly, using hydrophilic carriers, especially PEG 6000.

RESUMO

RESUMO A azitromicina é um fármaco insolúvel em água, com biodisponibilidade muito baixa. A fim de aumentar a taxa de solubilidade e dissolução e, consequentemente, aumentar a biodisponibilidade de fármacos fracamente solúveis (tais como azitromicina), várias técnicas podem ser aplicadas. Uma dessas técnicas é a "dispersão sólida", frequentemente usada para melhorar a taxa de dissolução de compostos fracamente solúveis em água. Devido à baixa taxa de solubilidade e de dissolução, este fármaco não tem biodisponibilidade adequada. Portanto, o principal objetivo desta pesquisa foi o de aumentar a taxa de solubilidade e dissolução da azitromicina, preparando a sua dispersão sólida, utilizando diferentes glicóis de polietileno (PEG). As dispersões sólidas e as misturas físicas de azitromicina foram preparadas utilizando PEG 4000, 6000, 8000, 12000 e 20000, em várias proporções, com base no método de evaporação do solvente. O perfil de liberação do fármaco foi estudado e verificou-se que tanto a taxa de dissolução da mistura física quanto as dispersões sólidas foram maiores do que as do fármaco sozinho. Espectros de IR não revelaram incompatibilidade química entre o fármaco e o polímero. Interações fármaco-polímero também foram investigadas usando calorimetria diferencial de varredura (DSC), Difração de Raios X (PXRD) e Microscopia Eletrônica de Varredura(SEM). Em conclusão, a taxa de dissolução e a solubilidade da azitromicina melhoraram, de forma significativa, utilizando suportes hidrofílicos, especialmente PEG 6000.