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

ABSTRACT

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 11, 12 and 14 (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.

RESUMO

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 11. 12 e 14 (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.