Alginate/hydrophobic HPMC (60M) particulate systems: new matrix for site-specific and controlled drug delivery

ABSTRACT

This study aimed to obtain site-specific and controlled drug release particulate systems. Some particulates were prepared using different concentrations of sodium alginate (Na-Alg) alone and others were formulated using different proportions of Na-Alg with hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) stearoxy ether (60M viscosity grade), a hydrophobic form of conventional HPMC, using diclofenac potassium (DP) by ion-exchange methods. Beads were characterized by encapsulation efficiency, release profile, swelling, and erosion rate. The suitability of common empirical (zero-order, first-order and Higuchi) and semi-empirical (Ritger-Peppas and Peppas-Sahlin) models was studied to describe the drug release profile. The Weibull model was also studied. Models were tested by non-linear least-square curve fitting. A general purpose mathematical software (MATLAB) was used as an analysis tool. In addition, instead of the widely used linear fitting of log-transformed data, direct fitting was used to avoid any sort of truncation or transformation errors. The release kinetics of the beads indicated a purely relaxation-controlled delivery, referred to as case II transport. Weibull distribution showed a close fit. The release of DP from Na-Alg particulates was complete in 5-6 hours, whereas from Na-Alg hydrophobic HPMC particulate systems, release was sustained up to 10 hours. Hydrophobic HPMC with Na-Alg is an excellent matrix to formulate site-specific and controlled drug release particulate systems.

RESUMO

Este estudo teve como objetivo a obtenção de sistemas particulados para a liberação controlada de fármacos em sítios de ação específicos. Algumas partículas foram preparadas utilizando-se diferentes concentrações de alginato de sódio (Na-Alg) e outras foram formuladas por diferentes proporções de Na-Alg com estearoxílico éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) (grau de viscosidade 60M), uma forma hidrofóbica do convencional HPMC, utilizando o diclofenaco de potássio (DP) por métodos de troca iônica. Os grânulos foram caracterizados pela eficiência de encapsulação, perfil de liberação, inchaço e taxa de erosão. A adequação de diferentes modelos empíricos (de ordem zero, primeira ordem e Higuchi) e semi-empíricos (Ritger-Peppas e Peppas-Sahlin) foi estudada para descrever o perfil de liberação do fármaco. O modelo de Weibull também foi estudado. Os modelos foram testados através de ajuste não linear de curva pelo método dos mínimos quadrados. O software matemático MATLAB foi utilizado como ferramenta de análise matemática. Além disso, em vez do método de ajuste linear de dados transformados, foi utilizado o ajuste direto para evitar qualquer tipo de erro de truncamento ou de transformação. A cinética de liberação dos grânulos indicou liberação controlada puramente pelo processo de relaxamento, referida como transporte caso II. A distribuição de Weibull apresentou bom ajuste. A liberação do DP a partir de partículas de Na-Alg foi concluída em 5-6 horas, enquanto que a partir de sistemas particulados de Na-Alg HPMC hidrofóbico, a liberação foi mantida por até 10 horas. O HPMC hidrofóbico com Na-Alg é uma excelente matriz para a formulação de sistemas particulados para a liberação controlada de fármacos em sítios de ação específicos.