Effect of cellulose acetate phthalate and polyethylene glycol on physical properties and release of theophylline from microcapsules

ABSTRACT The present study describes the development of theophylline microcapsules by a non-solvent addition method and the effect of plasticizer addition on microencapsulation. The release was studied in distilled water and the data were analysed by various mathematical models for determining the mechanism of release. Prepared microcapsules were found to be spherical, free flowing and having more than 80% entrapped drug. The polymer - cellulose acetate phthalate and plasticizer - polyethylene glycol was considered to be affecting the properties of microcapsules including drug release (time for 50% drug release, T50). The formulation with the highest proportion of polymer and without plasticizer (F3) showed the slowest release with T50 = 4.3 h, while the formulation with lower proportion of polymer and 20% (w/w) plasticizer (F13 &14) showed the fastest release of drug with T50 values of 1.2 h and 1.3 h, respectively. The drug release from most of the formulations was found to be following Higuchi model. It is concluded from the results of the present study that cellulose acetate phthalate significantly affects the sustained release of the drug in water, whereas the addition of polyethylene glycol slightly enhances the drug release.

RESUMO O presente estudo descreve o desenvolvimento de microcápsulas de teofilina pelo método sem adição de solvente e o efeito da adição de plastificante na microencapsulação. A liberação foi estudada em água destilada e os dados foram analisados por vários modelos matemáticos para determinação do mecanismo de liberação. As microcápsulas preparadas mostraram-se esféricas, livres de corrente e com mais de 80% de fármaco encapsulado. O polímero - ftalato de acetato de celulose e o plastificante - polietileno glicol - afetaram as propriedades das microcápsulas, incluindo a liberação do fármaco (tempo para liberação de 50% do fármaco, T50). A formulação com a maior proporção de polímero e sem plastificante (F3) se mostrou como a de liberação mais lenta, com T50 = 4,3 h, enquanto as formulações com menor proporção de polímero e 20% de plastificante (m/m) (F13 &14) apresentaram a liberação mais rápida do fármaco, com T50 de 1,2 h e 1,3 h, respectivamente. A liberação do fármaco para a maioria das formulações seguiu o modelo de Higuchi. Concluiu-se, dos resultados do presente estudo, que o ftalato do acetato de celulose afeta significativamente a liberação controlada do fármaco em água, enquanto que a adição de polietileno glicol aumenta ligeiramente a liberação do fármaco.

Formulation and evaluation of transdermal drug-delivery system of isosorbide dinitrate / Formulação e avaliação de sistema transdérmico droga-entrega de dinitrato de isossorbida

The purpose of this study was to develop a reservoir-type transdermal delivery system for isosorbide dinitrate (ISDN). The developed patch consisted of five layers from bottom to top, namely, a temporary liner, an adhesive layer, a rate-controlling membrane, a reservoir and a backing. The effects of chemical penetration enhancers, reservoir materials and rate-controlling membranes on the release behaviour of ISDN from the transdermal patch were studied, and the in vitro release of ISDN from the developed patch was studied and compared with the commercially available ISDN patch. The results showed that there was no significant difference in permeation rates between the developed reservoir-type patch and the commercially available ISDN patch (p> 0.05). Moreover, the cumulative release ratio of the commercially available ISDN patch in 48 h was up to 89.8%, whereas the developed patch was only 34.9%, which meant the sustained release time of the developed patch was much longer than the commercially available ISDN patch, and would promote the satisfaction of the patient...

O objetivo do presente estudo foi desenvolver um sistema de liberação transdérmico do tipo reservatório para o dinitrato de isossorbida (ISDN, abrevitura em Inglês). A formulação transdérmica desenvolvida constou de cinco camadas de baixo para cima, ou seja, um revestimento temporário, uma camada adesiva, uma membrana controladora da taxa de liberação, um reservatório e um reforço. Estudaram-se os efeitos dos potenciadores de penetração química, materiais do reservatório e membranas de controle da taxa de liberação no comportamento da formulação transdérmica de dinitrato de isossorbida. A liberação in vitro da formulação transdérmica de dinitrato de isossorbida desenvolvida foi estudada em comparação com a formulação de dinitrato de isossorbida disponível comercialmente. Os resultados mostraram que não existem diferenças significativa nas taxas de permeação entre o tipo de reservatório desenvolvido e o de dinitrato de isossorbida desenvolvido comercialmente (p>0,05). Ademais, a taxa de liberação cumulativa da formulação de dinitrato de isossorbida disponível comercialmente em 48 horas foi de até 89,8% e a da formulação desenvolvida, de apenas de 34,9%, o que provou que a liberação sustentada da formulação desenvolvida foi muito maior do que a de dinitrato de isossorbida desenvolvida comercialmente, o que promoveria a satisfação do paciente...

pH-sensitive polyvinylpyrrolidone-acrylic acid hydrogels: Impact of material parameters on swelling and drug release

In this study, we fabricated pH-sensitive polyvinylpyrrolidone/acrylic acid (PVP/AA) hydrogels by a free-radical polymerisation method with variation in the content of monomer, polymer and cross-linking agent. Swelling was performed in USP phosphate buffer solutions of pH 1.2, 5.5, 6.5 and 7.5 with constant ionic strength. Network structure was evaluated by different parameters and FTIR confirmed the formation of cross-linked hydrogels. X-ray crystallography showed molecular dispersion of tramadol HCl. A drug release study was carried out in phosphate buffer solutions of pH 1.2, 5.5 and 7.5 for selected samples. It was observed that swelling and drug release from hydrogels can be modified by changing composition and degree of cross-linking of the hydrogels under investigation. Swelling coefficient was high at higher pH values except for the one containing high PVP content. Drug release increased by increasing the pH of the medium and AA contents in hydrogels while increasing the concentration of cross-linking agent had the opposite effect. Analysis of the drug release mechanism revealed non-Fickian transport of tramadol from the hydrogels.

Nesse estudo, preparamos hidrogéis de polivinilpirrolidona/ácido acrílico(PVP/AA), sensíveis ao pH, por meio de método de polimerização de radical livre, com variações no conteúdo de monômero, de polímero e de agente de ligação cruzada. O inchamento foi realizado em soluções tampão fosfato USP pH 1,2, 5,5, 6,5 e 7,5, com força iônica constante. A estrutura reticular foi avaliada por diferentes parâmetros e o FTIR confirmou a formação de hidrogéis de ligação cruzada. A cristalografia de raios X mostrou dispersão molecular do cloridrato de tramadol. Realizou-se estudo de liberação do fármaco em soluções tampão fosfato pH 1,2, 5,5 e 7,5 para amostras selecionadas. Observou-se que o inchamento e a liberação do fármaco dos hidrogéis podem ser modificados mudando-se a composição e o grau de ligação cruzada dos hidrogéis em estudo. O coeficiente de inchamento foi alto em pH mais altos, exceto para um deles com alto conteúdo de PVP. A liberação do fármaco aumentou com o aumento do pH do meio e do conteúdo em AA nos hidrogéis, enquanto que o aumento na concentração do agente de ligação cruzada apresentou efeito oposto. A análise do mecanismo de liberação do fármaco revelou transporte não Fickiano do tramadol dos hidrogéis.

Formulation and in vitro evaluation of mucoadhesive controlled release matrix tablets of flurbiprofen using response surface methodology

The objective of the current study was to formulate mucoadhesive controlled release matrix tablets of flurbiprofen and to optimize its drug release profile and bioadhesion using response surface methodology. Tablets were prepared via a direct compression technique and evaluated for in vitro dissolution parameters and bioadhesive strength. A central composite design for two factors at five levels each was employed for the study. Carbopol 934 and sodium carboxymethylcellulose were taken as independent variables. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy studies were performed to observe the stability of the drug during direct compression and to check for a drug-polymer interaction. Various kinetic models were applied to evaluate drug release from the polymers. Contour and response surface plots were also drawn to portray the relationship between the independent and response variables. Mucoadhesive tablets of flurbiprofen exhibited non-Fickian drug release kinetics extending towards zero-order, with some formulations (F3, F8, and F9) reaching super case II transport, as the value of the release rate exponent (n) varied between 0.584 and 1.104. Polynomial mathematical models, generated for various response variables, were found to be statistically significant (P<0.05). The study also helped to find the drug's optimum formulation with excellent bioadhesive strength. Suitable combinations of two polymers provided adequate release profile, while carbopol 934 produced more bioadhesion.

O objetivo do presente estudo foi formular comprimidos mucoadesivos de flurbiprofeno, de liberação controlada, e otimizar o perfil da liberação do fármaco e a bioadesão, utilizando a metodologia de superfície de resposta. Prepararam-se os comprimidos via técnica de compressão direta, que foram avaliados in vitro quanto aos parâmetros de dissolução e da força bioadesiva. Planejamento com componente central para dois fatores em cinco níveis cada foi empregado para esse estudo. Carbopol 934 e carboximetilcelulose sódica foram tomados como variáveis independentes. Efetuaram-se estudos de espectroscopia por transformada de Fourier (FTIR) para observar a estabilidade do fármaco durante a compressão direta e para avaliar a interação a fármaco-polímero. Aplicaram-se vários métodos cinéticos para avaliar a liberação do fármaco dos polímeros. Gráficos de superfície de contorno e de resposta foram efetuados para retratar a relação entre as variáveis dependentes e a resposta. Os comprimidos mucoadesivos de flurbiprofeno apresentaram cinética de liberação não-fickiana, estendendo para ordem zero, para algumas formulações (F3, F8 e F9), alcançando transporte super caso II, à medida que o valor do expoente (n) de taxa de liberação variou entre 0,584 e 1,104. Modelos matemáticos polinomiais, gerados por diversas variáveis de resposta, foram estatisticamente, significativos (P<0,05). O estudo também auxiliou a encontrar a formulação ótima do fármaco, com excelente força de bioadesão. Combinações adequadas dos dois polímeros resultaram em perfis de liberação adequado, sendo que o Carbopol 934 produziu mais adesão.