Development of nanotechnology-based drug delivery systems with olive vegetable oil for cutaneous application

ABSTRACT Liquid-Crystalline Systems represent active compounds delivery systems that may be able to overcome the physical barrier of the skin, especially represented by the stratum corneum. To obtain these systems, aqueous and oily components are used with surfactants. Of the different association structures in such systems, the liquid-crystalline offer numerous advantages to a topical product. This manuscript presents the development of liquid-crystalline systems consisting, in which the oil component is olive oil, its rheological characterizations, and the location of liquid crystals in its phase map. Cytotoxic effects were evaluated using J-774 mouse macrophages as the cellular model. A phase diagram to mix three components with different proportions was constructed. Two liquid crystalline areas were found with olive oil in different regions in the ternary diagram with two nonionic surfactants, called SLC1 (S1) and SLC2 (S2). These systems showed lamellar liquid crystals that remained stable during the entire analysis time. The systems were also characterized rheologically with pseudoplastic behavior without thixotropy. The texture and bioadhesion assays showed that formulations were similar statistically (p < 0.05), indicating that the increased amount of water in S2 did not interfere with the bioadhesive properties of the systems. In vitro cytotoxic assays showed that formulations did not present cytotoxicity. Olive oil-based systems may be a promising platform for skin delivery of drugs.

RESUMO Os cristais líquidos representam um sistema de liberação de substâncias ativas capazes de vencer a barreira cutânea, representada especialmente pelo estrato córneo. Água, óleo e tensoativos são misturados para se obter esses sistemas. Diferentes estruturas podem ser formadas nesses sistemas, as quais oferecem muitas vantagens para os produtos de uso tópico. Esse trabalho visou ao desenvolvimento de sistemas líquido-cristalinos preparados com óleo de oliva, sua caracterização reológica e a identificação das fases cristalinas no diagrama ternário. Efeitos citotóxicos foram avaliados usando células de rato como modelo celular. Construiu-se um diagrama de fases que mistura três componentes em diferentes proporções. Duas áreas de cristal líquido, denominadas SLC1 (S1) e SLC2 (S2), foram encontradas com óleo de oliva em diferentes regiões no diagrama ternário preparado com dois diferentes tensoativos não-iônicos. Esses sistemas mostraram fase cristalina lamelar, que permaneceu estável durante o tempo estudado. Os sistemas foram também caracterizados reologicamente e apresentaram comportamento pseudoplástico com tixotropia. Os ensaios de textura e bioadesão mostraram que as formulações foram similares (p < 0.05), indicando que o aumento da quantidade de água em S2 não interferiu nas propriedades bioadesivas dos sistemas. Os ensaios de citotoxicidade mostraram que as formulações não foram citotóxicas. Sistemas à base de óleo de oliva são interessantes para a liberação de fármacos na pele.

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.

A novel dosage form for buccal administration of bupropion

Bupropion is an antidepressant used in the treatment of smoking. The purpose of this study was to prepare controlled-release hydrogel films for buccal administration of bupropion and investigate its physicochemical and cytotoxic properties. The films were prepared from ultrapure sodium carboxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose K4M, and medium-viscosity chitosan. Evaluation of film physicochemical characteristics was based on scanning electron microscopy, bupropion content, mechanical strength (burst strength, relaxation, resilience, and traction), and cytotoxicity. Bupropion content in bilayer films was 121 mg per 9 cm2. The presence of bupropion modified film mechanical strength, but did not compromise the use of this pharmaceutical form. As shown by the cytotoxicity results, films containing bupropion did not cause cellular damage. Bupropion administration in the form of hydrogel films is a potentially useful alternative in the treatment of smoking.

A bupropiona é um antidepressivo utilizado no tratamento do tabagismo. O objetivo deste trabalho foi a preparação de filmes hidrogelatinosos de liberação controlada para administração bucal de bupropiona. Os filmes foram preparados utilizando carboximetilcelulose sódica ultrapurificada, hidroxipropilmetilcelulose K4M e quitosana de média viscosidade. As características físico-químicas dos filmes foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, teor de bupropiona, resistência mecânica (perfuração, relaxação, resiliência e tração) e citotoxicidade. Os resultados mostraram que os filmes em bicamada apresentaram teor de bupropiona de 121 mg por 9 cm2 de filme e que a bupropiona modifica a resistência mecânica dos filmes, sem, no entanto, inviabilizar o uso desta forma farmacêutica. Os estudos de citotoxicidade mostraram que as formulações dos filmes contendo bupropiona não causam dano celular. Este estudo mostrou que a bupropiona veiculada na forma de filme hidrogelatinoso pode ser uma alternativa útil no tratamento do tabagismo.

Design and optimization of self-microemulsifying drug delivery system (SMEDDS) of felodipine for chronotherapeutic application

The objective of this research work was to design, develop and optimize the self micro-emulsifying drug delivery system (SMEDDS) of Felodipine (FL) filled in hard gelatine capsule coated with polymer in order to achieve rapid drug release after a desired time lag in the management of hypertension. Microemulsion is composed of a FL, Lauroglycol FCC, Transcutol P and Cremophor EL. The optimum surfactant to co-surfactant ratio was found to be 2:1. The resultant microemulsions have a particle size in the range of 65-85 nm and zeta potential value of -13.71 mV. FL release was adequately adjusted by using pH independent polymer i.e. ethyl cellulose along with dibutyl phthalate as plasticizer. Influence of formulation variables like viscosity of polymer, type of plasticizer and percent coating weight gain was investigated to characterize the time lag. The developed formulation of FL SMEDDS capsules coated with ethyl cellulose showed time lag of 5-7 h which is desirable for chronotherapeutic application.

O objetivo desse trabalho de pesquisa foi planejar, desenvolver e otimizar sistema de liberação de fármaco auto-microemulsificante(SMEDDS) de felodipino (FL) em cápsulas de gelatina dura revestidas com polímero, a fim de obter liberação rápida após tempo desejado no manejo da hipertensão. A microemulsão é composta de FL, lauroglilcol FCC, Transcutol P e Cremophor EL. A proporção ótima de tensoativo e de co-tensoativo foi de 2:1. As microemulsões resultantes têm tamanho de partícula na faixa de 65-85 nm com potencial zeta de -13,71 mV. A liberação de FL foi ajustada adequadamente, utilizando-se polímero independente de pH, como etilcelulose com ftalato de dibutila como plastificante. A influência das variáveis da formulação, como viscosidade do polímero, tipo de plastificante e ganho percentual de peso do revestimento foi investigada para caracterizar o intervalo de tempo de liberação. A formulação de cápsulas de FL SMEDDS revestidas com etilcelulose mostrou intervalo de tempo de liberação de 5 a 7 horas, o que é desejável para uma aplicação cronoterapêutica.