Phenobarbital loaded microemulsion: development, kinetic release and quality control

ABSTRACT This study aimed to obtain and characterize a microemulsion (ME) containing phenobarbital (PB). The PB was incorporated in the proportion of 5% and 10% in a microemulsion system containing Labrasol(r), ethanol, isopropyl myristate and purified water. The physicochemical characterization was performed and the primary stability of the ME was evaluated. An analytical method was developed using spectrophotometry in UV  = 242 nm. The kinetics of the in vitro release (Franz model) of the ME and the emulsion (EM) containing PB was evaluated. The incorporation of PB into ME at concentrations of 5 and 10% did not change pH and resistance to centrifugation. There was an increase in particle size, a decrease of conductivity and a change in the refractive index in relation to placebo ME. The ME remained stable in preliminary stability tests. The analytical method proved to be specific, linear, precise, accurate and robust. Regarding the kinetics of the in vitro release, ME obtained an in vitro release profile greater than the EM containing PB. Thus, the obtained ME has a potential for future transdermal application, being able to compose a drug delivery system for the treatment of epilepsy.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar uma microemulsão (ME) contendo fenobarbital (FEN). O FEN foi incorporado na proporção de 5% e 10% em um sistema microemulsionado composto por labrasol(r), etanol, miristato de isopropila e água purificada. Foi realizada a caracterização físico-química e avaliada a estabilidade preliminar da ME. Desenvolveu-se um método analítico por espectrofotometria em UV  = 242 nm. Foi avaliada a cinética de liberação in vitro (em modelo de Franz) da ME e da emulsão (EM) contendo FEN. A incorporação do FEN em ME nas concentrações de 5 e 10% não alterou o pH e a resistência à centrifugação. Houve aumento do tamanho da partícula, redução da condutividade e alteração do índice de refração em relação à ME placebo. A ME manteve-se estável nos ensaios de estabilidade preliminar. O método analítico demonstrou ser específico, linear, preciso, exato e robusto. Na cinética de liberação in vitro, a ME obteve um perfil de liberação in vitro superior a EM contendo FEN. Desta forma, a ME obtida tem potencial para uma futura aplicação transdérmica, podendo compor um sistema de liberação de fármacos para tratamento da epilepsia.

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...

Applications of USP apparatus 3 in assessing the in vitro release of solid oral dosage forms / Aplicações do aparelho USP 3 em avaliar a libertação in vitro de formas de dosagem orais sólidas

USP Apparatus 3 (reciprocating cylinder) is a very versatile device for the in vitro assessment of release characteristics of solid oral dosage forms, because it enables the product to be subjected to different dissolution media and agitation speeds in a single run. In this paper, a brief history and a description of this system are presented, along with its applications in the development of immediate and modified release products and in the simulation of fasted and fed states using biorelevant media. Furthermore, a comparison is made with the basket and paddle apparatus, especially highlighting the superior hydrodynamics of USP apparatus 3, since the results are not sensitive to factors such as the presence of sample collection probes or air bubbles in the dissolution medium...

USP aparato 3 (cilindros recíprocos) é um equipamento bastante versátil para a avaliação das características de liberação in vitro de formas farmacêuticas sólidas orais, pois permite que o produto seja submetido a diferentes meios de dissolução e condições de agitação, em um único ensaio. Neste trabalho, são apresentados um breve histórico e a descrição desse sistema, suas aplicações no desenvolvimento de produtos de liberação imediata e modificada, assim como sua utilização na simulação dos estados não alimentado e alimentado com o emprego de meios biorrelevantes. Além disso, uma comparação é estabelecida com o cesto e a pá, com destaque para a hidrodinâmica superior do USP aparato 3, que faz com que os resultados não sejam influenciados por fatores como o uso de sondas de coleta de amostras ou presença de bolhas de ar no meio de dissolução...

Atorvastatin calcium loaded chitosan nanoparticles: in vitro evaluation and in vivo pharmacokinetic studies in rabbits / Atorvastatina de cálcio carregadas nanopartículas de quitosana: avaliação farmacocinética in vitro e in vivo em estudos de coelhos

In this study, we prepared atorvastatin calcium (AVST) loaded chitosan nanoparticles to improve the oral bioavailability of the drug. Nanoparticles were prepared by solvent evaporation technique and evaluated for its particle size, entrapment efficiency, zeta potential, in vitro release and surface morphology by scanning electron microscopy (SEM). In addition, the pharmacokinetics of AVST from the optimized formulation (FT5) was compared with marketed immediate release formulation (Atorva^(r)) in rabbits. Particle size of prepared nanoparticles was ranged between 179.3 ± 7.12 to 256.8 ± 8.24 nm with a low polydispersity index (PI) value. Zeta potential study showed that the particles are stable with positive values between 13.03 ± 0.32 to 46.90 ± 0.49 mV. FT-IR studies confirmed the absence of incompatibility of AVST with excipient used in the formulations. In vitro release study showed that the drug release was sustained for 48 h. Results of pharmacokinetics study showed significant changes in the pharmacokinetic parameter (2.2 fold increase in AUC) of the optimized formulation as compared to marketed formulation (Atorva^(r)). Thus, the developed nanoparticles evidenced the improvement of oral bioavailability of AVST in rabbit model...

No presente estudo, preparamos nanopartículas de quitosana com atorvastatina cálcica (AVST) para melhorar a biodisponibilidade oral do fármaco. As nanopartículas foram preparadas pela técnica de evaporação de solvente, avaliando-se a granulometria, a eficiência de encapsulamento, o potencial zeta, a liberação in vitroe a morfologia da superfície, por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, a farmacocinética da formulação otimizada de AVST (FT5) foi comparada com a formulação comercial, de liberação imediata, comercializada (Atorva(r)), em coelhos. O tamanho das das nanopartículas variou na faixa de 179,3 a 256,8 ± 7,12 ± 8,24 nm, com baixo índice polidispersibilidade (PI). O estudo do potencial Zeta mostrou que as partículas são estáveis, com valores positivos entre 13,03 ± 0,32 a 46,90 ± 0,49 mV. Os estudos de FT-IR confirmaram a ausência de incompatibilidade de AVST com o excipiente utilizado nas formulações. O estudo de liberação in vitro mostrou que liberação sustentada do fármaco por 48 horas. Os resultados do estudo farmacocinético mostraram alterações significativas nos parâmetros (aumento de 2,2 vezes na ASC) da formulação otimizada em relação à comercializada (Atorva(r) ). Assim, o desenvolvimento de nanopartículas evidenciou a melhora da biodisponibilidade oral de AVST em coelhos...

Desenvolvimento de filmes de desintegração oral para liberação de compostos bioativos / Development of orally disintegrating films for release of bioactive compounds

É crescente o interesse dos consumidores por produtos naturais com apelo funcional. Por isso tem se estudado novos veículos de liberação de compostos bioativos, como por exemplo, os filmes de desintegração oral. A própolis é uma fonte natural rica em compostos ativos, como por exemplo, os compostos fenólicos, que lhe confere atividade antimicrobiana e antioxidante. O colágeno hidrolisado pode apresentar diversos benefícios quando ingerido, como aumento da densidade óssea e representa uma boa fonte de peptídeos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar os filmes de desintegração oral à base de gelatina aditivados com colágeno hidrolisado (CH) e extrato etanólico de própolis (EEP). Os filmes foram produzidos pela técnica de casting mantendo constante a massa de gelatina(mG) colágeno hidrolisado(mCH) em 2 g de mG+CH (g/100g de solução filmogênica), e a concentração de sorbitol em 30g (g/100g de mG+CH). Foram avaliadas diferentes concentrações de CH (0, 10, 20 e 30 g/100 g de mG+CH) e de EEP (0, 100 e 200 g /100 g de mG+CH). Os filmes foram caracterizados em relação à cor e opacidade, matéria total solúvel, umidade, propriedades mecânicas (tensão na ruptura e elongação), microscopia eletrônica de varredura, mucoadesividade, ângulo de contato, tempo de desintegração, grau de intumescimento, concentração de compostos fenólicos, liberação in vitro, cinética de liberação, calorimetria diferencial de varredura, espectroscopia de infravermelho com transforma de Fourier (FTIR), atividade antimicrobiana e estabilidade dos compostos fenólicos em função do tempo armazenamento. [...] Desta forma, os filmes de desintegração oral aditivados com extrato etanólico de própolis e colágeno hidrolisado representam uma boa alternativa como veículo de compostos fenólicos na cavidade oral.

There is an increase in the interest of consumers for natural products with functional appeal. Therefore, it has been studied new vehicles for release of bioactive compounds, such as orally disintegrating films. Propolis is a rich natural source of active compounds, such as phenolic compounds, responsible for antimicrobial and antioxidant activity. Hydrolyzed collagen may have several benefits when ingested, such as increased bone density and it is a good source of peptides. This study aimed the development and characterization of orally disintegrating films gelatin-based additives with hydrolyzed collagen (CH) and ethanol extract of propolis (EEP). The films were produced by casting, keeping mass constant of gelatin (mG) and hydrolyzed collagen (mCH) at 2 g of mG+CH/100 g filmogenic solution, and the concentration of sorbitol at 30 g/100 g mG+CH. It was evaluating different concentrations of CH (0, 10, 20 and 30 g/100 g of mG+CH) and EEP (0, 100 and 200 g/100 g of mG+CH). The films were characterized regarding color and opacity, total soluble matter, moisture, mechanical properties (tensile strength and elongation), scanning electron microscopy, mucoadhesion, contact angle, disintegration time, swelling degree, concentration of phenolic compounds, in vitro release, release kinetics, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), antimicrobial activity and stability of phenolic compounds were evaluated during the storage time. Increasing in concentration of CH caused a significant increase of solubility. For mechanical properties was observed increased at elongation for films with collagen in relation to control film and significant reduction of tensile strength with increasing of CH. [...] Thus, the orally disintegrating film additives with ethanol extract of propolis and hydrolyzed collagen represent a good alternative as a vehicle of phenolic compounds in the oral cavity.

In vitro release of diclofenac diethylamine from gels: evaluation of generic semisolid drug products in Brazil

In order for the pharmacological action of a topical dermal drug product to occur, the drug must first be released from the vehicle to be available to penetrate the skin layers and reach the site of action. Drug release is mainly dependent on the characteristics of the formulation. Currently, to register a generic or a similar drug product in Brazil performance testing of topical drug products for local action is not required. In this context, this aim of this study was to evaluate the in vitro release of commercial diclofenac diethylamine gel products available on the Brazilian pharmaceutical market, using the vertical diffusion cell method. Factors which may influence the test, such as the type of membrane used, and the effect of the formulation characteristics on the diffusion rate were evaluated. Brazilian legislation currently allows generic drug products to contain excipients other than the reference drug, which may affect the drug release from the vehicle. Only one of the four generic drug products tested could be considered equivalent to the reference Cataflam Emulgel®. The cellulose acetate and polyethersulfone membranes tested were found to be interchangeable in the in vitro release studies carried out on this product.

Para exercer ação farmacológica, medicamentos tópicos de aplicação cutânea precisam, primeiramente, liberar o fármaco do veículo, para que desta forma ele se torne disponível para penetração nas camadas da pele, até atingir seu local de ação. A liberação do fármaco do veículo depende principalmente das características da formulação. Até a presente data, para registrar um medicamento genérico ou similar no Brasil não se exigem testes de desempenho para produtos tópicos de ação local. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a liberação in vitro de especialidades farmacêuticas de diclofenaco dietilamônio gel do mercado farmacêutico brasileiro, usando o sistema de célula de difusão vertical. Avaliaram-se fatores que influenciam o teste como o tipo de membrana usada nos ensaios de liberação e características da formulação que impactam a velocidade de difusão. A legislação vigente no País permite que medicamentos genéricos contenham excipientes diferentes do medicamento referência. Esta diferença afetou a liberação do fármaco do veículo. Dos quatro medicamentos genéricos testados apenas um seria considerado equivalente ao medicamento referência Cataflam Emulgel®. As membranas de acetato de celulose e polietersulfona testadas apresentaram-se intercambiáveis nos estudos de liberação desse produto.

Desenvolvimento e Caracterização de Nanopartículas de D, L-PLA contendo Cefoxitina / Development and Characterization of Cefoxitin Loaded D, L-PLA Nanoparticles

As nanopartículas de D, L-PLA (PLA) contendo cefoxitina (CEF) foram preparadas pelo método de emulsão múltipla / evaporação do solvente. As partículas foram avaliadas em relação à morfologia, à eficiência de encapsulação, às interações polímero-fármaco, bem como à cinética de liberação do fármaco in vitro . As nanopartículas são esféricas e isoladas, com um diâmetro médio de cerca de 600 nm. O comportamento térmico (DSC) das nanopartículas contendo CEF sugeriu que o fármaco está disperso em um nível molecular dentro do sistema. A eficiência de encapsulação do fármaco no sistema quando a concentração de CEF é 30 mg / mL foi de 5,5%, determinada após a extração de fármaco, através de um método de HPLC validado. Esta baixa eficiência de encapsulação é compreensível, uma vez que a CEF é altamente hidrofílica. Os ensaios in vitro mostraram um perfil de liberação do fármaco a partir das nanopartículas fortemente sustentado e com uma cinética de difusão Fickiana pura.

Nanoparticles containing cefoxitin (CEF) made of D,L-PLA (PLA) were designed by a multiple emulsion/solvent evaporation method. The particles were extensively evaluated in relation to morphology, encapsulation efficiency, drug-polymer interactions as well as in vitro drug release kinetics. Nanoparticles were spherical in shape and isolated, with a mean diameter of about 600 nm. The thermal behaviour (DSC) of CEF-containing nanoparticles suggested that the drug was dispersed at a molecular level within the system. The drug encapsulation efficiency in the system for a CEF concentration of 30 mg/mL was 5.5%, as assessed after the drug extraction, by a validated HPLC method. This low encapsulation efficiency is understandable, since CEF is highly hydrophilic. The in vitro assays showed a strong sustained drug release profile from the nanoparticles with kinetics following pure Fickian diffusion.

Emulsões O/A contendo Cetoconazol 2,0%: avaliação da estabilidade acelerada e estudos de liberação in vitro / O/W Emulsion Containing 2.0% Ketoconazole: Accelerated Stability Test and in vitro Release

Os objetivos do estudo foram desenvolver e avaliar a estabilidade físico-química de emulsões O/A contendo cetoconazol a 2,0% e determinar seu perfil de liberação in vitro. As formulações foram preparadas com bases auto-emulsionáveis com diferentes características químicas. A estabilidade do sistema foi avaliada de acordo com o Guia para Realização de Testes de Estabilidade em Produtos Farmacêuticos, utilizando diferentes temperaturas (4ºC, 37ºC e 45ºC) por um período de tempo de três meses. Os parâmetros avaliados durante o ensaio foram: as características organolépticas,o pH, o comportamento reológico e a concentração do ativo. A emulsão considerada estável foi submetida ao ensaio de liberação in vitro utilizando célula de difusão de Franz. A quantificação do cetoconazol na formulação e na solução receptora foi realizada por método espectrofotométrico no ultravioleta a 244 nm. Dentre as formulações testadas, somente aquela preparada com álcool cetoestearílico e estearato de polietilenoglicol (PEG20) manteve suas características físico-químicas estáveis durante o teste. O estudo de liberação in vitro demonstrou que o fármaco foi liberado do sistema gradualmente no decorrer do tempo, apresentando uma cinética pseudo zero ordem.

The goal of this work was to develop and assess the physicochemical stability of O/W emulsions containing 2.0% ketoconazole and to determine their in vitro release profile. These formulations were prepared with self-emulsifying bases that differed in their chemical characteristics. The stability of the system was assessed, as recommended in the Guide to Drug Product Stability Tests, over 3 months at 3 different temperatures (4ºC, 37ºC and 45ºC). The characteristics assessed during the test were the organoleptic properties, pH, rheological behavior and drug concentration. The most stable emulsion was subjected to an in vitro release test in a Franz diffusion cell system. The ketoconazole in both the formulation and receptor phase was determined by UV spectrophotometry at 244 nm. The O/W emulsion prepared with cetearyl alcohol and polyethylene glycol (PEG20) stearate was the only one that maintained its physicochemical characteristics throughout the test. The in vitro release test demonstrated that the drug was released gradually, exhibiting pseudo zero-order kinetics.