Characterization of piroctone olamine for topical delivery to the skin.

OBJECTIVE: Dandruff and its more severe related condition, seborrheic dermatitis affects a high proportion of the population at some point in their life. Piroctone olamine, also known as Octopirox® (OPX) is the monoethanolamine salt of piroctone and is an antifungal agent widely used for the management of dandruff. The aim of the present work was to characterize the physicochemical properties of piroctone olamine and to conduct pre-formulation studies for the development of novel topical formulations of this active. METHODS: An HPLC method was developed and validated for the analysis of OPX. The melting point was determined using the DSC Q2000 (TA Instruments, USA). The distribution coefficient (logD(O/PBS) ) and partition coefficient (log Po/w ) was determined in phosphate-buffered saline (PBS) AND deionized (DI) water using the shake flask method. All experiments were performed at room temperature. The solubility was determined experimentally by adding amount of active to a solvent. The samples were kept at 32° ± 1°C for 48 h in a water bath. The stability of the compound was determined in a range of solvents by preparing solutions of 1 mg mL-1 in the relevant solvents. These solutions were kept and stirred throughout the experiment at 32 ± 1°C, and aliquots were taken at 24, 48 and 96 h. RESULTS: The HPLC method was developed successfully; however, samples at the lower end of the calibration curve showed lower degrees of precision and accuracy. Based on experiments with DSC, the melting point was observed at an onset temperature of 132.4°C. The LogD was determined to be 1.84. The compound had the highest solubility in methanol (278.4 mg mL-1 ) and propylene glycol (PG), with a value of 248.8 mg mL-1 . The lowest solubility for OPX was in dimethyl isosorbide (9.9 mg mL-1 ), Labrafac™ (3.6 mg mL-1 ) and isostearyl isostearate (0.5 mg mL-1 ). Over the 4 days, OPX showed stability in ethanol and PG, while a notable decrease in OPX was observed in PBS and DI water at 32 ± 1°C. CONCLUSION: The physicochemical properties of OPX were characterized to find suitable excipients able to target the epidermis for topical delivery. Building on these findings, future work will focus on the development of novel topical formulation of OPX.

OBJECTIF: la production de pellicules et la maladie plus grave qui y est apparentée, la dermatite séborrhéique, touchent une grande partie des personnes à un moment donné de leur vie. La piroctone olamine, également connue sous le nom d'Octopirox® (OPX), est le sel de monoéthanolamine de la piroctone. Il s'agit d'un agent antifongique largement utilisé pour le traitement des pellicules. L'objectif de ce travail était de caractériser les propriétés physicochimiques de la piroctone olamine et de mener des études de préformulation pour le développement de nouvelles formulations topiques de ce principe actif. MÉTHODES: une méthode de chromatographie liquide à haute performance (CLHP) a été développée et validée pour l'analyse de l'OPX. Le point de fusion a été déterminé à l'aide du calorimètre à balayage différentiel (Differential Scanning Calorimetry, DSC) Q2000 (TA Instruments, États-Unis). Le coefficient de distribution (logD(Octanol/PBS) ) et le coefficient de partage (log Poctanol/eau , ou log Poe ) ont été déterminés dans le tampon phosphate salin (phosphate buffered saline, PBS) et dans l'eau désionisée (deionised, DI) à l'aide de la méthode par agitation en flacon. Toutes les expériences ont été réalisées à température ambiante. La solubilité a été déterminée de manière expérimentale. Une certaine quantité du principe actif a été ajoutée au solvant. Les échantillons ont été conservés à une température de 32 °C ± 1 °C pendant 48 h dans un bain-marie. La stabilité du composé a été déterminée à l'aide d'une gamme de solvants. Des solutions de 1 mg mL−1 ont été préparées dans les solvants correspondants. Les solutions ont été conservées et agitées tout au long de l'expérience à une température de 32°C ± 1°C. Des aliquotes ont été prélevées après 24, 48 et 96 h. RÉSULTATS: la méthode CLHP a été développée avec succès. Toutefois, les échantillons situés dans la partie inférieure de la courbe d'étalonnage ont montré des degrés inférieurs de précision et d'exactitude. Sur la base des expériences avec le DSC, le point de fusion a été observé à une température initiale de 132,4°C. Le LogD a été déterminé à 1,84. Le composé présentait la solubilité la plus élevée dans le méthanol (278,4 mg mL−1 ) et le propylène glycol (PG), avec une valeur de 248,8 mg mL−1 . L'OPX présentait la solubilité la plus faible dans l'isosorbide de diméthyle (9,9 mg.mL−1 ), le LabrafacTM (3,6 mg mL−1 ) et l'isostéarate d'isostéaryle (0,5 mg mL−1 ). Sur les 4 jours, l'OPX a montré une stabilité dans l'éthanol et le PG, tandis qu'il a diminué de manière notable dans le PBS et l'eau désionisée à une température de 32°C ± 1°C. CONCLUSION: les propriétés physicochimiques de l'OPX ont été caractérisées afin de trouver des excipients appropriés capables de cibler l'épiderme dans le cadre d'une administration topique. En s'appuyant sur ces résultats, les travaux futurs se concentreront sur le développement d'une nouvelle formulation topique de l'OPX.

Investigation of piroctone olamine delivery to the skin from single, binary and ternary solvent systems.

OBJECTIVE: Disruption of the protective stratum corneum barrier increases the skin's vulnerability to microorganisms and facilitates conditions such as dandruff. Dandruff is a disorder of the scalp that causes increased scaling of the SC and is associated with Malassezia fungus. Consequently, many anti-dandruff commercial products use anti-fungal active ingredients such as piroctone olamine also known as Octopirox (OPX). OPX is an active ingredient used in a number of topical preparations for the management of dandruff. The characterization of the physicochemical properties of OPX was previously reported. The aim of the present work was to investigate a range of solvent systems for their effects on OPX interaction with human skin. METHODS: The solvents used in this study were propylene glycol (PG), diethylene glycol monoethyl ether or Transcutol® (TC), PG monolaurate (PGML), isopropyl myristate (IPM), caprylic/capric triglyceride or Labrafac™ Lipophile WL 1349 (LAB), PG caprylate or Capryol® 90 (CAP), isostearyl isostearate (ISIS) and Plurol® Oleique CC 497 (PIOI). The single solvent systems evaluated were PG, TC, PGML, IPM, ISIS and CAP. For the binary solvent systems, PG and TC were examined. Ternary solvent systems consisted of: PG, TC and LAB; PG, PGML and LAB; and PG, TC and IPM. The concentration of OPX used was 1% (w/v). Heat-separated human epidermis was used for 24 h permeation experiments performed under finite dose conditions; mass balance studies were also conducted. RESULTS: For the six single solvents examined no permeation was evident. Skin permeation of OPX was observed for binary and ternary solvent systems. The highest permeation for all PG:TC binary solvent system ratios tested was from the PG:TC (75:25) system. For the ternary solvent systems investigated, highest cumulative permeation of OPX was observed for PG:PGML:LAB (60:30:10). Considering all systems, PG:TC (75:25) delivered the greatest amount of OPX through the skin. Although OPX is deposited in the skin following the application of neat solvents, higher skin retention values were generally observed for binary and ternary systems. CONCLUSION: To our knowledge, this is the first study to examine the permeation behaviour of OPX for a range of single, binary and ternary solvent systems.

OBJECTIF: La perturbation de la barrière protectrice de la couche cornée augmente la vulnérabilité de la peau aux micro-organismes et facilite des affections telles que les pellicules. Les pellicules sont un trouble du cuir chevelu qui provoque une augmentation de la desquamation de la couche cornée et qui est associé au champignon Malassezia. Par conséquent, de nombreux produits commerciaux antipelliculaires utilisent des principes actifs antifongiques, tels que la piroctone olamine, également appelée Octopirox (OPX). L'OPX est un principe actif utilisé dans un certain nombre de préparations topiques pour la prise en charge des pellicules. La caractérisation des propriétés physicochimiques de l'OPX a été précédemment rapportée. L'objectif de ce travail était d'étudier un éventail de systèmes de solvants pour leurs effets sur l'interaction de l'OPX avec la peau humaine. MÉTHODES: Les solvants utilisés dans cette étude étaient le propylène glycol (PG), l'éther monoéthylique de diéthylèneglycol ou Transcutol® (TC), le monolaurate de propylène glycol (PGML), le myristate d'isopropyle (IPM), le triglycéride caprylique/caprique ou Labrafac™ lipophile WL 1349 (LAB), le caprylate de propylène glycol ou Capryol® 90 (CAP), l'isostéarate d'isostéaryle (ISIS) et Plurol® Oleique CC 497 (PIOI). Les systèmes à solvant unique évalués étaient le PG, le TC, le PGML, l'IPM, l'ISIS et le CAP. Pour les systèmes de solvants binaires, le PG et le TC ont été examinés. Les systèmes de solvants ternaires comprenaient : PG, TC et LAB ; PG, PGML et LAB ; et PG, TC et IPM. La concentration d'OPX utilisée était de 1 % (p/v). L'épiderme humain séparé par la chaleur a été utilisé pour des expériences de perméation de 24 heures réalisées dans des conditions de dose finie ; des études d'équilibre de masse ont également été menées. RÉSULTATS: Pour les six solvants uniques examinés, aucune perméation n'était manifeste. Une perméation cutanée de l'OPX a été observée pour les systèmes de solvants binaires et ternaires. La perméation la plus élevée pour tous les rapports du système de solvant binaire PG:TC testés a été obtenue avec le système PG:TC (75:25). Pour les systèmes de solvants ternaires étudiés, la perméation cumulée la plus élevée d'OPX a été observée pour PG:PGML:LAB (60:30:10). Parmi tous les systèmes, PG:TC (75:25) a délivré la plus grande quantité d'OPX à travers la peau. Bien que l'OPX se dépose dans la peau après l'application de solvants purs, des valeurs de rétention cutanée plus élevées ont généralement été observées pour les systèmes binaire et ternaire. CONCLUSION: À notre connaissance, il s'agit de la première étude visant à examiner le comportement de perméation de l'OPX pour un éventail de systèmes de solvants uniques, binaires et ternaires.

Confocal Raman Spectroscopy for Assessing Bioequivalence of Topical Formulations.

The evaluation of bioequivalence (BE) for topical dermatological drug products is challenging, and there has been significant interest from regulatory authorities in developing new BE methodologies in recent years. Currently, BE is demonstrated by comparative clinical endpoint studies; these are costly and time-consuming and often lack sensitivity and reproducibility. Previously, we reported excellent correlations between in vivo Confocal Raman Spectroscopy in human subjects and in vitro skin permeation testing (IVPT) with the human epidermis for skin delivery of ibuprofen and a number of excipients. The aim of the present proof-of-concept study was to evaluate CRS as a method to assess BE of topical products. Two commercially available formulations, Nurofen Max Strength 10% Gel and Ibuleve Speed Relief Max Strength 10% Gel, were selected for evaluation. Delivery of ibuprofen (IBU) to the skin was determined in vitro and in vivo by IVPT and CRS, respectively. The formulations examined were found to deliver comparable amounts of IBU across the skin over 24 h in vitro (p > 0.05). Additionally, the formulations resulted in similar skin uptake values measured with CRS in vivo, either at 1 h or 2 h after application (p > 0.05). This is the first study to report the capability of CRS for the demonstration of BE of dermal products. Future studies will focus on the standardisation of the CRS methodology for a robust and reproducible pharmacokinetic (PK)-based evaluation of topical BE.