Assessing compatibility of excipients selected for a sustained release formulation of bilberry leaf extract

Abstract The study is aimed to assess the compatibility of bilberry leaf powder extract (BLPE) with six excipients selected for sustained-release (SR) tablet formulation. The BLPE was obtained with the addition of L-arginine and Myo-inositol as the carriers. Thermogravimetric (TG-DTG) analysis and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), supported by Pearson correlation analysis, were applied to detect possible interactions in the binary mixtures (1:1) of the BLPE with each excipient. The TG-DTG showed some deviations in the thermal behavior of the BLPE / excipient mixtures. However, only the thermal behavior of magnesium stearate in the mixture significantly differed from individual samples, which suggested chemical interaction for this excipient. The FTIR analysis confirmed that the BLPE is compatible with Eudragit L100, Methocel K4M, Methocel K100LV, Avicel PH-101, and Plasdone S-630. Whereas it undergoes solid-state chemical interaction in the binary mixture with magnesium stearate. According to the FTIR-spectra, it is suggested that this interaction results in the formation of stearic acid and alkalization of the medium. These findings evidence for the possibility of using TG-DTG analysis as an independent thermal technique for compatibility studies and also confirm the earlier reported interaction of basic lubricants, e.g., stearic salts, with active ingredients containing amino groups.

Desenvolvimento de comprimidos de liberação prolongada de nimesulida contendo ferrita para avaliação do trânsito gastrintestinal por meio de técnica biomagnética / Development of prolonged release tablets of nimesulide containing ferrite for evaluation of gastrointestinal transit by means of biomagnetic technique

As Formas Farmacêuticas de Liberação Prolongada (FFLP) têm sido uma alternativa eficaz na terapia, pois proporcionam maior adesão do paciente ao tratamento em função da redução da frequência de dosagem ao longo do dia, sendo sua principal característica, a modulação da liberação/dissolução do fármaco. Entretanto, esta etapa pode ser influenciada por diferentes fatores, dentre eles: os físico-químicos relacionados ao fármaco; os farmacêuticos, principalmente relacionados aos excipientes empregados e às técnicas de obtenção da forma farmacêutica (FF) e os fisiológicos do trato gastrintestinal (TGI), como por exemplo, o pH dos líquidos do TGI, o tempo de esvaziamento gástrico, a motilidade intestinal, entre outros. Desse modo, a avaliação do trânsito da FF no TGI, após a sua administração, permite uma melhor compreensão dos fatores que podem afetar as etapas de liberação/dissolução do fármaco in vivo. Dentre as técnicas empregadas com esse objetivo, destacam-se: a cintilografia e os métodos biomagnéticos. A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é um método biomagnético que tem se mostrado promissor para este tipo de estudo, por ser não invasivo, portátil, livre de radiação ionizante, e por apresentar acurácia e versatilidade. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivos, desenvolver e caracterizar sob o aspecto biofarmacotécnico in vitro, um sistema de liberação prolongada contendo nimesulida (fármaco-modelo) e marcador magnético (ferrita), visando obtenção de ferramenta para avaliação do trânsito gastrintestinal por meio de técnica biomagnética. Para isto foram desenvolvidas quatro formulações de comprimidos de liberação prolongada contendo nimesulida, ferrita e diferentes concentrações de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC): NF1 (30% HPMC); NF2 (23% HPMC); NF3 (17% HPMC) e NF4 (10% HPMC). Essas foram avaliadas quanto ao comportamento de dissolução por meio de ensaios com aparato 4 e avaliação da cinética e da eficiência de dissolução (ED%). Posteriormente, estudos biomagnéticos, in vitro e in vivo, foram conduzidos com emprego da técnica de BAC para a formulação selecionada. Os resultados obtidos mostraram que as 04 formulações desenvolvidas apresentaram porcentagens de dissolução distintas em função das diferentes concentrações de HPMC (NF1 = 13,2%; NF2 = 40,1%; NF3 = 72,5% e NF4 = 91,5%). A formulação NF4, com menor concentração de HPMC, foi escolhida para os estudos por meio de BAC em função dos resultados de ED% (54,3%) e por apresentar comportamento mais próximo de uma formulação de liberação prolongada. Em relação aos resultados de BAC in vitro, destaca-se que a formulação NF4 (10%HPMC) apresentou aumento de área magnética de forma independente do pH do meio, sugerindo que a hidratação/intumescimento da HPMC independe do pH. Em relação à avaliação do trânsito intestinal (estudo in vivo) foram obtidos os seguintes dados: Tempo médio de Residência Gástrica (TTR) - 89 minutos; Tempo médio do Trânsito Orocecal (TTO) - 313 minutos e Tempo médio do Trânsito Intestinal (TTI) - 224 minutos. Os dados de BAC in vivo permitiram observar que o aumento de área magnética atingiu um platô em cerca de 80 minutos após a administração da formulação NF4. A comparação dos dados de BAC in vitro e BAC in vivo, relacionados ao trânsito gastrintestinal, indica que a formulação NF4, após apresentar o ápice de intumescimento, foi capaz de manter sua estrutura permanente ao longo do TGI, favorecendo assim a liberação modulada do fármaco. Os resultados obtidos demonstraram que a formulação desenvolvida foi eficiente para avaliar e caracterizar o trânsito no TGI por meio da técnica de BAC e também permitiram uma estimativa do comportamento do fármaco em relação a solubilidade em cada porção do TGI, proporcionando assim uma ferramenta adequada para avaliação do trânsito do TGI e desenvolvimento de FFLP

Extended Release (ER) dosage forms have been an effective alternative in therapy, since they provide greater patient adherence to treatment as a function of the reduction of the frequency of dosing throughout the day, its main characteristic being the release / dissolution modulation of the drug. However, this stage can be influenced by different factors, among them: the physical and chemical related to the drug; the pharmacists, mainly related to the excipients employed and the techniques of obtaining the form dosage and the physiological ones of the gastrointestinal tract (GI tract), as for example, the pH of the liquid of the GI tract, gastric emptying time, intestinal motility, among others. Thus, assessment of dosage forms transit in GI tract after its administration allows a better understanding of the factors that may affect the drug release / dissolution steps in vivo. Among the techniques used for this purpose, the following stand out: scintigraphy and biomagnetic methods. Alternating Current Biosensiometry (ACB) is a biomagnetic method that has shown promise for this type of study, since it is non-invasive, portable, free of ionizing radiation, and because of its accuracy and versatility. In view of the above, the aim of this work was to develop and characterize a sustained release system containing nimesulide (study drug) and magnetic marker (ferrite) under the in vitro biopharmaceutical aspect, aiming to obtain a tool to evaluate the GI tract transit through means of biomagnetic technique. For this, four formulations of extended release tablets containing nimesulide, ferrite and different concentrations of hydroxypropylmethylcellulose (HPMC): NF1 (30% HPMC) were developed; NF2 (23% HPMC); NF3 (17% HPMC) and NF4 (10% HPMC). These were evaluated for dissolution behavior by apparatus 4, assays and kinetics and dissolution efficiency (ED%). Subsequently, biomagnetic studies, in vitro and in vivo, were conducted using the ACB technique for the selected formulation. The results showed that the formulations developed showed different percentages of dissolution as a function of the different concentrations of HPMC (NF1 = 13.2%, NF2 = 40.1%, NF3 = 72.5% and NF4 = 91.5%). The NF4 formulation, with a lower concentration of HPMC, was chosen for the ACB studies as a function of ED% results (54,3%) and because of the behavior of a sustained release formulation. In relation to the in vitro ACB results, the NF4 formulation (10% HPMC) showed an increase in magnetic area independently of the pH of the medium, suggesting that the HPMC hydration / swelling is independent of pH. In relation to intestinal transit evaluation (in vivo study) the following data were obtained: Mean Time of Gastric Residency (TTR) - 89 minutes; Mean Time of Orocecal Transit (OCTT) - 313 minutes and Mean Time of lntestinal Transit (TTI) - 224 minutes. ACB data in vivo showed that the increase in magnetic area reached a plateau in about 80 minutes after administration of the NF4 formulation. Comparison of in vitro ACB and ACB data in vivo, related to gastrointestinal transit, indicates that the NF4 formulation, after showing the swelling apex, was able to maintain its permanent structure throughout the GI tract, thus favoring the modulated release of the drug. The obtained results demonstrated that the developed formulation was efficient to evaluate and characterize the transit in the GI tract by means of the ACB technique and allowed a prediction of the behavior of the drug in relation to the solubility in each portion of the GI tract, thus providing a suitable tool for evaluation of the GI tract transit and the development of sustained release formulation

Optimización del sistema gastrorretentivo para la administración oral controlada de cinarizina mediante la metodología de superficie de respuesta / Optimization of gastroretentive system for oral controlled delivery of cinnarizine using response surface methodology

Se propone un sistema fl otante efervescente de liberación controlada para la administración gastrorretentiva de cinarizina. Para producir comprimidos de cinarizina fl otantes de liberación controlada mediante compresión directa se utilizó un diseño de Box-Behnken 33. Se estudiaron los efectos de variables de formulación como los niveles de HPMC K4M (X1), bicarbonato sódico (X2) y ácido cítrico (X3) en las características de fl otabilidad del comprimido y la liberación de fármaco. Los parámetros de respuesta como el tiempo de fl otabilidad total (TFT), la liberación al cabo de 10 h (Rel10), el tiempo necesario para la liberación del 50% del fármaco (t50) y el exponente de difusión de Korsemeyer y Peppas (n), se analizaron mediante la metodología de superfi cie de respuesta. Los parámetros se analizaron mediante el test F, y se generaron modelos matemáticos para cada parámetro de respuesta mediante análisis de regresión lineal múltiple (MLRA) y análisis de varianza (ANOVA). Las tres variables de formulación estudiadas tuvieron un efecto signifi cativo (P < 0,05) en el TFT, mientras que los niveles de HPMC K4M y ácido cítrico infl uyeron signifi cativamente en la liberación de fármaco. Para desarrollar una formulación optimizada se utilizó la optimización numérica con enfoque de deseabilidad, estableciendo restricciones en las variables dependientes e independientes. La formulación optimizada presentó una liberación de fármaco del 82,37 % durante el TFT de 8,5 h en modo de orden cero un valor de t50 de 5,30 h. Los valores experimentales del TFT, t50 y Rel10 observados concordaban con los predichos por los modelos matemáticos, confi rmando la predictabilidad de MLRA y ANOVA

A controlled release effervescent fl oating system is proposed for gastroretentive delivery of cinnarizine. A 33 box-behnken design was employed to produce controlled release fl oating tablets of cinnarizine by direct compression method. The effect of the formulation variables such as levels of HPMC K4M (X1), sodium bicarbonate (X2) and citric acid (X3) on the tablet fl oating characteristics and drug release was studied. The response parameters like total fl oating time (TFT), release at the end of 10 h (Rel10), time taken for 50% of the drug to release (t50) and Korsemeyer and Peppas diffusion exponent (n) were analyzed using response surface methodology. The parameters were analyzed using the F test and mathematical models were generated for each response parameter using multiple linear regression analysis (MLRA) and analysis of variance (ANOVA). All the three formulation variables studied had a signifi cant effect (P < 0.05) on the TFT whereas the levels of HPMC K4M and citric acid signifi cantly infl uenced the drug release. Numerical optimization employing desirability approach was used to develop an optimized formulation by setting constraints on the dependent and independent variables. The optimized formulation showed 82.37 % drug release during the TFT of 8.5 h in a zero order fashion with a t50 of 5.30 h. The experimental values of the TFT, t50 and Rel10 were found to agree with those predicted by the mathematical models confi rming the fore casting ability of MLRA and ANOVA

Evaluación de microcápsulas de ácido acetilsalicílico preparadas con eftalato de acetilcelulosa, etilcelulosa o sus mezclas, mediante una técnica de adición de emulsión no disolvente / Evaluation of microcapsules of acetyl salicylic acid prepared with cellulose acetate phthalate, ethycellulose or their mixtures by an emulsion non-solvent addition technique

El ácido acetilsalicílico (AAS) se encapsuló con eftalato de acetilcelulosa (EAC), etilcelulosa (EC) o sus mezclas mediante un método de adición de emulsión no disolvente. Se evaluaron los perfiles de liberación de AAS en microcápsulas preparadas en diversas proporciones de fármaco y polímero (10:1 y 4:1) y microcápsulas en comprimidos en un pH 1,2 ó 6. Los resultados mostraron que al reducir la proporción de fármaco respecto al polímero se reducía la velocidad de liberación. Las microcápsulas preparadas con EC presentaron el índice de liberación más bajo. Los estudios de liberación in vitro indicaron que la velocidad de liberación del fármaco disminuía tras la preparación del comprimido, debido a la formación de una matriz no desintegrable. La liberación de AAS en un pH 6 es significativamente mayor en todas las microcápsulas, incluso si se utiliza EC, que no es hidrosoluble. Esto se debe probablemente a la mayor solubilidad del AAS en un pH 6, lo que indica la formación incompleta de la película alrededor de las partículas de AAS. Los datos de liberación se examinaron cinéticamente y se calcularon los modelos ideales para la liberación del fármaco. Los resultados mostraron que en las microcápsulas en comprimidos el coeficiente de correlación más elevado se obtuvo con la liberación de orden cero. En las microcápsulas en comprimidos que contenían EAC o una mezcla de EAC y EC, la contribución de la erosión fue mayor que en las microcápsulas que no estaban en comprimidos (AU)