РОЗРОБКА ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛІМЕРНИХ ТВЕРДИХ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ НІМЕСУЛІДУ, ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ РОЗПИЛЮВАЛЬНОГО СУШІННЯ

Автор(и)

  • V. G. Kostiuk Київський національний університет технологій та дизайну https://orcid.org/0000-0001-5454-4247
  • V. I. Bessarabov Київський національний університет технологій та дизайну; Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України https://orcid.org/0000-0003-0637-1729

DOI:

https://doi.org/10.11603/2312-0967.2024.4.15055

Ключові слова:

німесулід, тверда дисперсна система, розпилювальне сушіння, покращення розчинності, полімерний носій, спектрофотометрія, активний фармацевтичний інгредієнт

Анотація

Мета роботи - розробка полімерних твердих дисперсних систем (ТДС) німесуліду методом розпилювального сушіння, дослідження їхніх фізико-хімічних характеристик та кінетики вивільнення активного фармацевтичного інгредієнта (АФІ) із отриманих композитів in vitro.

Матеріали і методи. Тверді дисперсні системи німесуліду на основі фармацевтично прийнятного полімерного носія полівінілпіролідону (ПВП) різної молекулярної маси (ПВП К-12, ПВП К-17, ПВП К-25) отримували за допомогою розпилювальної сушарки Mini Spray Dryer B-290 (Büchi Labortechnik AG, Швейцарія). Фізико-хімічні характеристики розроблених твердих дисперсних систем досліджували за допомогою інфрачервоної спектроскопії з Фур'є перетворенням, використовуючи FTIR-спектрометр Nicolet IS50 з алмазним кристалом ATR (Thermo Fisher Scientific, США), а також методом диференційної скануючої калориметрії на приладі DSC Q2000 (TA Instruments, США). Дослідження кінетики вивільнення німесуліду зі складу ТДС виконували за методикою тесту «Розчинення» для твердих дозованих лікарських форм відповідно до вимог Державної Фармакопеї України (ДФУ) із використанням тестера для розчинення Vankel Varian VK 7000 із зовнішнім нагрівачем води VK 750D (Vankel, США).

Результати і обговорення. Встановлено, що молекулярна маса ПВП впливає як на ступінь покращення розчинності у воді німесуліду в складі твердих дисперсних систем, так і на вихід отриманих композитів. Доведено, що розчинність німесуліду у складі ТДС на основі ПВП, отриманих методом розпилювального сушіння, прямо пропорційно зростає при зниженні молекулярної маси полімеру. Серед досліджуваних зразків найбільшим відсотковим виходом ТДС (82%) та найкращим показником підвищення  розчинності німесуліду у воді (у 5,84 раза) характеризується тверда дисперсна система на основі ПВП К-12.

Результати диференціальної скануючої калориметрії підтвердили аморфізацію німесуліду в складі твердих дисперсних систем, отриманих методом розпилювального сушіння. За допомогою  методу FTIR-спектроскопії доведено, що взаємодія німесуліду з полівінілпіролідом К-12 в отриманих ТДС здійснюється за рахунок утворення міжмолекулярних водневих зв’язків.

Під час досліджень кінетики вивільнення in vitro з використанням тесту «Розчинення» встановлено, що у всіх використовуваних буферних середовищах  (pH=6,8; 7,4 та 7,8) ступінь розчинення АФІ у складі ТДС, отриманої методом розпилювального сушіння, є кращим у порівнянні із показниками оригінального лікарського засобу «Аулін», гранули для приготування оральної суспензії 100 мг/2г. Так, у буферному середовищі з pH = 6,8 через 30 хвилин проведення тесту ступінь розчинення німесуліду у складі твердих дисперсних систем становив близько 14%, тоді як препарат порівняння «Аулін» показав лише 8% розчинення АФІ.

Висновки. Метод розпилювального сушіння є ефективним технологічним процесом для отримання твердих дисперсних систем німесуліду з підвищеною розчинністю. Такий підхід відкриває нові можливості для розробки протизапальних лікарських засобів на основі ТДС німесуліду з покращеними фармакокінетичними характеристиками.

Біографії авторів

V. G. Kostiuk, Київський національний університет технологій та дизайну

аспірант кафедри промислової фармації

V. I. Bessarabov, Київський національний університет технологій та дизайну; Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України

д-р техн. наук, професор, професор кафедри промислової фармації

Посилання

Bashir S, Fitaihi R, Abdelhakim HE. Advances in formulation and manufacturing strategies for the delivery of therapeutic proteins and peptides in orally disintegrating dosage forms. Eur J Pharm Sci. 2023;182:106374. DOI: 10.1016/j.ejps.2023.106374 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejps.2023.106374

Boyd BJ, Bergström CAS, Vinarov Z, et al. Successful oral delivery of poorly water-soluble drugs both depends on the intraluminal behavior of drugs and of appropriate advanced drug delivery systems. Eur J Pharm Sci. 2019;137:104967. DOI: 10.1016/j.ejps.2019.104967 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejps.2019.104967

Patel BB, Patel JK, Chakraborty S, Shukla D. Revealing facts behind spray dried solid dispersion technology used for solubility enhancement. Saudi Pharm J. 2015;23(4):352-65. DOI: 10.1016/j.jsps.2013.12.013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsps.2013.12.013

Paudwal G, Rawat N, Gupta R, Baldi A, Singh G, Gupta PN. Recent Advances in Solid Dispersion Technology for Efficient Delivery of Poorly Water-Soluble Drugs. Curr Pharm Des. 2019;25(13):1524-35. DOI: 10.2174/1381612825666190618121553 DOI: https://doi.org/10.2174/1381612825666190618121553

Tekade AR, Yadav JN. A Review on Solid Dispersion and Carriers Used Therein for Solubility Enhancement of Poorly Water Soluble Drugs. Adv Pharm Bull. 2020;10(3):359-69. DOI: 10.34172/apb.2020.044 DOI: https://doi.org/10.34172/apb.2020.044

Tran P, Pyo YC, Kim DH, Lee SE, Kim JK, Park JS. Overview of the Manufacturing Methods of Solid Dispersion Technology for Improving the Solubility of Poorly Water-Soluble Drugs and Application to Anticancer Drugs. Pharmaceutics. 2019;11(3):132. DOI: 10.3390/pharmaceutics11030132 DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics11030132

Nair AR, Lakshman YD, Anand VSK, Sree KSN, Bhat K, Dengale SJ. Overview of Extensively Employed Polymeric Carriers in Solid Dispersion Technology. AAPS PharmSciTech. 2020;21(8):309. DOI: 10.1208/s12249-020-01849-z DOI: https://doi.org/10.1208/s12249-020-01849-z

Franco P, De Marco I. The Use of Poly(N-vinyl pyrrolidone) in the Delivery of Drugs: A Review. Polymers (Basel). 2020;12(5):1114. DOI: 10.3390/polym12051114 DOI: https://doi.org/10.3390/polym12051114

Lisovyi VM, Lyzhniuk VV, Kostiuk VG, Pashchenko IO, Smishko RO, Goy AM, Povshedna IO, Ishchenko OV, Yaremenko VV, Bessarabov VI. Technologies for the obtaining highly soluble polymer composite materials with active pharmaceutical ingredients. Technologies and Engineering. 2023;3(14):26-35. DOI: 10.30857/2786-5371.2023.3.3 DOI: https://doi.org/10.30857/2786-5371.2023.3.3

Zhang J, Guo M, Luo M, Cai T. Advances in the development of amorphous solid dispersions: The role of polymeric carriers. Asian J Pharm Sci. 2023;18(4):100834. DOI: 10.1016/j.ajps.2023.100834 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajps.2023.100834

Vehring R. Pharmaceutical particle engineering via spray drying. Pharm Res. 2008;25(5):999-1022. DOI: 10.1007/s11095-007-9475-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s11095-007-9475-1

Singh A, Van den Mooter G. Spray drying formulation of amorphous solid dispersions. Adv Drug Deliv Rev. 2016;100:27-50. DOI: 10.1016/j.addr.2015.12.010 DOI: https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.12.010

Paudel A, Worku ZA, Meeus J, Guns S, Van den Mooter G. Manufacturing of solid dispersions of poorly water soluble drugs by spray drying: formulation and process considerations. Int J Pharm. 2013;453(1):253-84. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2012.07.015 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2012.07.015

Rainsford KD. Current status of the therapeutic uses and actions of the preferential cyclo-oxygenase-2 NSAID, nimesulide. Inflammopharmacology. 2006;14(3-4):120-37. DOI: 10.1007/s10787-006-1505-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s10787-006-1505-9

Singla AK, Chawla M, Singh A. Nimesulide: some pharmaceutical and pharmacological aspects--an update. J Pharm Pharmacol. 2000;52(5):467-86. DOI: 10.1211/0022357001774255 DOI: https://doi.org/10.1211/0022357001774255

Dallegri F, Ottonello L. Are there any differences among non-steroidal anti-inflammatory drugs? Focus on nimesulide. Clin Drug Investig. 2007;27 Suppl 1:15-22. DOI: 10.2165/00044011-200727001-00004 DOI: https://doi.org/10.2165/00044011-200727001-00004

Catarro M, Serrano JL, Ramos SS, Silvestre S, Almeida P. Nimesulide analogues: From anti-inflammatory to antitumor agents. Bioorg Chem. 2019;88:102966. DOI: 10.1016/j.bioorg.2019.102966 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2019.102966

Chowdary KP, Nalluri BN. Nimesulide and beta-cyclodextrin inclusion complexes: physicochemical characterization and dissolution rate studies. Drug Dev Ind Pharm. 2000;26(11):1217-20. DOI: 10.1081/ddc-100100995 DOI: https://doi.org/10.1081/DDC-100100995

Shoukri RA, Ahmed IS, Shamma RN. In vitro and in vivo evaluation of nimesulide lyophilized orally disintegrating tablets. Eur J Pharm Biopharm. 2009;73(1):162-71. DOI: 10.1016/j.ejpb.2009.04.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2009.04.005

Di Martino P, Censi R, Barthélémy C, et al. Characterization and compaction behaviour of nimesulide crystal forms. Int J Pharm. 2007;342(1-2):137-44. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2007.05.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2007.05.009

Wang M, Liu S, Jia L, Zhang J, Du S, Gong J. Exploring the physical stability of three nimesulide-indomethacin co-amorphous systems from the perspective of molecular aggregates. Eur J Pharm Sci. 2020;147:105294. DOI: 10.1016/j.ejps.2020.105294 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejps.2020.105294

Zhao YM. Preparation of nimesulide solid dispersion by hot melt extrusion technology. Chinese Pharmaceutical Journal. 2013:185-90. DOI: 10.11669/cpj.2013.03.007

Ranendra S, Sajeev C, Priya K, Sreekhar C, Shashikanth G. Solubility enhancement of nimesulide and ibuprofen by solid dispersion technique. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2002;64:529-34.

Kostiuk VG, Bessarabov VI. Validation of the spectrophotometric method for the quantitative determination of nimesulide in solid dispersions systems obtained by centrifugal fiber formation. Farmatsevtychnyi Zhurnal. 2024;4:39-51. DOI: 10.32352/0367-3057.4.24.04 DOI: https://doi.org/10.32352/0367-3057.4.24.04

Dissolution test for solid dosage forms. 2.9.3. State Pharmacopoeia of Ukraine. 2nd edition. Kharkiv: State Enterprise "Ukrainian Scientific Pharmacopoeial Center for the Quality of Medicinal Products", 2015;1:399-409. Ukrainian.

Georgescu M, Meltzer V, Stănculescu I, Pincu E. Thermal Behavior of the Nimesulide-Salicylic Acid Eutectic Mixtures Prepared by Mechanosynthesis and Recrystallization. Materials (Basel). 2021;14(24):7715. DOI: 10.3390/ma14247715 DOI: https://doi.org/10.3390/ma14247715

Koczkur KM, Mourdikoudis S, Polavarapu L, Skrabalak SE. Polyvinylpyrrolidone (PVP) in nanoparticle synthesis. Dalton Trans. 2015;44(41):17883-905. DOI: 10.1039/c5dt02964c DOI: https://doi.org/10.1039/C5DT02964C

Abdelkader H, Abdallah OY, Salem HS. Comparison of the effect of tromethamine and polyvinylpyrrolidone on dissolution properties and analgesic effect of nimesulide. AAPS PharmSciTech. 2007;8(3):E65. DOI: 10.1208/pt0803065 DOI: https://doi.org/10.1208/pt0803065

Gradišar Centa U, Mihelčič M, Bobnar V, Remškar M, Slemenik Perše L. The effect of PVP on thermal, mechanical, and dielectric properties in PVDF-HFP/PVP thin film. Coatings. 2022;12(9):1241. DOI: 10.3390/coatings12091241 DOI: https://doi.org/10.3390/coatings12091241

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-30

Як цитувати

Kostiuk, V. G., & Bessarabov, V. I. (2024). РОЗРОБКА ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛІМЕРНИХ ТВЕРДИХ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ НІМЕСУЛІДУ, ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ РОЗПИЛЮВАЛЬНОГО СУШІННЯ. Фармацевтичний часопис, (4), 39–48. https://doi.org/10.11603/2312-0967.2024.4.15055

Номер

Розділ

ФАРМАЦЕВТИЧНА ТЕХНОЛОГІЯ, БІОФАРМАЦІЯ, ГОМЕОПАТІЯ