Дослідження факторів, що впливають на вивільнення in vitro кетопрофену з гелів на основі карбомерів

Автор(и)

  • Олена Петрівна Безугла Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України», Україна https://orcid.org/0000-0002-3629-7059
  • Анна Миколаївна Ляпунова Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України», Україна https://orcid.org/0000-0001-7997-3929
  • Ігор Олександрович Зінченко Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України», Україна https://orcid.org/0000-0003-0562-689X
  • Олексій Миколайович Ляпунов Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України», Україна https://orcid.org/0000-0001-6103-7489
  • Микола Олександрович Ляпунов Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України», Україна https://orcid.org/0000-0002-5036-8255
  • Юрій Михайлович Столпер Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України», Україна https://orcid.org/0000-0001-7652-7624

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.268933

Ключові слова:

карбомер, гель, рідина, кетопрофен, етанол, в’язкість; час кореляції обертальної дифузії, випробування вивільнення in vitro (IVRT)

Анотація

Мета. Визначити деякі фактори, що впливають на вивільнення кетопрофену з гелів на основі карбомерів в дослідах in vitro.

Матеріали та методи. Методами ротаційної віскозиметрії та спінових зондів досліджували гелі на основі карбомерів, що містили кетопрофен, і ньютонівську рідину без карбомеру, що є дисперсійним середовищем гелю. За реограмами визначали тип течії та реопараметри, а за спектрами ЕПР – часи кореляції обертальної дифузії двох спінових зондів, в молекулах яких є карбоксильна група або аміногрупа. Випробування з вивільнення in vitro проводили з використанням вертикальних дифузійних камер за валідованою методикою. Вміст кетопрофену в гелях, рідині та діалізаті визначали методом рідинної хроматографії, а етанолу – методом газової хроматографії за валідованими методиками. Досліджували гелі з різними марками карбомерів, нейтралізованих троламіном або трометамолом, різним вмістом кетопрофену і етанолу та рН від 6,0 до 7,0.

Результати. Золь → гель перехід при нейтралізації карбомеру не вплинув на форму і параметри спектру ЕПР спінового зонда, що містить в молекулі карбоксильну групу (як карбомер і кетопрофен), на відміну від зонда з аміногрупою. Якщо розчинена в гелях речовина не взаємодіє з карбомером, то її молекули/іони швидко обертаються в рідкому середовищі. Це сприяє вивільненню цієї речовини з гелів на основі карбомерів. За параметрами вивільнення в дослідах in vitro кетопрофену з препарату Нобі Гель® гель 2.5 % та з ньютонівської рідини ці об’єкти є еквівалентними за критеріями прийнятності USP. Гелі на основі карбомерів, що суттєво різняться за реопараметрами, також виявилися еквівалентними щодо параметрів вивільнення кетопрофену. На вивільнення кетопрофену в дослідах in vitro впливають його концентрація та вміст етанолу в гелі. Зміна рН від 6.0 до 7.0 практично не впливає на параметри вивільнення кетопрофену з гелів.

Висновки. Утворення гелю на основі карбомеру не впливає на швидкість обертальної дифузії зонда, що не взаємодіє з карбомером. Параметри вивільнення кетопрофену з гелю та ньютонівської рідини в дослідах in vitro мало відрізняються, і на них мало впливає різниця в уявній в’язкості гелів. Вивільнення кетопрофену залежить від його концентрації і вмісту етанолу

Біографії авторів

Олена Петрівна Безугла, Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України»

Кандидат фармацевтичних наук, старший науковий співробітник, завідувач лабораторії

Лабораторія технології та аналізу лікарських засобів

Анна Миколаївна Ляпунова, Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України»

Кандидат фармацевтичних наук, науковий співробітник

Лабораторія технології та аналізу лікарських засобів

Ігор Олександрович Зінченко, Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України»

Кандидат фармацевтичних наук, молодший науковий співробітник

Лабораторія технології та аналізу лікарських засобів

Олексій Миколайович Ляпунов, Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України»

Кандидат фармацевтичних наук, науковий співробітник

Лабораторія технології та аналізу лікарських засобів

Микола Олександрович Ляпунов, Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України»

Доктор фармацевтичних наук, професор, провідний науковий співробітник

Лабораторія технології та аналізу лікарських засобів

Юрій Михайлович Столпер, Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» Національної академії наук України»

Кандидат фармацевтичних наук, старший науковий співробітник

Лабораторія технології та аналізу лікарських засобів

Посилання

  1. The European Pharmacopoeia (2022). EDQM. Strasbourg: Council of Europe. Available at: http://pheur.edqm.eu/subhome/11-0
  2. Derzhavna Farmakopeіa Ukraini. Vol. 1 (2015). Kharkiv: Derzhavne pidpryiemstvo «Ukrayinskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskikh zasobiv», 1128.
  3. Kulawik-Pióro, A., Miastkowska, M. (2021). Polymeric Gels and Their Application in the Treatment of Psoriasis Vulgaris: A Review. International Journal of Molecular Sciences, 22 (10), 5124. doi: https://doi.org/10.3390/ijms22105124
  4. Dragicevic, N., Krajisnik, D., Milic, J., Fahr, A., Maibach, H. (2018). Development of hydrophilic gels containing coenzyme Q10-loaded liposomes: characterization, stability and rheology measurements. Drug Development and Industrial Pharmacy, 45 (1), 43–54. doi: https://doi.org/10.1080/03639045.2018.1515220
  5. Ambala, R., & Vemula, S. (2015). Formulation and Characterization of Ketoprofen Emulgels. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 5 (7), 112–117. doi: https://doi.org/10.7324/japs.2015.50717
  6. Nagai, N., Iwamae, A., Tanimoto, S., Yoshioka, C., Ito, Y. (2015). Pharmacokinetics and Antiinflammatory Effect of a Novel Gel System Containing Ketoprofen Solid Nanoparticles. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 38 (12), 1918–1924. doi: https://doi.org/10.1248/bpb.b15-00567
  7. Herndon, C. M. (2012). Topical Delivery of Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs for Osteoarthritis. Journal of Pain & Palliative Care Pharmacotherapy, 26 (1), 18–23. doi: https://doi.org/10.3109/15360288.2011.653600
  8. Barkin, R. L. (2013). The Pharmacology of Topical Analgesics. Postgraduate Medicine, 125 (1), 7–18. doi: https://doi.org/10.1080/00325481.2013.1110566911
  9. Špaglová, M., Čuchorová, M., Čierna, M., Poništ, S., Bauerová, K. (2021). Microemulsions as Solubilizers and Penetration Enhancers for Minoxidil Release from Gels. Gels, 7 (1), 26. doi: https://doi.org/10.3390/gels7010026
  10. Muro, S. (Ed.) (2016). Drug Delivery Across Physiological Barriers. Pan Stanford Reference, 426. doi: https://doi.org/10.1201/b19907
  11. Alkilani, A., McCrudden, M. T., Donnelly, R. (2015). Transdermal Drug Delivery: Innovative Pharmaceutical Developments Based on Disruption of the Barrier Properties of the Stratum Corneum. Pharmaceutics, 7 (4), 438–470. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics7040438
  12. Draft guideline on quality and equivalence of topical products (2018). CHMP/QWP/708282/2018. Available at: www.ema.europa.eu/en/quality-equivalence-topical-products
  13. The United States Pharmacopoeia, 41 – NF 36 (2018). The United States Pharmacopoeial Convention. Rockville. Available at: https://www.worldcat.org/title/united-states-pharmacopeia-2018-usp-41-the-national-formulary-nf-36/oclc/1013752699
  14. Dabbaghi, M., Namjoshi, S., Panchal, B., Grice, J. E., Prakash, S., Roberts, M. S., Mohammed, Y. (2021). Viscoelastic and Deformation Characteristics of Structurally Different Commercial Topical Systems. Pharmaceutics, 13 (9), 1351. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13091351
  15. Miranda, M., Veloso, C., Brown, M., C. Pais, A. A. C., Cardoso, C., Vitorino, C. (2022). Topical bioequivalence: Experimental and regulatory considerations following formulation complexity. International Journal of Pharmaceutics, 620, 121705. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2022.121705
  16. Ilić, T., Pantelić, I., Savić, S. (2021). The Implications of Regulatory Framework for Topical Semisolid Drug Products: From Critical Quality and Performance Attributes towards Establishing Bioequivalence. Pharmaceutics, 13 (5), 710. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13050710
  17. Sheskey, P. J., Hancock, B. C., Moss, G. P., Goldfarb, D. J. (Eds.) (2020). Handbook of Pharmaceutical Excipients. London: Pharm. Press, 1296.
  18. Formulating Hydroalcoholic Gels with Carbopol® Polymers: Technical Data Sheet (TDS-255) (2009). Lubrizol, 1–7.
  19. Gürol, Z., Hekimoǧlu, S., Demirdamar, R., Şumnu, M. (1996). Percutaneous absorption of ketoprofen. I. In vitro release and percutaneous absorption of ketoprofen from different ointment bases. Pharmaceutica Acta Helvetiae, 71 (3), 205–212. doi: https://doi.org/10.1016/0031-6865(96)00011-8
  20. Kolman, M., Smith, C., Chakrabarty, D., Amin, S. (2021). Rheological stability of carbomer in hydroalcoholic gels: Influence of alcohol type. International Journal of Cosmetic Science, 43 (6), 748–763. doi: https://doi.org/10.1111/ics.12750
  21. Toderescu, C. D., Dinu-Pîrvu, C., Ghica, M. V., Anuța, V., Popa, D. E., Vlaia, L., Lupuliasa, D. (2016). Influence of formulation variables on ketoprofen diffusion profiles from hydroalcoholic gels. Farmacia, 64 (5), 72–78.
  22. Salamanca, C., Barrera-Ocampo, A., Lasso, J., Camacho, N., Yarce, C. (2018). Franz Diffusion Cell Approach for Pre-Formulation Characterisation of Ketoprofen Semi-Solid Dosage Forms. Pharmaceutics, 10 (3), 148. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics10030148
  23. Milanowski, B., Wosicka-Frąckowiak, H., Główka, E., Sosnowska, M., Woźny, S., Stachowiak, F. et al. (2021). Optimization and Evaluation of the In Vitro Permeation Parameters of Topical Products with Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs through Strat-M® Membrane. Pharmaceutics, 13 (8), 1305. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13081305
  24. Lyapunov, A. N., Bezuglaya, E. P., Lyapunov, N. A., Kirilyuk, I. A. (2015). Studies of Carbomer Gels Using Rotational Viscometry and Spin Probes. Pharmaceutical Chemistry Journal, 49 (9), 639–644. doi: https://doi.org/10.1007/s11094-015-1344-3
  25. Derzhavnyi reiestr likarskykh zasobiv Ukrainy. Available at: http://www.drlz.kiev.ua/
  26. Buckingham, R. (Ed.) (2020). Martindale: The Complete Drug Reference. London: Pharmaceutical Press, 4912.
  27. Alkilani, A., McCrudden, M. T., Donnelly, R. (2015). Transdermal Drug Delivery: Innovative Pharmaceutical Developments Based on Disruption of the Barrier Properties of the Stratum Corneum. Pharmaceutics, 7 (4), 438–470. doi: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics7040438
  28. Lykhtenshtein, G. I. (1974). Metod spinovykh zondov v molekuliarnoi biologii. Moscow: Nauka, 256.
  29. Kuznecov, A. N. (1976). Metod spinovogo zonda (Osnovy i primenenie). Moscow: Nauka, 210.
  30. Derzhavna Farmakopeіa Ukraini. Dopovnennia 4 (2020). Kharkiv: Derzhavne pidpryiemstvo «Ukrayinskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskikh zasobiv», 600.
  31. Tiffner, K. I., Kanfer, I., Augustin, T., Raml, R., Raney, S. G., Sinner, F. (2018). A comprehensive approach to qualify and validate the essential parameters of an in vitro release test (IVRT) method for acyclovir cream, 5 %. International Journal of Pharmaceutics, 535 (1–2), 217–227. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.09.049
  32. Derzhavna Farmakopeіa Ukraini. Vol. 2 (2014). Kharkiv: Derzhavne pidpryiemstvo «Ukrayinskyi naukovyi farmakopeinyi tsentr yakosti likarskikh zasobiv», 724.
  33. Carbopol® Ultrez 21 Polymer. Technical Data Sheet (TDS-297). (2002). Cleveland: Lubrizol, 4.
  34. Bezuglaya, E., Ivashchenko, H., Lyapunov, N., Zinchenko, I., Liapunova, A., Stolper, Y. et al. (2021). Study of factors affecting the in vitro release of diclofenac sodium from hypromelose-based gels. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 5 (33), 12–31. doi: https://doi.org/10.15587/2519-4852.2021.243040
  35. Nonsterile Semisolid Dosage Forms Scale-Up and Postapproval Changes: Chemistry, Manufacturing, and Controls; In Vitro Release Testing and In Vivo Bioequivalence Documentation (1997). Guidance for Industry. – U.S. Department of Health and Human Services; Food and Drug Administration Center for Drug Evaluation and Research (CDER), 37.
  36. Note for Guidance Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for New Drug Substances and New Drug Products: Chemical Substances (2000). СРМР/ICH/367/96 (ICH Topic Q6A).
  37. Guideline on Excipients in the Dossier for Application for Marketing Authorisation of a Medicinal Product (2007). EMEA/CHMP/QWP/396951/2006.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-30

Як цитувати

Безугла, О. П., Ляпунова, А. М., Зінченко, І. О., Ляпунов, О. М., Ляпунов, М. О., & Столпер, Ю. М. (2022). Дослідження факторів, що впливають на вивільнення in vitro кетопрофену з гелів на основі карбомерів. ScienceRise: Pharmaceutical Science, (6(40), 4–20. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.268933

Номер

№ 6(40) (2022)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Olena Bezugla, Anna Liapunova, Igor Zinchenko, Oleksii Liapunov, Nikolay Lyapunov, Yurij Stolper

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.