Preformulační design PLGA částicového systému pro vícedenní uvolňování antidepresiva mirtazapinu

Stáhnout PDF English version

Autoři: Martina Holická; Jan Muselík; Martina Kejdušová; Miroslava Pavelková; Kateřina Kubová; Petr Doležel; David Vetchý; Vratislav Košťál; Jakub Vysloužil; Josef Mašek
Vyšlo v časopise: Čes. slov. Farm., 2021; 70, 210-219
Kategorie: Původní práce
doi: https://doi.org/https://doi.org/10.5817/CSF2021-6-210

Souhrn

V rámci této experimentální studie byly připraveny biodegradovatelné mikročástice (MČ) na bázi kopolymeru kyseliny mléčné a glykolové (PLGA) metodou odpaření rozpouštědla z jednoduché emulze o/v. Mikročástice obsahovaly nerozpustné antidepresivum mirtazapin. Příprava mikročástic zahrnovala formulační proměnné, a to obsah polymeru (700, 900 nebo 1200 mg), dichlormethanu (5 nebo 10 ml), a/nebo léčiva (200 nebo 400 nebo 600 mg) a objem vodné fáze emulze (400, 600 nebo 800 ml). U sledovaných parametrů byl pozorován vliv na velikost mikročástic a jejich morfologii, enkapsulační účinnost a disoluční chování. Všechny mikročástice byly úspěšně připraveny a jejich velikost se pohybovala v intervalu 165,34 ± 42,88 až 360,17 ± 121,59 μm. Mikročástice vykazovaly prodloužené uvolňování léčiva (v rámci dní), přičemž u některých z nich byl pozorován vícefázový charakter. Bylo zjištěno, že při použití vyššího počátečního množstvím PLGA byly připraveny větší MČ s delším lag time, a to až 34,3 hodin. Na druhé straně vyšší množství použitého léčiva vedlo ke zkrácení lag time. Snížení objemu vnější fáze a násobně vyšší množství dichlormethanu zpomalilo uvolňování mirtazapinu a snížilo enkapsulační účinnost. Výsledky byly dále potvrzeny vícerozměrnou analýzou dat.

Klíčová slova:

mirtazapin – mikročástice – PLGA – metoda odpaření rozpouštědla – vícerozměrná analýza dat

Zdroje

Okubo M., Murayama N., Miura J., Chiba Y., Yamazaki H. Effects of cytochrome P450 2D6 and 3A5 genotypes and possible coadministered medicines on the metabolic clearance of antidepressant mirtazapine in Japanese patients. Biochem. Pharmacol. 2015; 93, 104–109.
Anttila S. A., Leinonen E. V. A review of the pharmacological and clinical profile of mirtazapine. CNS Drug Rev. 2001; 7, 249–264.
Kasper S., Praschak-Rieder N., Tauscher J., Wolf R. A risk-benefit assessment of mirtazapine in the treatment of depression. Drug Saf. 1997; 17, 251–264.
Verster J. C., van de Loo A. J. A. E., Roth T. Mirtazapine as positive control drug in studies examining the effects of antidepressants on driving ability. Eur. J. Pharmacol. 2015; 753, 252–256.
Timmer C. J., Sitsen J. M., Delbressine L. P. Clinical pharmacokinetics of mirtazapine. Clin. Pharmacokinet. 2000; 38, 461–474.
Ranjan O. P., Shavi G. V., Nayak U. Y., Arumugam K., Averineni R. K., Meka S. R., Sureshwar P. Controlled release chitosan microspheres of mirtazapine: In vitro and in vivo evaluation. Arch. Pharm. Res. 2011; 34, 1919–1929.
Sah H., Thoma L. A., Desu H. R., Sah E., Wood G. C. Concepts and practices used to develop functional PLGA-based nanoparticulate systems. Int. J. Nanomed. 2013; 8, 747–765.
Li M., Rouaud O., Poncelet D. Microencapsulation by solvent evaporation: state of the art for process engineering approaches. Int. J.Pharm. 2008; 3, 26–39.
Vysloužil J., Doležel P., Kejdušová M., Košťál V., Beneš L., Dvořáčková K. Long-term controlled release of PLGA microparticles containing antidepressant mirtazapine. Pharm. Dev. Tech. 2016; 21, 214–221.
Paskaris G., Bouropoulos N. Swelling studies and in vitro release of verapamil from calcium alginate and calcium alginate-chitosan beads. Int. J. Pharm. 2006; 323, 34–42.
Wang S. B., Chen A. Z., Weng L. J., Chen M. Y., Xie X. L. Effect of drug-loading methods on drug load, encapsulation efficiency and release properties of alginate/poly-L arginine/chitosan ternary complex microcapsules. Macromol. Biosc. 2004; 4, 27–30.
Song M., Li N., Sun S., Tiedt L. R., Liebenberg W., de Villiers M. M. Effect of viscosity and concentration of wall former, emulsifier and pore-inducer on the properties of amoxicillin microcapsules prepared by emulsion solvent evaporation. Il. Farmaco 2005; 60, 261–267.
Sarkar A., Rohani S. Molecular salts and co-crystals of mirtazapine with promising physicochemical properties J. Pharm. Biomed. Anal. 2015; 110, 93–99.
Costa P., Lobo J. M. S. Modeling and comparison of dissolution profiles. Eur. J. Pharm. Sci. 2001; 13, 123–133.
Samani M. S., Montaseri H., Kazemi A. The effect of polymer blends on release profiles of diclofenac sodium from matrices. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2003; 55, 351– 355.
Ocaña J., Frutos G., Sánchez O. P. Using the similarity factor f2 in practice: A critical revision and suggestions for its standard error estimation. Chemom. Intell. Lab. Syst. 2009; 99, 49–56.
Vetchý D., Kopecká M., Vetchá M., Franc A. Modely in vitro – in vivo ve vývoji léčiv. Chem. Listy 2014; 108, 32–39.
Feczkó T., Tóth J., Dósa G., Gyenis J. Influence of process conditions on the mean size of PLGA nanoparticles. Chem. Eng. Process. 2011; 50, 846–853.
Yang Y. Y., Chung T. S., Ng N. P. Morphology, drug distribution, and in vitro release profiles of biodegradable polymeric microspheres containing protein fabricated by double-emulsion solvent extraction/evaporation method. Biomaterials 2001; 22, 231–241.
Heslinga M. J., Mastria E. M., Eniola-Adefeso O. Fabrication of biodegradable spheroidal microparticles for drug delivery applications. J. Control. Rel. 2009; 138, 235–242.
Mao S., Shi Y., Li L., Xu J., Schaper A., Kissel T. Effects of Process and Formulation Parameters on Characteristics and Internal Morphology of Poly(D, L-lactide-co-glycolide) Microspheres Formed by the Solvent Evaporation Method. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2008; 68, 214–223.
Choi H. S., Seo S-A., Khang G., Rhee J. M., Lee H. B. Preparation and characterization of fentanyl-loaded PLGA microspheres: in vitro release profiles. Int. J. Pharm. 2002; 234, 195–203.
Yeo Y., Park K. control of encapsulation efficiency and initial burst in polymeric microparticle systems. Arch. Pharm. Res. 2004; 27, 1–12.
Doan T. V. P., Couet W., Olivier J. C. Formulation and in vitro characterization of inhalable rifampicin-loaded PLGA microspheres for sustained lung delivery. Int. J. Pharm. 2011; 414, 112–117.
André-Abrant A., Taverdet J. L., Jay J. microencapsulation par évaporation de solvant. Eur. Polym. J. 2001; 37, 955–967.
Klose D., Siepmann F., Elkharraz K., Krenzlin S., Siepmann J. How porosity and size affect the drug release mechanisms from PLGA-based microparticles. Int. J. Pharm. 2006; 314, 198–206.
Yang Y. Y., Chung T. S., Bai X. L., Chan W. K. Effect of preparation conditions on morphology and release profiles of biodegradable polymeric microspheres containing protein fabricated by double-emulsion method. Chem. Eng. Sci. 2000; 55, 2223–2236.
O’Donnell P. B., McGinity J. W., Zhu K. J., Liu J. H., Hao Y. L. Influence of processing on the stability and release properties of biodegradable microspheres containing thioridazine hydrochloride. Eur. J. Pharm. Biopharm. 1998; 45, 83–94.
Fredenberg S., Wahlgren M., Reslow M., Axelsson A. The mechanisms of drug release in poly(lactic-co-glycolic acid)-based drug delivery systems – a review. Int. J. Pharm. 2011; 415, 34–52.
Reimann C., Filzmoser P., Garret R. G., Dutter R. Statistical data analysis explained: applied environmental statistics with R. Chichester: John Wiley & Sons 2008.