Parametry reologiczne hydrożeli a dostępność farmaceutyczna substancji leczniczych na przykładzie modelowej postaci leku o działaniu przeciwzapalnym

Transkrypt

1 Parametry reologiczne hydrożeli a dostępność farmaceutyczna substancji leczniczych na przykładzie modelowej postaci leku o działaniu przeciwzapalnym Justyna Kołodziejska Zakład Technologii Postaci Leku Katedra Farmacji Stosowanej Uniwersytet Medyczny w Łodzi

2 Właściwości fizykochemiczne żelu a efekt kliniczny ODPOWIEDNIO DOBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE ŻELU WYNIKAJĄCE ZE SKŁADU WYSOKA DOSTĘPNOŚĆ FARMACEUTYCZNA (UWALNIANIE) SUBSTANCJI LECZNICZEJ Dostępność farmaceutyczna to ilość substancji leczniczej, która ulega dyfuzji z postaci leku do otoczenia zewnętrznego czyli do miejsca aplikacji WYSOKA DOSTĘPNOŚĆ FARMACEUTYCZNA (UWALNIANIE) SUBSTANCJI LECZNICZEJ OPTYMALNY EFEKT KLINICZNY

3 RECEPTURA HYDROŻELI Ibuprofen sodowy (INa) 2,0 Glikolowy ekstrakt z tymianku.10,0 Ksylitol 5,0 Carbopol...2,0 Trietanoloamina.3,0 Hydroksybenzoesan metylu.0,1 Hydroksybenzoesan propylu 0,1 Woda destylowana do 100,0 Przygotowano trzy hydrożele różniące się rodzajem zastosowanego Carbopolu: 974P NF, 971P NF lub AA1.

4 Cel pracy Zbadanie podstawowych parametrów lepkościowych modelowych form hydrożeli w zależności od rodzaju zastosowanego Carbopolu. Ocena dostępności farmaceutycznej substancji leczniczych z wytworzonych form hydrożeli w warunkach in vitro. Ustalenie zależności między lepkością hydrożeli a dostępnością farmaceutyczną substancji leczniczych

5 Część I Badania lepkościowe

6 Najważniejszym parametrem fizykochemicznym uwzględnianym w badaniach żeli jest lepkość. Badania żeli przeprowadza się w temperaturze ciała ludzkiego 37 C Aparatura do pomiarów lepkości reometr termostat

7 Isaac Newton PRAWO LEPKOŚCI NEWTONA: σ = µ γ µ -lepkość Wszystkie płyny, dla których krzywa płynięcia w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem jest linią prostą to PŁYNY NEWTONOWSKIE.

8 PODZIAŁ REOLOGICZNY PREPARATÓW FARMACEUTYCZNYCH 25 Płyn Newtronowski Płyn rozrzedzany ścinaniem (pseudoplastyczny) naprężenie styczn (N/m 2 ) krzywa płynięcia naprężenie styczne (N/m 2 ) krzywa płynięcia szybkość ścinania (1/s) szybkość ścinania (1/s) Płyn zagęszczany ścinaniem (dilatantny) naprężenie stycz (N/m 2 ) krzywa płynięcia PREPARATY BEZ GRANICY PŁYNIĘCIA szybkość ścinania (1/s)

9 PODZIAŁ REOLOGICZNY PREPARATÓW FARMACEUTYCZNYCH Płyn Binghama Płyn rozrzedzany ścinaniem naprężenie styczne (N/m 2 ) szybkość ścinania (1/s) krzywa płynięcia naprężenie styczne (N/m 2 ) szybkość ścinania (1/s) krzywa płynięcia Płyn zagęszczany ścinaniem naprężenie styczne (N/m 2 ) krzywa płynięcia PREPARATY Z GRANICĄ PŁYNIĘCIA szybkość ścinania (1/s)

10 Krzywe płynięcia hydrożeli z różnymi Carbopolami 250 naprężenie styczne (N/m 2 ) P NF 971P NF AA szybkość ścinania (1/s)

11 PARAMETRY LEPKOŚCIOWE HYDROŻELI -WYNIKI BADANIA LEPKOŚCI STRUKTURALNEJ Nazwa parametru Nazwa hydrożelu 971P NF 974P NF AA1 Lepkość strukturalna przy szybkości ścinania 0,8 1/s mpa s mpa s mpa s Lepkość strukturalna przy szybkości ścinania 2,4 1/s mpa s mpa s mpa s

12 Z równania Einsteina-Smoluchowskiego przedstawionego w postaci: kt D = 6 πrη Albert Einstein D współczynnik dyfuzji, k stała Boltzmana, T temperatura w stopniach Kelwina, r promień cząsteczki substancji leczniczej, η lepkość, wynika, że im niższa lepkość żelu, tym wyższa dostępność farmaceutyczna (uwalnianie) substancji leczniczej

13 Pętla histerezy ważny parametr lepkościowy Warunkiem wysokiej dostępności farmaceutycznej substancji leczniczej jest nie tylko niska lepkość żelu, ale także niewielkie pole powierzchni pętli histerezy. 140 naprężenie styczne (N/m 2 ) pętla w stępująca pętla zstępująca 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 szybkość ś cinania (1/s)

14 Pętla histerezy hydrożelu z Carbomerem AA1 naprężenie styczne (N/m 2 ) krzyw a w stępująca krzyw a zstępująca 0 0,5 1 1,5 2 2,5 szybkość ścinania (1/s)

15 PARAMETRY LEPKOŚCIOWE HYDROŻELI -WIELKOŚĆ POLA PĘTLI HISTEREZY Nazwa parametru Nazwa hydrożelu 971P NF 974P NF AA1 Pole pętli histerezy 0,51 j.u 20,25 j.u. 6,49 j.u.

16 Wartość granicy płynięcia hydrożeli Granica płynięcia -wartość naprężenia stycznego, przy którym preparat zaczyna płynąć. Preparaty z granicą płynięcia wykazują tendencję do płynięcia po przekroczeniu pewnego granicznego naprężenia ścinającego, a przy naprężeniach niższych zachowują się jak sprężyste ciała stałe. Granica płynięcia to wartość siły, jaką należy zadziałać na żel, aby uległ upłynnieniu. Żel z niską granicą płynięcia łatwo rozsmarować na chorej tkance.

17 Krzywe płynięcia hydrożeli z różnymi Carbopolami 250 naprężenie styczne (N/m 2 ) P NF 971P NF AA szybkość ścinania (1/s)

18 PARAMETRY LEPKOŚCIOWE HYDROŻELI -WYNIKI BADANIA GRANICY PŁYNIĘCIA Nazwa parametru Nazwa hydrożelu 971P NF 974P NF AA1 Granica płynięcia 6,51 N/m 2 38,7 N/m 2 39,0 N/m 2

19 Część II Badania dostępności farmaceutycznej

20 BADANIE DOSTĘPNOŚCI FARMACEUTYCZNEJ SUBSTANCJI LECZNICZYCH Aparatura do badania dostępności farmaceutycznej

21 BADANIE DOSTĘPNOŚCI FARMACEUTYCZNEJ ŚRODKÓW LECZNICZYCH Aparatura do badania dostępności farmaceutycznej (szczegóły) Aparat wg Mutimer i wsp.

22 Kinetyka uwalniania ibuprofenu sodowego z hydrożeli z różnymi Carbopolami 2 ilość uwolnionego INa (mg/cm 2 ) 1,6 1,2 0,8 0,4 974P NF 971P NF AA czas (m in.)

23 Równania regresji opisujące szybkość uwalniania ibuprofenu sodowego z hydrożeli do płynu biorczego Nazwa hydrożelu Typ równania regresji Współczynniki równania regresji Współczynnik korelacji r Pole powierzchni (j.u) a b 971P NF y=ax+b lg(y)=a lg(x)+b 6, ,8542 0,2409-1,7754 0,9902 0, ,06 974P NF y=ax+b lg(y)=a lg(x)+b 3, ,9099 0,1023-2,1729 0,9886 0, ,70 AA1 y=ax+b lg(y)=a lg(x)+b 5, ,9240 0,1023-2,0349 0,9936 0, ,19

24 Ilość składników aktywnych ekstraktu z tymianku uwolnionych z hydrożeli z różnymi Carbopolami ilość substancji aktywnych (mg/cm 2 ) ,2729 4,2721 3,7829 4,6043 3,4976 2, P NF 971P NF AA1 nazw a Carbopolu po 3 godzinach po 6 godzinach

25 WNIOSKI Zastosowanie Carbopolu 971P w recepturze wytworzonego hydrożelu warunkuje najkorzystniejsze aplikacyjnie parametry reologiczne, takie jak: niska wartość lepkości strukturalnej, pola pętli histerezy oraz granicy płynięcia. Substancje lecznicze (ibuprofen sodowy oraz składowe ekstraktu glikolowego z tymianku) najefektywniej dyfundują z hydrożelu, którego podłoże opracowano na bazie Carbopolu 971P NF charakteryzującego się najkorzystniejszymi parametrami reologicznymi.

26 Dziękuję za uwagę