ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2014, 63(3):127-135 | DOI: 10.36290/csf.2014.026

Vliv formulačních a procesních proměnných na vlastnosti chitosanových mikrosfér připravených vnější iontovou gelací

Romana Kubánková, Jakub Vysloužil, Martina Kejdušová, David Vetchý, Kateřina Dvořáčková*
Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, Farmaceutická fakulta, Ústav technologie léků, Brno

Cílem experimentální studie bylo optimalizovat přípravu mikrosfér z vysokoviskozitního chitosanu metodou vnější iontové gelace a zhodnotit vybrané aspekty jejich přípravy. U mikročástic bez léčiva byla formulační proměnnou koncentrace chitosanových disperzí, procesní proměnnou pak byla poloha přístroje (horizontální vs. vertikální) pro jejich extruzi. Na základě výsledků sféricity a velikosti připravených mikročástic byly vybrány tři koncentrace disperzí, které se použily pro enkapsulaci modelového léčiva 5-aminosalicylové kyseliny (5-ASA) metodou využívající horizontální polohu přístroje pro extruzi, která byla vyhodnocena jako optimální. U mikročástic s léčivem byly sledovanými proměnnými koncentrace chitosanu a složení tvrdícího roztoku (10% tripolyfosfát sodný (TPP) vs. 10% TPP s obsahem léčiva). Bylo zjištěno, že u připravených mikrosfér se s vzrůstající koncentrací chitosanu zvyšoval jejich ekvivalentní průměr, sféricita byla srovnatelná. Vzorky, při jejichž přípravě bylo léčivo přítomno jak v disperzi chitosanu, tak i v tvrdící lázni, měly vyšší obsah léčiva a menší ekvivalentní průměr a vykazovaly rychlejší uvolňování léčiva v podmínkách in vitro v porovnání se vzorky, u kterých bylo léčivo zapracováno pouze do disperze chitosanu.

Klíčová slova: mikročástice; vnější iontová gelace; chitosan; formulační a procesní parametry; disoluční profil

Impact of formulation and process parameters on the properties of chitosan-based microspheres prepared by external ionic gelation

The aim of this experimental study was to optimize a preparation of microspheres from high viscosity chitosan by external ion gelation and to evaluate selected aspects of their preparation. For drug-free microparticles, the concentration of chitosan dispersions was chosen as a formulation variable; the position of instrument for a dispersion extrusion (horizontal vs. vertical) was evaluated as a process variable. On the basis of sphericity and equivalent diameter results, three different concentrations of chitosan dispersions were used for 5-aminosalicylic acid (5-ASA) encapsulation with the extrusion instrument in horizontal position, which was considered as the optimal. In consequent drug-loaded microparticle preparation, the influence of the concentration of chitosan dispersions and composition of hardening solution (10% sodium tripolyphosphate (TPP) vs. 10% TPP containing drug) was evaluated. In prepared 5-ASA microspheres it was found that the equivalent diameter increased with increasing chitosan concentration. In the case of sphericity, significant differences were not found. Samples prepared with the drug in both chitosan dispersion and hardening solution had a higher drug content, a smaller equivalent diameter and they showed a faster in vitro drug release in comparison with the samples prepared with the drug in chitosan dispersion only.

Keywords: microparticles; external ionic gelation; chitosan; formulation and process parameters; dissolution profile

Vloženo: 21. květen 2014; Přijato: 30. květen 2014; Zveřejněno: 1. březen 2014  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Kubánková R, Vysloužil J, Kejdušová M, Vetchý D, Dvořáčková K. Vliv formulačních a procesních proměnných na vlastnosti chitosanových mikrosfér připravených vnější iontovou gelací. Čes. slov. farm. 2014;63(3):127-135. doi: 10.36290/csf.2014.026.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Park J., Ye M., Park K. Biodegradable polymers for microencapsulation of drugs. Molecules 2005; 10, 146-161. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Yen M. T., Yang J. H., Mau J. L. Antioxidant properties of chitosanu from crab shells. Carbohydr. Polym. 2008; 74, 840-844. Přejít k původnímu zdroji...
    3. Croisier F., Jérôme Ch. Chitosan-based biomaterials for tissue engineering. Eur. Polym. J. 2013; 49, 780-792. Přejít k původnímu zdroji...
    4. Singla A. K., Chawla M. Chitosan: some pharmaceutical and biological aspects - an update. J. Pharm. Pharmacol. 2001; 53, 1047-1067. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Ilium L. Chitosan and its use as a pharmaceutical excipient. Pharmaceut. Res. 1998; 15, 1326-1331. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Meng-Lund E., Muff-Westergaard Ch., Sander C., Madelung P., Jacobsen J. A mechanistic based approach for enhancing buccal mucoadhesion of chitosanu. Int. J. Pharm. 2014; 461, 280-285. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Bravo-Osuna I., Vauthier Ch., Farabollini A., Palmieri G. F., Ponchel G. Mucoadhesion mechanism of chitosan and thiolated chitosan-poly(isobutyl cyanoacrylate) core-shell nanoparticles. Biomaterials 2007; 28, 2233-2243. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Yang T. C., Chou C. C., Li C. F. Antibacterial aktivity of N-alkylated disacharide chitosan derivatives. Int. J. Food Microbiol. 2005; 97, 237-245. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Dehghani F., Hoseini M. H. M., Memarnejadian A., Yeganeh F., Rezaie A. M., Khaze V., Sattari M., Darbandi Tamijani H., Labibi F., Mossaffa N. Immunomodulatory activities of chitin microparticles on Leishmania major-infected murine macrophages: interaction with a bacterial membrane model. Arch. Med. Res. 2011; 42, 572-576. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Baldrick P. The safety of chitosan as a pharmaceutical excipient. Regul. Toxicol. Pharm. 2010; 56, 290-299. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Evans J. R., Davids W. G., MacRae J. D., Amirbahman A. Kinetics of kadmium uptake by chitosan-based crab shells. Water Res. 2002; 36, 3219-3226. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Pusateri A. E., McCarthy S. J., Gregory K. W., Harris R. A., Cardenas L., McManus A. T., Goodwin C. W. Effect of a chitosan-based hemostatic dressing on blood loss and survival in a model of severe velus hemorrhage and hepatic injury in swine. J. Trauma 2003; 54, 177. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Wassmer S., Rafat M., Fong W. G., Baker A. N., Tsilfidis C. Chitosan microparticles for delivery of proteins to the retina. Acta Biomater. 2013; 9, 7855-7864. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Keegan G. M., Smart J. D., Ingram M. J., Barnes L.-M., Burnett G. R., Rees G. D. Chitosan microparticles for the controlled delivery of fluoride. J. Dent. 2012; 40, 229-240. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Bajerová M., Gajdziok J., Dvořáčková K., Masteiková R., Rabišková M. Metody přípravy mikročástic ve farmaceutické technologii. Čes. slov. Farm. 2009; 58, 191-199.
    16. Lamprecht A., Torres H. R., Schäfer U., Lehr C. M. Biodegradable microparticles as a two-drug controlled release formulation: a potential treatment of inflammatory bowel disease. J. Control. Release 2000; 69, 445-454. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Rabišková M., Bautzová T., Gajdziok J., Dvořáčková K., Lamprecht A., Pellequer Y., Spilková J. Coated chitosanu pellets containing rutin intended for the treatment of inflammatory bowel disease: in vitro characteristics and in vivo evaluation. Int. J. Pharm. 2012; 422, 151-159. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Garekani H. A., Moghaddam Z. F., Sadeghi F. Organic solution versus aqueous dispersion of Eudragit RS in preparation of sustained release microparticles of theophylline using spray drying. Colloid Surface B. 2013; 108, 374-379. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Vysloužil J., Kejdušová M., Dvořáčková K., Vetchý D. Influence of formulation and process parameters on the characteristics of P LGA-based microparticles with controlled drug release. Čes. slov. Farm. 2013; 62, 120-126.
    20. Bajerová M., Dvořáčková K., Gajdziok J., Masteiková R. Mikročástice na bázi oxycelulosy - vliv procesních proměnných na enkapsulační účinnost. Čes. slov. Farm. 2010; 59, 67-73.
    21. Shu X. Z., Zhu K. J. A novel approach to prepare tripolyphosphate/chitosanu komplex beat for controlled release drug delivery. Int. J. Pharm. 2000; 201, 51-58. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Mi F. L., Sung H. W., Shyu S. S., Su C. C., Peng C. K. Synthesis and characterization of biodegradable TPP/genipin co-crosslinked chitosan gel beads: a new matrix for controlled release of pindolol. Polymer 2003; 44, 6521-6530. Přejít k původnímu zdroji...
    23. Lemoine D., Wauters F., Bouchend'homme S., Préat V. Preparation and characterization of alginate microspheres containing a model antigen. Int. J. Pharm. 1998; 176, 9-19. Přejít k původnímu zdroji...
    24. Narra K., Dhanalekshmi U., Rangaraj G., Raja D., Kumar C. S., Reddy P. N., Mandal A. B. Effect of formulation variables on rifampicin loaded alginate beads. Iran. J. Pharm. Res. 2012; 11, 715-721.
    25. Siso M. I. G., Lang E., Carrenõ-Gómez B., Becerra M., Espinar F. O., Méndez J. B. Enzyme encapsulation on chitosan microbeads. Process Biochem. 1997; 32, 211-216. Přejít k původnímu zdroji...
    26. Chan E.-S., Lee B.-B., Ravindra P., Poncelet D. Prediction models for shape and size of ca-alginate macrobeads produced through extrusion-dripping method. J. Colloid Interf. Sci. 2009; 338, 63-72. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Patel Y. L., Sher P., Pawar A. P. The effect of drug concentration and curing time on processing and properties of calcium alginate beads containing metronidazole by response surface metodology. AAPS Pharm. Sci. Tech. 2006; 7, E24-E30. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. 5-Aminosalicylic acid.: Santa Cruz Biotech [online]. [cit. 2013-08-18]. Dostupné z: http://www.scbt.com/datasheet-202890-5-aminosalicylic-acid.html.
    29. Smýkalová I., Horáček J., Hýbl M., Bjelková M., Pavelek M., Krulikovská T., Hampel D. Posuzování tvarových a barevných charakteristik semen modelových plodin i v korelaci s jejich obsahovými látkami. Chem. Listy 2011; 105, 138-145.
    30. Desai K. G. H., Park H. J. Preparation and characterization of drug-loaded chitosan-tripolyphosphate microspheres by spray drying. Drug Develop. Res. 2005; 64, 114-128. Přejít k původnímu zdroji...
    31. Bajerová M., Dvořáčková K., Gajdziok J., Masteiková R. Mikročástice na bázi oxycelulosy - vliv procesních proměnných na enkapsulační účinnost. Čes. slov. Farm. 2010; 59, 67-73.
    32. Cho J., Heuzey M. C., Bégin A., Carreau P. J. Viscoelastic properties of chitosanu solutions: Effect of concentration and ionic strength. J. Food Eng. 2006; 74, 500-515. Přejít k původnímu zdroji...
    33. Mura C., Nácher A., Merino V., Merino-Sanjuán M., Manconi M., Loy G., Fadda A. M., Díez-Sales O. Design, characterization and in vitro evaluation of 5-aminosalicylic acid loaded N-succinyl-chitosan microparticles for colon specific delivery. Colloid Surface B. Biointerfaces 2012; 94, 199-205. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Ouwerx C., Velings N., Mestdagh M. M., Axelos M. A. V. Physico-chemical properties and rheology of alginate gel beads formed with various divalent cations. Polym. gels Netw. 1998; 6, 393-408. Přejít k původnímu zdroji...
    35. Ko J. A., Park H. J., Hwang S. J., Park J. B., Lee J. S. Preparation and characterization of chitosanu microparticles intended for controlled drug delivery. Int. J. Pharm. 2002; 249, 165-174. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Chen Ch. T., Maa J. R., Yang Y. M., Chang Ch. H. Drop formativ from flat tip nozzles in liquid-liquid systém. Int. Commun. Heat Mass 2001; 28, 681-692. Přejít k původnímu zdroji...
    37. Yeom S., Lee S. Y. Dependence of micro-drop generation performance on dispenser geometry. Exp. Therm. Fluid Sci. 2011; 35, 1565-1574. Přejít k původnímu zdroji...
    38. Lupo B., Maestro A., Porras M., Gutiérrez J. M., González C. Preparation of alginate microspheres by emulsification/internal gelation to encapsulate cocoa polyphenols. Food hydrocolloid. 2014; 38, 56-65. Přejít k původnímu zdroji...
    39. Das S., Chaudhury A., Ng K. Y. Preparation and evaluation of zinc-pectin-chitosanu composite particles for drug delivery to the colon: Role of chitosan in modifying in vitro and in vivo drug release. Int. J. Pharm. 2011; 406, 11-20. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Shu X. Z., Zhu K. J. Controlled drug release properties of ionically cross-linked chitosan beads: the influence of anion structure. Int. J. Pharm. 2002; 233, 217-225. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Smrdel P., Bogataj M., Zega A., Planinšek O., Mrhar A. Shape optimization and characterization of polysaccharide beads prepared by ionotropic gelation. J. Microencapsul. 2008; 25, 90-105. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Sezer A. D., Akbuga J. Controlled release of piroxicam from chitosan beads. Int. J. Pharm. 1995; 121, 113-116. Přejít k původnímu zdroji...
    43. Berger J., Reist M., Mayer J. M., Felt O., Peppas N. A., Gurny R. Structure and interactions in covalently and ionically crosslinked chitosan hydrogels for biomedical applications. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2004; 57, 19-34. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Nandi S., Winter H. H. Swelling behavior of partially cross-linked polymers: A ternary system. Macromolecules 2005; 38, 4447-4455. Přejít k původnímu zdroji...
    45. Aranaz I., Mengíbar M., Harris R., Paños I., Miralles B., Acosta N., Galed G., Heras Á. Functional characterization of chitin and chitosan. Curr. Chem. Biol. 2009; 3, 203-230. Přejít k původnímu zdroji...
    46. Vaghani S. S., Patel M. M., Satish C. S. Synthesis and characterization of pH-sensitive hydrogel composed of carboxymethyl chitosan for colon targeted delivery of ornidazole. Carbohyd. Res. 2012; 347, 76-82. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    47. Chiou S.-H., Wu W.-T., Huang Y.-Y., Chung T.-W. Effects of the characteristics of chitosan on controlling drug release of chitosan coated PLLA microspheres. J. Microencapsulation. 2001; 18, 613-625. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    48. Kouřil J., Vysloužil J., Kejdušová M., Dvořáčková K., Vetchý D. Možnosti ovlivnění obsahu léčiva a enkapsulační účinnosti chitosanových mikrosfér připravených procesem iontové gelace. Čes. slov. Farm. 2014; 63, 75-83. Přejít k původnímu zdroji...
    49. Williams C., Panaccione R., Ghosh S., Rioux K.: Optimizing clinical use of mesalazine (5-aminosalicylic acid) in inflammatory bowel disease. Therap. Adv. Gastroenterol. 2011; 4, 237-248. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.