pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2023-12-4-1574pharmjournal-1649Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯPHARMACEUTICAL TECHNOLOGYВлияние параметров технологического процесса на микрокапсулирование субстанций с неудовлетворительными технологическими свойствамиInfluence of Technological Process Parameters on Microcapsulation of Substances with Unsatisfactory Technological Propertieshttps://orcid.org/0000-0001-6954-3810КасымовИ. Д.KasymovI. D.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

kasymov.ilya@pharminnotech.comhttps://orcid.org/0000-0002-8049-6207МарченкоА. Л.MarchenkoA. L.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0000-0002-6864-6794БасевичА. В.BasevichA. V.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

https://orcid.org/0009-0002-8775-6144ВалееваМ. Е.ValeevaM. E.

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)РоссияSaint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical UniversityRussian Federation202310112023124146154Copyright © Касымов И.Д., Марченко А.Л., Басевич А.В., Валеева М.Е., 20232023Касымов И.Д., Марченко А.Л., Басевич А.В., Валеева М.Е.Kasymov I.D., Marchenko A.L., Basevich A.V., Valeeva M.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1649Введение

Введение. В статье представлены результаты исследования влияния критических параметров микрокапсулирования на свойства микрокапсул, полученных методом диффузии эмульсионного растворителя. Полученные результаты позволили установить удовлетворительные параметры ведения процесса, такие как скорость перемешивания, тип перемешивающего устройства, объем водной фазы, концентрация полимера в масляной фазе, соотношение «лекарственное вещество (ЛВ) : полимер», температурные условия.

Цель

Цель. Целью работы стало изучение влияния параметров ведения процесса микрокапсулирования на свойства микрокапсул, полученных методом диффузии эмульсионного растворителя.

Материалы и методы

Материалы и методы. В качестве модельной субстанции для микрокапсулирования был использован ибупрофен. Полимером-носителем был выбран Eudragit® RS 100. Для оценки формы и характера поверхности микрокапсул использовали микроскоп Levenhuk D80L LCD, определение размеров микрокапсул проводили с помощью лазерного анализатора частиц «Микросайзер 201С» (ООО «ВА Инсталт», Россия).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Изучено влияние параметров ведения процесса микрокапсулирования на свойства микрокапсул ибупрофена, полученных методом диффузии эмульсионного растворителя, как модельной субстанции. Установлены параметры технологии, определены зависимости между критическими параметрами микрокапсулирования и свойствами образующихся микрокапсул.

Заключение

Заключение. В ходе выполнения исследования предложен и обоснован выбор технологических параметров микрокапсулирования методом диффузии эмульсионного растворителя. Полученные экспериментальные данные на примере ибупрофена как модельной субстанции будут положены в основу эксперимента при получении микрокапсул на основе других АФС, растворимых в органических растворителях.

Introduction

Introduction. The article presents the results of a study of the influence of parameters of microcapsulation on the properties of microcapsules obtained by diffusion of an emulsion solvent. The results obtained made it possible to establish optimal parameters of the process, such as the mixing speed, the type of mixing device, the volume of the aqueous phase, the concentration of the polymer in the oil phase, the ratio of medicinal substance : polymer, temperature conditions.

Aim

Aim. The aim of the work was to study the influence of the parameters of the microcapsulation process on the properties of microcapsules obtained by diffusion of an emulsion solvent.

Materials and methods

Materials and methods. Ibuprofen was used as a model substance for microcapsulation. Eudragit® RS 100 was chosen as the carrier polymer. To assess the shape and nature of the microcapsule surface, a microscope Levenhuk D80L LCD was used, and the size of microcapsules was determined using a laser particle analyzer Microsizer 201C (VA Instalt, Russia).

Results and discussion

Results and discussion. The influence of the parameters of the microcapsulation process on the properties of ibuprofen microcapsules as a model substance obtained by diffusion of an emulsion solvent has been studied. The optimal parameters of the technology are established, the dependences between the critical parameters of microcapsulation and the properties of the resulting microcapsules are determined.

Conclusion

Conclusion. In the course of the study, the choice of technological parameters of microcapsulation by diffusion of an emulsion solvent was proposed and justified. The experimental data obtained on the example of ibuprofen as a model substance will be used as the basis of the experiment when preparing microcapsules based on other substances soluble in organic solvents.

микрокапсулированиеметод диффузии эмульсионного растворителяибупрофенEudragitmicrocapsulationemulsion solvent diffusion methodibuprofenEudragitРезультаты работы получены с использованием оборудования ЦКП «Аналитический центр ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России» в рамках соглашения № 075-15-2021-685 от 26 июля 2021 года при финансовой поддержке Минобрнауки России».The results of the work were obtained using the equipment of the Center for Collective Use "Analytical Center of Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University" within the framework of agreement No. 075-15-2021-685 dated July 26, 2021 with the financial support of the Ministry of Education and Science of Russia.ReferencesХишова О. М., Рафалович Е. О. Современные подходы в создании лекарственных средств c модифицированным высвобождением. Рецепт. 2018;21(3):338–350.Hishova O. M., Rafalovich E. O. Modern approaches in the creation of modified-release drugs. Recept. 2018;21(3):338–350. (In Russ.)Lengyel M., Kállai-Szabó N., Antal V., Laki A. J., Antal I. Microparticles, microspheres, and microcapsules for advanced drug delivery. Scientia Pharmaceutica. 2019;87(3):20. DOI: 10.3390/scipharm87030020.Lengyel M., Kállai-Szabó N., Antal V., Laki A. J., Antal I. Microparticles, microspheres, and microcapsules for advanced drug delivery. Scientia Pharmaceutica. 2019;87(3):20. DOI: 10.3390/scipharm87030020.Paroma A., Md Shehan H., Dipankar C., Sreebash C., Suman D., Debabrata K., Dip B. An overview of microcapsule dosage form. International Journal of Pharmaceutical Chemistry and Analysis. 2020;7(4):155–160. DOI: 10.18231/j.ijpca.2020.025.Paroma A., Md Shehan H., Dipankar C., Sreebash C., Suman D., Debabrata K., Dip B. An overview of microcapsule dosage form. International Journal of Pharmaceutical Chemistry and Analysis. 2020;7(4):155–160. DOI: 10.18231/j.ijpca.2020.025.Полковникова Ю. А., Ковалёва Н. А. Современные исследования в области микрокапсулирования. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2021;10(2):50–61. DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-2-50-61.Polkovnikova Ju. A., Kovaljova N. A. Modern research in the field of microcapsulation. Drug development & registration. 2021;10(2):50–61. (In Russ.) DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-2-50-61.Salah A., Bing L., Jichao S., Safia A., Zhen D., Fusheng C., Xuzheng Z., Shad M., Jiyu Z. Recent advances in microencapsulation of drugs for veterinary applications. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics. 2021;44(3):298–312. DOI: 10.1111/jvp.12946.Salah A., Bing L., Jichao S., Safia A., Zhen D., Fusheng C., Xuzheng Z., Shad M., Jiyu Z. Recent advances in microencapsulation of drugs for veterinary applications. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics. 2021;44(3):298–312. DOI: 10.1111/jvp.12946.Yaowalak S., Prasong S. Human Hair Keratin Microspheres Prepared by the Water-in-oil Emulsion Solvent Diffusion Method for Hydrophilic Drug Carrier. Oriental journal of chemistry. 2019;35(3):1112–1116. DOI: 10.13005/ojc/350326.Yaowalak S., Prasong S. Human Hair Keratin Microspheres Prepared by the Water-in-oil Emulsion Solvent Diffusion Method for Hydrophilic Drug Carrier. Oriental journal of chemistry. 2019;35(3):1112–1116. DOI: 10.13005/ojc/350326.Gupta J., Mohan G., Prabakaran L., Gupta R. ACF loaded ethyl Cellulose Microspheres: Formulation Designing, Characterization and In-Vivo anti-Inflammatory and Analgesic activities in Albino Wistar Rats. International Journal of Drug Development and Research. 2019;6(3):133–144.Gupta J., Mohan G., Prabakaran L., Gupta R. ACF loaded ethyl Cellulose Microspheres: Formulation Designing, Characterization and In-Vivo anti-Inflammatory and Analgesic activities in Albino Wistar Rats. International Journal of Drug Development and Research. 2019;6(3):133–144.Петрова Е. А., Кедик С. А., Алексеев К. В., Блынская Е. В., Панов А В., Суслов В. В., Тихонова Н. В. Изучение параметров микроинкапсулирования при получении пролонгированной формы налтрексона. Химико-фармацевтический журнал. 2014;48(1):50–53. DOI: 10.30906/0023-1134-2014-48-1-50-53.Petrova E. A., Kedik S. A., Alekseev K. V., Blynskaja E. V., Panov A V., Suslov V. V., Tihonova N. V. Study of microencapsulation parameters in obtaining a prolonged form of naltrexone. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2014;48(1):50–53. (In Russ.) DOI: 10.30906/0023-1134-2014-48-1-50-53.Кедик С. А., Суслов В. В., Седишев И. П., Нгуен Т. Т. Т., Шняк Е. А. Лекарственные формы нестероидных противовоспалительных средств с модифицированным высвобождением. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017;2(19):74–83.Kedik S. A., Suslov V. V., Sedishev I. P., Nguen T. T. T., Shnjak E. A. Dosage forms of nonsteroidal anti-inflammatory drugs with modified release. Drug development & registration. 2017;2(19):74–83. (In Russ.)Mitra J., Seyed H. M. Comparison of Microencapsulation by Emulsion-Solvent Extraction/Evaporation Technique Using Derivatives Cellulose and AcrylateMethacrylate Copolymer as Carriers. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products. 2012;7(4):144–152.Mitra J., Seyed H. M. Comparison of Microencapsulation by Emulsion-Solvent Extraction/Evaporation Technique Using Derivatives Cellulose and AcrylateMethacrylate Copolymer as Carriers. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products. 2012;7(4):144–152.Wesley O., Makwena O. Encapsulation of ibuprofen into solid lipid nanoparticles for controlled and sustained release using emulsification solvent evaporation technique. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2019;12(8):74–81. DOI: 10.22159/ajpcr.2019.v12i18.33652.Wesley O., Makwena O. Encapsulation of ibuprofen into solid lipid nanoparticles for controlled and sustained release using emulsification solvent evaporation technique. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2019;12(8):74–81. DOI: 10.22159/ajpcr.2019.v12i18.33652.Paroma A., Shehan H., Mohammad M., Dipankar C., Sreebash C., Saidul A., Debabrata K. Evaluation of the Influence of Stirring Speed on the Release Kinetics of Fexofenadine HCl Polymeric Microspheres. Biosciences biotechnology research asia. 2021;18(4):733–741. DOI: 10.13005/bbra/2955.Paroma A., Shehan H., Mohammad M., Dipankar C., Sreebash C., Saidul A., Debabrata K. Evaluation of the Influence of Stirring Speed on the Release Kinetics of Fexofenadine HCl Polymeric Microspheres. Biosciences biotechnology research asia. 2021;18(4):733–741. DOI: 10.13005/bbra/2955.Hanieh S., Michael F., Nicholas K., Omolola E. Effect of the Emulsion Solvent Evaporation Technique Cosolvent Choice on the Loading Efficiency and Release Profile of Anti-CD47 from PLGA Nanospheres. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2022;111(9):2525–2520. DOI: 10.1016/j.xphs.2022.04.007.Hanieh S., Michael F., Nicholas K., Omolola E. Effect of the Emulsion Solvent Evaporation Technique Cosolvent Choice on the Loading Efficiency and Release Profile of Anti-CD47 from PLGA Nanospheres. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2022;111(9):2525–2520. DOI: 10.1016/j.xphs.2022.04.007.Yaowalak S., Prasong S. Human Hair Keratin Microspheres Prepared by the Water-in-oil Emulsion Solvent Diffusion Method for Hydrophilic Drug Carrier. Oriental journal of chemistry. 2019;35(3):1112–1116. DOI: 10.13005/ojc/350326.Yaowalak S., Prasong S. Human Hair Keratin Microspheres Prepared by the Water-in-oil Emulsion Solvent Diffusion Method for Hydrophilic Drug Carrier. Oriental journal of chemistry. 2019;35(3):1112–1116. DOI: 10.13005/ojc/350326.Биткина Т. А., Басевич А. В., Родин В. М. Критические точки производства полимерных микросфер, используемых в рентгенохирургии. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2020;9(3):28–35. DOI: 10.33380/2305-2066-2020-9-3-28-35.Bitkina T. A., Basevich A. V., Rodin V. M. Critical points of production of polymer microspheres used in X-ray surgery. Drug development & registration. 2020;9(3):28–35. (In Russ.) DOI: 10.33380/2305-2066-2020-9-3-28-35. (In Russ.)Семкина О. А., Белошапкина О. М., Джавахян М. А. Критерии оценки качественных и количественных показателей микрокапсул. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2021;24(12):11–17. DOI:10.29296/25877313-2021-12-02.Semkina O. A., Beloshapkina O. M., Dzhavahjan M. A. Criteria for evaluating qualitative and quantitative indicators of microcapsules. Problems of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2021;24(12):11–17. (In Russ.) DOI: 10.29296/25877313-2021-12-02.Aparna D., Abhra D., Rajkumar G. Eudragit® RL100 microspheres as delayed-release system for ibuprofen: in vitro evaluation. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2022;14(12):6–10. DOI: 10.22159/ijpps.2022v14i12.45838.Aparna D., Abhra D., Rajkumar G. Eudragit® RL100 microspheres as delayed-release system for ibuprofen: in vitro evaluation. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2022;14(12):6–10. DOI: 10.22159/ijpps.2022v14i12.45838.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.