pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2020-9-2-72-76pharmjournal-764Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯPHARMACEUTICAL TECHNOLOGYИнтерполиэлектролитные комплексы на основе сополимеров Eudragit® как носители для систем биоадгезивной гастроретентивной доставки метронидазолаInterpolyelectrolyte Complexes Based on Eudragit® Copolymers as Carriers for Bioadhesive Gastroretentive Metronidazole Delivery SystemГордееваД. С.GordeevaD. S.

Гордеева Дарья Сергеевна 

420126, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Фатыха Амирхана, д. 16

Daria S. Gordeeva

16, Fatykha Amirkhan str., Kazan, Republic of Tatarstan, 420126

471red@gmail.comСитенкова (Буховец)А. В.Sitenkova (Bukhovets)A. V.

Ситенкова (Буховец) Александра Викторовна

420126, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Фатыха Амирхана, д. 16

Aleksandra V. Sitenkova (Bukhovets)

16, Fatykha Amirkhan str., Kazan, Republic of Tatarstan, 420126

a.bukhovets@gmail.comМустафинР. И.MoustafineR. I.

Мустафин Руслан Ибрагимович

420126, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Фатыха Амирхана, д. 16

Rouslan I. Moustafine

16, Fatykha Amirkhan str., Kazan, Republic of Tatarstan, 420126

rouslan.moustafine@gmail.comИнститут фармации, ФГБОУ ВО Казанский ГМУ Минздрава РоссииInstitute of Pharmacy, Kazan State Medical University202023042020927276Copyright © Гордеева Д.С., Ситенкова (Буховец) А.В., Мустафин Р.И., 20202020Гордеева Д.С., Ситенкова (Буховец) А.В., Мустафин Р.И.Gordeeva D.S., Sitenkova (Bukhovets) A.V., Moustafine R.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/764Введение

Введение. Существует ряд лекарственных веществ, зоной всасывания которых является верхняя область желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – желудок и двенадцатиперстная кишка. Для повышения биодоступности разрабатываются гастроретентивные (внутрижелудочные) системы контролируемой доставки лекарственных веществ (ЛВ). На сегодняшний день существуют различные подходы для обеспечения внутрижелудочной доставки ЛВ. Одним из наиболее перспективных подходов является использование вспомогательных веществ, обладающих биоадгезивными свойствами, как индивидуально, так и в комбинации с другими типами гастроретентивных систем.

Цель

Цель. Разработка и исследование новых носителей для систем гастроретентивной биоадгезивной доставки лекарственных веществ на основе интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК) с участием химически комплементарных поли(мет)акрилатов торговой марки Eudragit®.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучение набухающей способности проводилось в среде 0,1 М раствора хлористоводородной кислоты (рН 1,2) при температуре 37 ± 0,5 °С в течение 6 часов. Исследование высвобождения метронидазола (МЗ) из матриц на основе соответствующих ИПЭК производилось на приборе DFZ II (ERWEKA, Германия) по методу «Проточная ячейка» в среде 0,1 М НСl, рН 1,2, скорость потока 4 мл/мин в закрытом цикле в течение 6 часов. Оценка количества высвободившегося МЗ проводилась УФ-спектрофотометрически на приборе Lambda 25 (PerkinElmer, США) при длине волны 274 нм. Адгезия ИПЭК исследовалась на анализаторе текстуры TA.XTplus (Stable Micro Systems, Великобритания).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Матрицы на основе ИПЭК 1 дезинтегрировались после пребывания в среде с рН 1,2 в течение 4 часов; матрицы на основе ИПЭК 4 в течение 3 часов растворяются в кислой среде. В то же время матрицы на основе ИПЭК 2 и ИПЭК 3 сохраняют свою форму в течение всего эксперимента и характеризуются довольно высокими значениями степени набухаемости. Образцы ИПЭК характеризуются более высокой работой адгезии по сравнению с индивидуальными сополимерами. Высвобождение метронидазола из матриц на основе ИПЭК  1 происходит в соответствии с диффузией по закону Фика, из матрицы на основе ИПЭК 4 МЗ высвобождается по аномальному транспортному механизму.

Заключение

Заключение. ИПЭК 3 является перспективным для использования в качестве носителя для гастроретентивных биоадгезивных систем контролируемой доставки метронидазола.

Introduction

Introduction. There are a number of drugs, the absorption zone of which is the upper region of the gastrointestinal tract (GIT) – the stomach and duodenum. To increase bioavailability, gastroretentive (intragastric) systems for the controlled drug delivery are being developed. To date, there are various approaches to ensure intragastric drug delivery. One of the most promising approaches is the use of excipients with bioadhesive properties, both individually and in combination with other types of gastroretentive systems.

Aim

Aim. Development and research of new carriers for gastroretentive bioadhesive drug delivery systems based on interpolyelectrolyte complexes (IPEC) with the participation of chemically complementary poly(meth)acrylates of the Eudragit®.

Materials and methods

Materials and methods. The study of swelling ability was carried out in a medium of 0.1 M hydrochloric acid solution (pH 1.2) at a temperature of 37 ± 0.5 °C for 6 hours. The study of the release of metronidazole (MZ) from matrices based on the corresponding IPEC was performed on a DFZ II instrument (ERWEKA, Germany) according to the Flow Trough Cell method in 0.1 M HCl medium, pH 1.2, flow rate 4 ml/min in a closed cycle within 6 hours. The amount of released MZ was estimated by UV spectrophotometry on a Lambda 25 instrument (PerkinElmer, USA) at a wavelength of 274 nm. IPEC adhesion was studied using a TA.XTplus texture analyzer (Stable Micro Systems, UK).

Results and discussion

Results and discussion. Matrices based on IPEC 1 were disintegrated after being in a medium with a pH of 1.2 for 4 hours, matrices based on IPEC 4 were dissolved in an acidic medium for 3 hours. At the same time, matrices based on IPEC 2 and IPEC 3 retain their shape throughout the experiment and are characterized by rather high values of the degree of swelling. IPEC samples are characterized by higher adhesion performance compared to individual copolymers. The release of metronidazole from matrices based on IPEC 1 occurs in accordance with Fick's law of diffusion; from the matrix based on IPEC 4, MZ is released according to the anomalous transport mechanism.

Conclusion

Conclusion. IPEC 3 is promising for use as carrier for gastroretentive bioadhesive systems of controlled delivery of metronidazole.

интерполиэлектролитные комплексыгастроретентивные системы доставкиEudragit®метронидазолпероральная доставкабиоадгезияконтролируемая доставка лекарственных веществinterpolyelectrolyte complexesgastrotetntive drug delivery systemsEudragit®metronidazoleoral deliverybioadhesioncontrolled drug deliveryReferencesDebjit B., Rishab B., Darsh G., Parshuram R., Sampath K. P. K. Gastroretentive drug delivery systems- a novel approaches of control drug delivery systems. Research Journal of Science and Technology. 2018; 10(2): 145–156. DOI: 10.5958/2349-2988.2018.00022.0.Debjit B., Rishab B., Darsh G., Parshuram R., Sampath K. P. K. Gastroretentive drug delivery systems- a novel approaches of control drug delivery systems. Research Journal of Science and Technology. 2018; 10(2): 145–156. DOI: 10.5958/2349-2988.2018.00022.0.Pund A. U., Shandge R. S., Pote A. K. Current approaches on gastroretentive drug delivery systems. Journal of Drug Delivery and Therapeutics. 2020; 10(1): 139–146. DOI: 10.22270/jddt.v10i1.3803.Pund A. U., Shandge R. S., Pote A. K. Current approaches on gastroretentive drug delivery systems. Journal of Drug Delivery and Therapeutics. 2020; 10(1): 139–146. DOI: 10.22270/jddt.v10i1.3803.Patil H., Tiwari R. V., Repka M. A. Recent advancements in mucoadhesive floating drug delivery systems: A mini-review. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2016; 31: 65–71. DOI: 10.1016/j.jddst.2015.12.002.Patil H., Tiwari R. V., Repka M. A. Recent advancements in mucoadhesive floating drug delivery systems: A mini-review. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2016; 31: 65–71. DOI: 10.1016/j.jddst.2015.12.002.Bangun H., Aulia F., Arianto A., Nainggolan M. Preparation of mucoadhesive gastroretentive drug delivery system of alginate beads containing turmeric extract and anti-gastric ulcer activity. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2019; 12(1): 316–320. DOI: 10.22159/ajpcr.2019.v12i1.29715.Bangun H., Aulia F., Arianto A., Nainggolan M. Preparation of mucoadhesive gastroretentive drug delivery system of alginate beads containing turmeric extract and anti-gastric ulcer activity. Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2019; 12(1): 316–320. DOI: 10.22159/ajpcr.2019.v12i1.29715.Moustafine R. I., Bukhovets A. V., Sitenkov A. Y., Kemenova V. A., Rombaut P., Van den Mooter G. Eudragit® E PO as a complementary material for designing oral drug delivery systems with controlled release properties: comparative evaluation of new interpolyelectrolyte complexes with countercharged Eudragit® L 100 copolymers. Molecular Pharmaceutics. 2013; 10(7): 2630–2641. DOI: 10.1021/mp4000635.Moustafine R. I., Bukhovets A. V., Sitenkov A. Y., Kemenova V. A., Rombaut P., Van den Mooter G. Eudragit® E PO as a complementary material for designing oral drug delivery systems with controlled release properties: comparative evaluation of new interpolyelectrolyte complexes with countercharged Eudragit® L 100 copolymers. Molecular Pharmaceutics.2013; 10(7): 2630–2641. DOI: 10.1021/mp4000635.Moustafine R. I., Bobyleva V. L., Bukhovets A. V., Garipova V. R., Kabanova T. V., Kemenova V. A., Van den Mooter G. Structural transformations during swelling of polycomplex matrices based on countercharged (meth)acrylate copolymers (Eudragit® EPO/ Eudragit® L 100-55). Journal of Pharmaceutical Sciences. 2011; 100: 874–885. DOI:10.1002/jps.22320.Moustafine R. I., Bobyleva V. L., Bukhovets A. V., Garipova V. R., Kabanova T. V., Kemenova V. A., Van den Mooter G. Structural transformations during swelling of polycomplex matrices based on countercharged (meth)acrylate copolymers (Eudragit® EPO/ Eudragit® L 100-55). Journal of Pharmaceutical Sciences. 2011; 100: 874–885. DOI:10.1002/jps.22320.Мустафин Р. И., Протасова А. А., Буховец А. В., Семина И. И. Исследование интерполимерных сочетаний на основе (мет)акрилатов в качестве перспективных носителей в поликомплексных системах для гастроретентивной доставки. Фармация. 2014; 5: 3–5.Mustafin R. I., Protasova A. A., Bukhovets A. V., Semina I. I. Investigation of interpolymers based on (meth)acrylates as promising carriers in multiplex gastroretentive drug delivery systems. Farmatsiya. 2014; 5: 3–5 (in Russ.).Мустафин Р. И., Буховец А. В., Протасова А. А., Шайхрамова Р. Н., Ситенков А. Ю., Семина И. И. Сравнительное исследование поликомплексных систем для гастроретентивной доставки метформина. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2015; 1(10): 48–50.Moustafine R. I., Bukhovets A. V., Protasova A. A., Shaykhramova R. N., Sitenkov A. Y., Semina I. I. Comparative investigation of polycomplex systems for gastroretentive metformin delivery. Drug development & registration. 2015; 1(10): 48–50 (in Russ.).Харенко Е. А., Ларионова Н. И., Демина Н. Б. Мукоадгезивные лекарственные формы. Химико-фармацевтический журнал. 2009; 43(4): 21–29. DOI: 10.30906/0023-1134-2009-43-4-21-29.Kharenko E. A., Larionova N. I., Demina N. B. Mucoadhesive drug delivery systems (a review). Pharmaceutical Chemistry Journal. 2009; 43(4): 21–29 DOI: 10.30906/0023-1134-2009-43-4-21-29 (in Russ.).Киржанова Е. А., Хуторянский В. В., Балабушевич Н. Г., Харенко А. В., Демина Н. Б. Методы анализа мукоадгезии: от фундаментальных исследований к практическому применению в разработке лекарственных форм. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2014; 3(8): 66–80. DOI: 10.33380/2305-2066-2019-8-4-27-31.Kirzhanova E. A., Khutoryanskiy V. V., Balabushevich N. G., Kharenko A. V., Demina N. B. Methods for analysis of mucoadhesion: from basic research to practical applications in dosage forms development. Drug development & registration. 2019; 8(4): 27–31. DOI: 10.33380/2305-2066-2019-8-4-27-31 (in Russ.).Youssef N. A. H. A., Kassem A. A., El-Massik M. A. E., Boraie N. A. Development of gastroretentive metronidazole floating raft system for targeting Helicobacter pylori. International Journal of Pharmaceutics. 2015; 486: 297–305. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2015.04.004.Youssef N. A. H. A., Kassem A. A., El-Massik M. A. E., Boraie N. A. Development of gastroretentive metronidazole floating raft system for targeting Helicobacter pylori. International Journal of Pharmaceutics. 2015; 486: 297–305. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2015.04.004.Farshforoush P., Ghanbarzadeh S., Goganian A. M., Hamishehkar H. Novel metronidazole-loaded hydrogels as a gastroretentive drug delivery system. Iranian Polymer Journal. 2017; 26: 895–901. DOI: 10.1007/s13726-017-0575-4.Farshforoush P., Ghanbarzadeh S., Goganian A. M., Hamishehkar H. Novel metronidazole-loaded hydrogels as a gastroretentive drug delivery system. Iranian Polymer Journal. 2017; 26: 895–901. DOI: 10.1007/s13726-017-0575-4.Korsmeyer R. W., Gurny R., Docler E., Buri P., Peppas N. A. Mechanisms of solute release from porous hydrophilic polymers. International Journal of Pharmaceutics. 1983; 15: 25–35. DOI:10.1016/0378-5173(83)90064-9.Korsmeyer R. W., Gurny R., Docler E., Buri P., Peppas N. A. Mechanisms of solute release from porous hydrophilic polymers. International Journal of Pharmaceutics. 1983; 15: 25–35. DOI:10.1016/0378-5173(83)90064-9.

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