Разработка силиконовых форм, полученных с применением аддитивных технологий, для отливки ректальных суппозиториев

Введение. В современной практике суппозитории изготавливают методами ручного формования или выливания. Трехмерная печать позволяет преодолеть недостатки традиционных способов изготовления суппозиториев и отсутствие персонализации. Этот подход позволяет изготавливать суппозитории, содержащие действующие вещества, без специальных форм или другой физической поддержки, но представленные на данный момент разработки имеют ряд ограничений и требуют значительного времени на печать одного суппозитория. В данной работе предлагается метод, использующий трехмерное моделирование и печать, который позволит получать персонализированные суппозитории методом выливания.

Цель. Разработка силиконовых форм для получения суппозиториев различного размера и формы методом выливания из гидрофильных, липофильных и дифильных основ.

Материалы и методы. Суппозиторные основы: масло какао (Luker, Колумбия), полиэтиленгликоль (ПЭГ) 1500 (Merck KGaA, Германия), ПЭГ-400 (Merck KGaA, Германия), Витепсол Н-15 (ООО ТД «ХИММЕД», Россия); действующее вещество: парацетамол (Hebei Jiheng (Group) Pharmaceutical Co. Ltd., Китай); филаменты для 3D-печати: полиэтилентерефталат (PET-G натуральный, ООО «ПринтПродакт», Россия); силикон двухкомпонентный платиновый, твердость Шор 30А (Китай); растворители: ацетонитрил HPLC grade (Merck KGaA, Германия). Проектирование суппозиториев, форм для отливки и мастер-форм проводили в системе автоматизированного проектирование КОМПАС-3D версии 17.1. Мастер-формы печатали на 3D-принтерах Picaso PRO 250 (PICASO 3D, Россия), Picaso X Pro (PICASO 3D, Россия). Мастер-формы заполняли смесью двухкомпонентного силикона для получения сегментов форм. Суппозитории получали методом выливания в изготовленные формы, определяли их среднюю массу и стандартное отклонение. Определение парацетамола в суппозиториях проводили методом УФ-спектрофотометрии на спектрофотометре UV-1240 mini (Shimadzu, Япония). Силиконовые формы очищали с помощью замачивания и отмывки в горячей воде с применением поверхностно-активных веществ.

Результаты и обсуждение. Модельной формой суппозиториев была выбрана торпедовидная форма. Для выбранной формы было спроектировано три объема суппозиториев: 3,32 мл; 1,5 мл и 0,25 мл. Для всех объемов были спроектированы и изготовлены силиконовые формы. Отлитые суппозитории были исследованы на соответствие нормативной документации на лекарственную форму, была оценена средняя масса и однородность массы. Были изготовлены суппозитории, содержащие действующее вещество – парацетамол. Разработана методика очистки полученных силиконовых форм.

Заключение. Разработанные силиконовые формы позволяют получать суппозитории, соответствующие нормативной документации на лекарственную форму. Силиконовые формы обладают рядом значительных преимуществ по сравнению с аналогами из металла или полимерных материалов.

1. Foppoli A., Maroni A., Moutaharrik S., Melocchi A., Zema L., Palugan L., Cerea M., Gazzaniga A. In vitro and human pharmacoscintigraphic evaluation of an oral 5-ASA delivery system for colonic release. Int J Pharm. 2019;572:118723. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118723.

2. Seoane-Viaño I., Gómez-Lado N., Lázare-Iglesias H., Rey-Bretal D., Lamela-Gómez I., Otero-Espinar F. J., Blanco-Méndez J., Antúnez-López J. R., Pombo-Pasín M., Aguiar P., Ruibal Á., Luzardo-Álvarez A., Fernández-Ferreiro A. Evaluation of the therapeutic activity of melatonin and resveratrol in Inflammatory Bowel Disease: A longitudinal PET/CT study in an animal model. Int J Pharm. 2019;572:118713. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118713.

3. Seoane-Viaño I., Ong J. J., Luzardo-Álvarez A., González-Barcia M., Basit A. W., Otero-Espinar F. J., Goyanes A. 3D printed tacrolimus suppositories for the treatment of ulcerative colitis. Asian J Pharm Sci. 2021;16(1):110–119. DOI: 10.1016/j.ajps.2020.06.003.

4. Ham A. S., Buckheit R. W. Designing and developing suppository formulations for anti-HIV drug delivery. Therapeutic Delivery. 2017;8(9):805–817. DOI: 10.4155/tde-2017-0056.

5. Jamróz W., Szafraniec J., Kurek M., Jachowicz R. 3D Printing in Pharmaceutical and Medical Applications – Recent Achievements and Challenges. Pharm Res. 2018;35(9):176. DOI: 10.1007/s11095-018-2454-x.

6. Trenfield S. J., Awad A., Madla C. M., Hatton G. B., Firth J., Goyanes A., Gaisford S., Basit A. W. Shaping the future: recent advances of 3D printing in drug delivery and healthcare. Expert Opin Drug Deliv. 2019;16(10):1081–1094. DOI: 10.1080/17425247.2019.1660318.

7. Narkevich I. A., Flisyuk E. V., Terent’eva O. A., Semin A. A. Additive Manufacturing Technologies for Pharmaceutics. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018;51(11):1025–1029. DOI: 10.1007/s11094-018-1733-5.

8. Tappa K., Jammalamadaka U. Novel Biomaterials Used in Medical 3D Printing Techniques. Journal of Functional Biomaterials. 2018;9(1):17. DOI: 10.3390/jfb9010017.

9. Terenteva O. A., Gusev K. A., Tikhonova V. V., Maimistov D. N., Shandryuk G. A., Flisyuk E. V. Three-dimensional printing of ramipril tablets by fused deposition modeling. Drug development & registration. 2021;10(4):79–87. (In Russ.) DOI: 10.33380/2305-2066-2021-10-4(1)-79-87.

10. Pravin S., Sudhir A. Integration of 3D printing with dosage forms: A new perspective for modern healthcare. Biomed Pharmacother. 2018;107:146–154. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.07.167.

11. Seoane-Viaño I., Gómez-Lado N., Lázare-Iglesias H., García-Otero X., Antúnez-López J. R., Ruibal Á., Varela-Correa J. J., Aguiar P., Basit A. W., Otero-Espinar F. J., González-Barcia M., Goyanes A., Luzardo-Álvarez A., Fernández-Ferreiro A. 3D Printed Tacrolimus Rectal Formulations Ameliorate Colitis in an Experimental Animal Model of Inflammatory Bowel Disease. Biomedicines. 2020;8(12):563. DOI: 10.3390/biomedicines8120563.

12. Ud Din F., Choi J. Y., Kim D. W, Mustapha O., Kim D. S., Thapa R. K., Ku S. K., Youn Y. S., Oh K. T., Yong C. S., Kim J. O., Choi H.-G. Irinotecan-encapsulated double-reverse thermosensitive nanocarrier system for rectal administration. Drug Deliv. 2017;24(1):502–510. DOI: 10.1080/10717544.2016.1272651.

13. Sun Y., Ruan X., Li H., Kathuria H., Du G., Kang L. Fabrication of non-dissolving analgesic suppositories using 3D printed moulds. Int J Pharm. 2016;513(1–2):717–724. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2016.09.073.

14. Tagami T., Hayashi N., Sakai N., Ozeki T. 3D printing of unique water-soluble polymer-based suppository shell for controlled drug release. Int J Pharm. 2019;568:118494. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118494.

15. Barsky M., Kelley R., Bhora F. Y., Hardart A. Customized Pessary Fabrication Using Three-Dimensional Printing Technology. Obstetrics & Gynecology. 2018;131(3):493–497. DOI: 10.1097/AOG.0000000000002461.

16. Persaud S., Eid S., Swiderski N., Serris I., Cho H. Preparations of Rectal Suppositories Containing Artesunate. Pharmaceutics. 2020;12(3):222. DOI: 10.3390/pharmaceutics12030222.

17. Krezić S., Krhan E., Mandžuka E., Kovac N., Krajina D., Marić A., Komić S., Nikšić A., Tucak-Smajić A., Sirbubalo M., Vranic E. Fabrication of Rectal and Vaginal Suppositories Using 3D Printed Moulds: The Challenge of Personalized Therapy. IFMBE Proceedings. 2020:729–734. DOI: 10.1007/978-3-030-17971-7_108.

18. Hatton G. B., Yadav V., Basit A. W., Merchant H. A. Animal Farm: Considerations in Animal Gastrointestinal Physiology and Relevance to Drug Delivery in Humans. J Pharm Sci. 2015;104(9):2747–2776. DOI: 10.1002/jps.24365.

19. Awad A., Fina F., Trenfield S. J., Patel P., Goyanes A., Gaisford S., Basit A. W. 3D Printed Pellets (Miniprintlets): A Novel, Multi-Drug, Controlled Release Platform Technology. Pharmaceutics. 2019;11(4):148. DOI: 10.3390/pharmaceutics11040148.