Vrednotenje trdnih disperzij karvedilola z mezoporoznima nosilcema Neusilinom® US2 in Aeroperlom® 300, izdelanih z uporabo infrardečega grelnika

Kovačič, Eva (avtor), German Ilić, Ilija (mentor), Dovnik, Iztok (komentor)

Novoodkrite zdravilne učinkovine so večinoma slabo vodotopne in izkazujejo slabšo biološko uporabnost pri peroralni aplikaciji. Ena izmed metod za izboljšanje njihove biološke uporabnosti je izdelava trdnih disperzij, ki smo jih v našem primeru izdelovali z infrardečim grelnikom. S karvedilolom in dvema mezoporoznima nosilcema (Neusilin®US2 in Aeroperl®300) smo pripravili binarne zmesi, iz katerih smo izdelovali trdne disperzije z metodo taljenja. Najprej smo spreminjali čas segrevanja pri konstantni temperaturi segrevanja 140 ⁰C in konstantnem razmerju 1:1 (m/m) med ZU in nosilcem. Nadaljevali smo s spreminjanjem temperature pri konstantnem času segrevanja 150 sekund in konstantnem razmerju 1:1 (m/m) med ZU in nosilcem. Zadnje sklope poskusov smo izvedli pri konstantni temperaturi segrevanja 190 ⁰C in konstantnem času segrevanja 150 sekund, spreminjali pa smo razmerja binarnih zmesi 1:5, 1:3, 1:2; 1:1, 2:1, 3:1 (m/m), med ZU in nosilcem. V okviru vrednotenja lastnosti izdelanih trdnih disperzij smo izvedli diferenčno dinamično kalorimetrijo s čimer smo določali stopnjo kristaliničnosti zdravilne učinkovine glede na izmerjeno talilno entalpijo, s termogravimetrično analizo smo analizirali razpad karvedilola, z UV-VIS spektroskopijo smo določevali vsebnost zdravilne učinkovine v trdnih disperzijah, s preskusi sproščanja pa delež sproščene zdravilne učinkovine. Preučevali smo tudi površino delcev, kar smo analizirali s posnetki z elektronskega vrstičnega mikroskopa. Najpomembnejši preskus v naši raziskavi je analiza sproščanja, s katero smo v mediju s pH 6,8 pri 37 ⁰C ± 0,5 poskusili čim bolj ponazoriti pogoje v telesu in ugotoviti ali smo z izdelavo trdnih disperzij izboljšali vodotopnost oz. hitrost raztapljanja zdravilne učinkovine. Ugotovili smo, da so najboljši pogoji za izdelavo trdnih disperzij z vidika amorfizacije zdravilne učinkovine pri času in temperaturi segrevanja 150 sekund in 190 ⁰C, nižja kot je vrednost talilne entalpije, hitreje in več zdravilne učinkovine se sprosti iz izdelane trdne disperzije. Ugotovili smo tudi, da na sproščanje najbolj vplivajo razmerja v fizikalni zmesi s katero so bile trdne disperzije pripravljene. Večji kot je delež zdravilne učinkovine, bolj polne so pore v nosilcu, kar zmanjša specifično površino, posledično pa hitrost in obseg sproščene zdravilne učinkovine. S primerjavo obeh nosilcev smo ugotovili, da je Aeroperl®300 boljši nosilec za izdelavo trdnih disperzij v infrardečem grelniku.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: trdne disperzije, vodotopnost, infrardeči grelnik, karvedilol, Neusilin®US2, Aeroperl®300
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Organizacija: FFA - Fakulteta za farmacijo
• Leto izida: 2023
• PID: 20.500.12556/RUL-152617
• Datum objave v RUL: 01.12.2023

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Evaluation of solid dispersions of carvedilol with mesoporous carriers Neusilin® US2 and Aeroperl® 300 prepared using an infrared heater

Izvleček

Newly discovered active pharmaceutical ingredients are mostly poorly water-soluble, resulting in low bioavailability when administered orally. One of the methods to enhance their bioavailability is transformation into solid dispersions, which we manufactured using an infrared heater. Using carvedilol and two mesoporous carriers (Neusilin®US2 and Aeroperl®300), we prepared binary mixtures to create solid dispersions using melting technique. First, we analyzed the solid dispersions by varying the heating time at a constant heating temperature of 140°C and a constant ratio between carvedilol and the carrier, 1:1 (w/w). We then proceeded to vary the temperature at a constant heating time of 150 seconds and a constant ratio of 1:1 (w/w) between carvedilol and the carrier. The final analyses in this set were performed at a constant temperature of 190°C and a constant heating time of 150 seconds. Here, we varied the ratios of binary mixtures to 1:5, 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, and 3:1 (w/w) between carvedilol and the carrier. We conducted a differential scanning calorimetry analysis to determine the degree of crystallinity of carvedilol based on the measured melting enthalpy. We analyzed the decomposition of carvedilol using thermogravimetric analysis, performed dissolution testing, used UV-VIS spectroscopy to determine the content of carvedilol in solid dispersions, and calculated the percentage of dissoluted carvedilol. Additionally, we studied the particle surfaces with scanning electron microscope imaging. The most important test in our research was the dissolution test, in which we aimed to simulate conditions in the body by studying the release rate of solid dispersions in a medium with a pH of 6.8 at 37°C ± 0.5. Through this study, we determined the amount of carvedilol released from the solid dispersion and whether the creation of solid dispersions improved the water solubility of it. We found that the best conditions for producing solid dispersions were a heating time of 150 seconds and a heating temperature of 190 °C, we observed that the lower the melting enthalpy, the faster and more extensive the dissolution of carvedilol was. We also noted that dissolution was most influenced by the ratios in the binary mixtures. A higher portion of carvedilol resulted in fuller pores in the carrier, which reduces specific surface and thus the rate and extent of dissolution. Comparing both carriers, we found that Aeroperl®300 was a better carrier for producing solid dispersions in the infrared heater.

• Ključne besede: solid dispersions, water solubility, infrared heater, carvedilol, Neusilin®US2, Aeroperl®300