Simulacija migracijskega motoričnega kompleksa na napravi za posnemanje gibanja želodca

Olenik, Katja (author), Trontelj, Jurij (mentor), Legen, Igor (co-mentor)

S farmakopejskimi napravami za preskušanje sproščanja ne moremo ustvarjati dinamičnega okolja, ki ga v gastrointestinalnem traktu in vivo izkusijo trdne peroralne farmacevtske oblike. Najbolj težavna je simulacija mehanskih tlačnih in erozijskih obremenitev, ki so jim mehansko občutljive farmacevtske oblike izpostavljene zaradi želodčne motilitete. V sklopu magistrske naloge smo v biorelevantni aparaturi za preskušanje sproščanja - napravi za posnemanje gibanja želodca - ki lahko na različne načine posnema dinamično okolje v gastrointestinalnem traktu, določili ustrezne eksperimentalne pogoje za simulacijo želodčne motilitete v stanju na tešče. Motilitetni vzorec v stanju na tešče, imenovan tudi migracijski motorični kompleks, zaznamujejo štiri faze z značilnimi frekvencami in amplitudami kontrakcij, ki jih in vivo lahko merimo na različne načine, tudi s tlačnim senzorjem brezžične motilitetne kapsule SmartPill®. Eksperimentalno delo smo začeli s potrditvijo linearnega razmerja med nastavitvami parametrov in generiranimi tlaki v lumnu naprave za posnemanje gibanja želodca, ki smo jih prav tako merili s SmartPill®. S pomočjo meritev tlakov med migracijskim motoričnim kompleksom in vivo smo pripravili zaporedje programov, ki je v napravi za posnemanje gibanja želodca simuliralo značilne kontrakcije štirih faz migracijskega motoričnega kompleksa. Med simulacijo je naprava proizvajala maksimalne tlake do 220 mbar, ki so približno skladni meritvam in vivo. Za konec smo pripravljeno simulacijo ovrednotili s preskusi sproščanja učinkovine iz dveh hidrofilnih ogrodnih tablet z različno vsebnostjo hidroksipropilmetilceluloze. Dobljene profile sproščanj smo primerjali z rezultati preskušanja sproščanja v aparaturi USP2. Ko smo sproščanje izvajali v napravi za simulacijo želodčnega gibanja, smo dobili večje razlike med profiloma sproščanja testnih formulacij, kot ko smo sproščanje izvajali v USP2. Značilno razliko med profiloma sproščanja, ki je skladna z obnašanjem testnih formulacij in vivo, smo dobili, ko smo v napravi za posnemanje želodčnega gibanja sproščanje izvajali v biorelevantnem mediju, ki posnema želodčne pogoje na tešče (FaSSGF).

• Language: Slovenian
• Keywords: migracijski motorični kompleks, naprava za posnemanje gibanja želodca, tlaki v želodcu na tešče in vivo, SmartPill®, hidrofilne ogrodne tablete
• Work type: Master's thesis/paper
• Organization: FFA - Faculty of Pharmacy
• Year: 2023
• PID: 20.500.12556/RUL-144868
• Publication date in RUL: 18.03.2023

Secondary language

• Language: English
• Title: Simulation of migrating motor complex on advanced gastric simulator

Abstract

Compendial dissolution methods cannot simulate the dynamic environment in the gastrointestinal tract experienced by solid oral dosage forms in vivo. The biggest challenge lays in the simulation of mechanical and erosion stresses and pressures exerted on mechanically sensitive dosage forms as a result of stomach motility. The main goal of the research was the establishment of appropriate experimental conditions that simulate fasted stomach motility on a novel dissolution apparatus advanced gastric simulator - which can simulate the dynamic environment in the gastrointestinal tract in different ways. Fasted stomach motility can be described by a pattern of contractions called the migrating motor complex, comprised of four phases with characteristic contraction frequencies and amplitudes. Such parameters can be measured in vivo via different methods, including the pressure sensor of a Wireless motility capsule, SmartPill®. Experiments were started with the confirmation of a linear relationship between advanced gastric simulator settings and pressures generated in its lumen, measured with the SmartPill®. With the help of data on luminal pressures in vivo, we prepared a programme sequence, simulating the contractions during the four phases of the migrating motor complex. Pressures of up to 220 mbar were measured during the simulation and resembled the in vivo data. We finished the experiments with validation of the prepared programme sequence via dissolution testing of two hydrophilic matrix tablets with varying amounts of hypromellose. Drug release profiles were compared to the results of dissolution testing in the USP2 apparatus. When dissolution was performed in the advanced gastric simulator, larger differences between drug release profiles of both formulations were observed, compared to dissolution testing in USP2. Significant difference, compliant with in vivo behaviour of tested formulations, was acquired when dissolution media “Fasted State Simulated Gastric Fluid (FaSSGF)“ was used in the advanced gastric simulator.

• Keywords: migrating motor complex, advanced gastric simulator, pressures in fasted stomach in vivo, SmartPill®, hydrophilic matrix tablets