Formulácia chlórhexidínu do hydrogélov

Súhrn

Príspevok sa zaoberá výberom optimálnych pomocných látok zo skupiny enhancerov a humektantov pri formulácii chlórhexidínu do liekovej formy – chitosanového hydrogélu. Koncentrácia liečiva je vždy konštantná – 0,1% (m/m) a gélotvornej látky 2,5% (m/m). Liečivo chlórhexidín je jedno z najpoužívanejších antiseptík pri zápaloch ústnej dutiny. V práci sa hodnotilo jeho uvoľňovanie z hydrogélov bez a v prítomnosti Polysorbátu 80 v 0,1 a 0,5% (m/m) a glycerolu v 10% (m/m). Obsah liečiva sa stanovil spektrofotometricky a zistilo sa, že optimálne zloženie hydrogélu je: 0,1% chlórhexidín + 2,5% chitosan + 0,1% Polysorbát 80, kde sa uvoľnilo najviac liečiva a tento hydrogél vykazoval tixotropné vlastnosti, ktoré sú z hľadiska aplikácie žiaduce.

Kľúčové slová:
chlórhexidín – chitosan – liberácia – Polysorbát 80 – reologické vlastnosti

Úvod

Chlórhexidín je jedným z najpoužívanejších antiseptík vo forme vodných alebo liehových roztokov, zubných pást a aj moderných liekových foriem. Optimálne účinkuje v neutrálnom alebo slabo kyslom prostredí. V zubnom lekárstve sa najčastejšie aplikuje pri terapii a prevencii chronického zápalu ďasien, pri liečbe opakujúcich sa vriedkov v ústnej dutine, pri zápale ďasien pod zubnou protézou alebo pri chirurgických zákrokoch v ústnej dutine.

Tento príspevok je zameraný na formuláciu chlórhexidínu do hydrogélu na báze chitosanu (CH). Tento biodegradovateľný polymér patrí medzi biologicky bezpečné bioadhezívne polyméry, predlžuje adhézny čas ústnych gélov a uvoľňovanie liečiva z nich ^{1, 2)}. Je známe, že zlepšuje predchádzanie mykóz a má fungicídnu aktivitu.

V predchádzajúcich štúdiách sa zistilo, že najvyššia fungicídna aktivita chlórhexidínu sa dosiahla pri použití 0,1% (m/m) ³⁾. Preto obsah chlórhexidínu bol vo všetkých pripravených hydrogéloch 0,1% (m/m). Koncentrácia chitosanu 2,5% (m/m) a prísada enhanceru – Polysorbátu 80 v 0,05%; 0,1% alebo 0,5% (m/m) a humektantu – glycerolu (GL) 10% (m/m). Takto pripravené hydrogély sa podrobili hodnoteniu:

• uvoľňovania liečiva v pokusoch in vitro – 2 dni a 7 dní po príprave a tokových vlastností.

POKUSNÁ ČASŤ

Použité chemikálie

Chlorhexidini dichloridum SL1 – Imperial chemical industries, Geshire, GB; chitosan – stredná molekulová hmotnosť (Sigma – Aldrich, USA); glycerol (Lachema, CZ); kyselina mliečna (Interpharm, SR); Polysorbát 80 (Interpharm, SR); permeačná celofánová membrána (EKOZ s.r.o., SR); čistená voda (FaF UK, Bratislava, SR).

Použité prístroje

Permeačná aparatúra vyrobená na KGF FaF UK, Bratislava, SR; Spektrofotometer – Philips Py Unicam 8625 Ltd., (Cambridge, GB); Termostat U10 – Prüfgeräte – Werk Medingez, D, Viskotester VT 500, dodala firma Haake Mess – Technik GmbH H.CO Karlsruhe, D.

Zloženie hydrogélov

Nakoľko chitosan tvorí gély len v kyslom prostredí, ako disperzné prostredie na prípravu hydrogélov bola použitá 1% (m/m) kyselina mliečna. Liečivo chlórhexidín bolo použité v hydrogéloch 0,1% (m/m) koncentrácii. Glycerol 100% sa použil v 10% (m/m) koncentrácii a Polysorbát 80 v 0,1 a 0,5% (m/m) koncentrácii. Blanky boli pripravené bez chlórhexidínu. Hydrogély sa skladovali pri laboratórnej teplote a boli hodnotené 2 a 7 dní po príprave.

Liberácia liečiva a stanovenie obsahu

Liberácia liečiva z hydrogélu sa hodnotila v 6 komôrkach, kde do donorovej časti sa dali 3 g gélu a do akceptorovej časti 20 ml fyziologického roztoku (0,9% NaCl). Aparatúra sa temperovala na 37 °C ± 0,2 °C. Odbery sa robili v časovom rozsahu 3 hodín, t.j. po 15, 30, 45, 60, 90, 120 a 180 minúte. Obsah liečiva sa stanovil spektrofotometricky pri 254 nm.

Hodnotenie tokových vlastností

Stanovenie reologických vlastností hydrogélov sa realizovalo na rotačnom viskozimetri po predchádzajúcej temperácii na 20 ± 0,1 °C. každých 10 s sa zaznamenávali hodnoty točivého momentu. Meralo sa od stupňa 1 po 10 a naspäť. Merania sa realizovali na 2. a 7. deň od prípravy.

VÝSLEDKY A DISKUSIA

Chitosanové hydrogély sú atraktívne systémy aj v tkanivovom inžinierstve. Využíva sa schopnosť chitosanu tvoriť implantáty in situ ⁴⁾.

Aby sa získal transparentný adhezívny hydrogél, chitosan sa musí dispergovať v roztoku kyseliny. Preto sa v predchádzajúcich štúdiách hodnotil vplyv kyseliny mliečnej a kyseliny citrónovej na pH hydrogélov ⁵⁾.V prípade použitia kyseliny mliečnej sa pH pohybovalo v rozmedzí 5,75–5,99. V prípade kyseliny citrónovej to bolo 3,12–3,16. Ukázalo sa, že pre použitie hydrogélu v stomatológii je výhodnejšia formulácia s kyselinou mliečnou, s ohľadom na slabo kyslé pH. Preto sa v tejto práci pri formulácii chitosanového hydrogélu použila kyselina mliečna. Hodnotila sa liberácia chlórhexidínu z hydrogélov bez a prítomnosti enhanceru a humektantu ako aj ich vplyv na tokové vlastnosti. Uvoľnené množstvá chlórhexidínu z 2,5% (m/m) chitosanových hydrogélov bez a s prísadou pomocnej látky sú uvedené v tabuľke 1. Ako z tabuľky vidieť po 3 hodinách sa najviac liečiva uvoľnilo z hydrogélov s 0,1% (m/m) prísadou enhanceru – Polysorbátu 80. Tu ide o zvýšenie priepustnosti membrány vplyvom tenzidu, ktorý plní aj funkciu enhanceru. Druhé najvyššie percento uvoľneného chlórhexidínu sa zaznamenalo použitím 0,1% (m/m) Polysorbátu 80 a 10% glycerolu, ktorý plní aj úlohu humektantu v hydrogéle, t.j. zabraňuje jeho vysychaniu. V prítomnosti 0,5% koncentrácie Polysorbátu 80 samotného ako aj v kombinácii s humektantom sa štatisticky významné rozdiely nezaznamenali – P > 0,05. Tak isto možno konštatovať, že medzi % uvoľneného chlórhexidínu po 2 a 7 dňoch neboli zistené štatisticky významné rozdiely.

Na obrázku 1 je znázornená časová závislosť percenta uvoľneného chlórhexidínu bez a s prísadou Polysorbátu 80, použitého v koncentrácii 0,05 až 0,1% (m/m). Na obrázku 2 je znázornená časová závislosť uvoľneného chlórhexidínu z hydrogélov, ktoré obsahovali humektant – glycerol. Aj v tomto prípade sa v prítomnosti humektantu s 0,1 % (m/m) Polysorbátu 80 uvoľnilo po 180 minút najviac liečiva.

Problematika formulácie chlórhexidínu do gélov je zaujímavá aj preto, že gély v porovnaní s roztokmi môžu významne predĺžiť čas dostupnosti liečiva v ústnej dutine, a tým zlepšiť terapeutický efekt. Ako aj Senel, S. et al. ³⁾ potvrdili, že koncentrácia 2% chitosanového gélu je viskóznejšia ako 1%, čím sa zvyšuje vhodnosť topickej aplikácie bez spôsobenia ťažkostí pri natieraní. Tak isto zistili, že so zvyšujúcou sa koncentráciou chitosanu sa zvyšuje fungicídna aktivita liečiva. V príspevku sa hodnotil vplyv pomocných látok – Polysorbátu 80 a glycerolu aj na tokové vlastnosti hydrogélov. Tokové vlastnosti hydrogélov závisia od zloženia, chitosanový hydrogél s chlórhexidínom vykazoval plastický tok, prísada 0,1% Polysorbátu 80 ako aj 10% glycerolu plastický tok zmenila na tixotropný, ktorý z hľadiska aplikácie je žiadúci (obr. 3, 4).

Rozhodujúcu úlohu pri výbere vhodných pomocných látok zohrala tixotrópia, ktorá zaručuje ľahkú aplikáciu hydrogélu vo forme sólu a dlhodobejší účinok. Ako optimálny sa ukázal hydrogél zloženia: 0,1% Polysorbát 80 + 0,1% chlórhexidín + 2,5% chitosan. Je to ten istý hydrogél, ktorý sa aj z hľadiska dostupnosti liečiva po 3 hodinách ukázal ako najvhodnejší.

Výskum bol podporený grantom VEGA 1/0320/08, grantom UK/167/2009 a grantom Farmaceutickej fakulty 1/2009.

Došlo 6. května 2009 / Přijato 5. června 2009

Adresa pre korešpondenciu:

doc. RNDr. Zuzana Vitková, PhD.

Katedra galenickej farmácie FaF UK

Odbojárov 10, 832 32 Bratislava, Slovenská republika

e-mail: vitkova@fpharm.uniba.sk