Norfloksasin için Yüzen Çok Partiküllü Bir İlaç Salım Sisteminin Geliştirilmesi ve Optimizasyonu

Development and Optimization of a Floating Multiparticulate Drug Delivery System for Norfloxacin

Abstract

Amaç: Norfloksasin zayıf biyoyararlanımı olan ve pH’a bağlı çözünürlüğe sahip sentetik geniş spektrumlu bir antibakteriyel ilaçtır. Bu çalışmanın amacı, norfloksasin için gastroretentif bir yüzen çok partiküllü ilaç salım sistemi geliştirmektir. Gereç ve Yöntemler: Norfloksasin çekirdek pelletleri, ekstrüzyon ve sferonizasyonla mikrokristalli selüloz (MCC) ve polivinilpirolidon K30 (PVP K30) kullanılarak hazırlanmıştır. Pelletlerin formülasyonlarındaki değişken seviyelerini optimize etmek için 3 seviyeli, 3 faktörlü, 17 çalışma deneysel bir Boxn Behnken tasarımı benimsenmiştir. Seçilen bağımsız değişkenler, MCC ve PVP K30 miktarları ve sferonizasyon hızı ve bağımlı değişkenler, boyut oranı ve pelletlerin sertliği idi. Kuru katı bazda 1:1, 1:2 ve 2:1 (a/a) oranlarında sodyum bikarbonat ve hidroksipropil metilselüloz K15M norfloksasin peletlerine katılmış ve %5, %10 ve %15 a/a ağırlık artışı elde etmek için akışkanlaştırılmış yatak kullanılarak Eudragit RL 100 ile kaplanmıştır. Fourier transform infrared spektrumu, taramalı elektron mikroskobu, fiziksel karakterizasyon, partikül büyüklüğü dağılım analizi, yüzme çalışmaları ve pelletlerin in vitro etken madde salım çalışmaları değerlendirilmiştir. Bulgular: Yüzen çok partiküllü pelet partileri arasında, B-22 partisi minimum yüzme gecikme süresine (<10 dakika) ve 8 saat içinde maksimum etken madde salım değeri %82.11’e ulaşma kriterlerine dayanarak optimize edilmiştir. B-21 ve B-23 partileri için etken madde salım yüzdesi, sırasıyla 5 saatte %91.12 ve 8 saatte %60.67 idi. Etken madde salım çalışmaları, Eudragit RL 100 polimer kaplaması arttıkça, etken madde salınımının azaldığını ve sürekli olarak norfloksasin salımı sağladığını göstermiştir. Yüzme çalışmaları, pelletlerin %70-90’ının 8 saate kadar yüzer şekilde kaldığını ortaya koymuştur. Tüm partiler, 25.5±0.49°-28.02±0.30° aralığında yığın açısı ve sırasıyla %5 ila %15 ve 1.05±0.3 ila 1.14±0.3 aralığında Carr indeksi ve Hausner oranı ile mükemmel akış özelliklerine sahiptir. Sonuç: Çalışmada elde edilen önemli sonuç, bu tür bir yaklaşımın, gastrointestinal sistemin alt kısmında zayıf bir şekilde absorpsiyonu olan ilaçların biyoyararlanımının arttırılması ve terapötik etkinliklerinin iyileştirilmesinde etkili bir şekilde kullanılabileceğidir.

Özet

Objectives: Norfloxacin is a synthetic broad-spectrum antibacterial drug having poor bioavailability and pH-dependent solubility. The purpose ofthe present study was to develop a gastroretentive floating multiparticulate drug delivery system for norfloxacin.Materials and Methods: Norfloxacin core pellets were prepared using microcrystalline cellulose (MCC) and polyvinylpyrrolidone K30 (PVP K30)by extrusion and spheronization. A 3-level, 3-factor, 17-run experimental Box–Behnken design was adopted to optimize levels of variables in thepellets’ formulations. The selected independent variables were amounts of MCC and PVP K30 and spheronizing speed and the dependent variableswere aspect ratio and hardness of pellets. Sodium bicarbonate and hydroxypropyl methylcellulose K15M in the ratios of 1:1, 1:2, and 2:1 (w/w) on adry solid basis were incorporated into the norfloxacin pellets and they were further coated with Eudragit RL 100 using a fluidized bed processorto obtain weight gain of 5%, 10%, and 15% w/w. The fourier transform infrared spectrum, scanning electron microscopy, physical characterization,particle size distribution analysis, floating studies, and in vitro drug release studies of the pellets were evaluated.Results: Among the floating multiparticulate pellets batches, batch B-22 was found to be optimized based on the criteria of attaining the minimumfloating lag time (<10 min) and the maximum value of drug released 82.11% in 8 h. The percentage drug release for batches B-21 and B-23 was91.12% in 5 h and 60.67% in 8 h, respectively. The drug release studies indicated that as the Eudragit RL 100 polymer coat increases the drug releasedecreases, producing sustained release of norfloxacin. The floating studies revealed that 70%-90% of pellets remained floating for up to 8 h. All thebatches have excellent flow properties with angle of repose in the range of 25.5±0.49° to 28.02±0.30°, and Carr’s index and Hausner’s ratio in therange of 5% to 15% and 1.05±0.3 to 1.14±0.3, respectively.Conclusion: The significant outcome obtained in the study is that such an approach can be effectively employed for improvement of the bioavailabilityof drugs having poor absorption in the lower part of the gastrointestinal tract with enhanced therapeutic efficacy.