Journals / Turkish Journal of Pharmaceutical Sciences / 2018 / Cilt: 15 - Sayı: 1
The Structural, Crystallinity, and Thermal Properties of pH-responsive Interpenetrating Gelatin/Sodium Alginate-based Polymeric Composites for the Controlled Delivery of Cetirizine HCl
- Pages
- 63–76
- DOI
- —
Abstract
Objectives: The present work aimed to design and synthesize pH-sensitive cross-linked Ge/SA hydrogels using different ratios of each polymer,and to investigate the effect of each polymer on dynamic, equilibrium swelling, and in vitro release pattern of cetirizine hydrochloride, which wasselected as a model drug.Materials and Methods: These gelatin and sodium alginate hydrogels were prepared at room temperature through free radical polymerization usingglutaraldehyde as a crosslinker. These polymeric composites were used as model systems to envisage various important characterizations. Thein vitro release pattern of drug was investigated in three different mediums (phosphate buffer solution of pH 1.2, 5.5, 7.5 whose ionic strength waskept constant). Various structure property relationships that affect its release behavior were determined such as swelling analysis, porosity, solgel analysis, average molecular weight between crosslinks (Mc), solvent interaction parameter (χ), volume fraction of polymer (V2,s) and diffusioncoefficient. The structural, crystallinity, and thermal stability were confirmed using FTIR, XRD, and DSC analysis.Results: These hydrogels showed maximum swelling at pH 1.2. Zero-order, first-order, Higuchi, and Peppas models were applied to demonstratethe release pattern of drug. The release of drug occurred through non-Fickian diffusion or anomalous mechanism. Porosity was found increasedwith an increase in concentration of both polymers, and porosity decreased when the concentration of the crosslinker was increased. Gel fractionincreased with an increase in concentration of SA, Ge, and glutaraldehyde.Conclusion: The prepared pH sensitive hydrogels can be used as a potential carrier for the sustained delivery of cetirizine hydrochloride.
Özet
Amaç: Bu çalışmada, her bir polimerin farklı oranları kullanılarak pH duyarlı çapraz bağlı jelatin/sodyum aljinat hidrojellerinin tasarlanması ve sentezlemesi ve her bir polimerin dinamik, kararlı şişme ve model etken madde olarak seçilen setirizin hidroklorürün in vitro salım profiline etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntemler: Bu jelatin ve sodyum aljinat hidrojelleri, oda sıcaklığında, çapraz bağlayıcı olarak glutaraldehitin kullanımıyla serbest radikal polimerizasyonu ile hazırlandı. Bu polimerik kompozitler, çeşitli önemli karakterizasyonları öngörmek için model sistemler olarak kullanıldı. Etken maddelerin in vitro salım modeli üç farklı ortamda (pH 1.2, 5.5, 7.5 iyonik kuvveti sabit tutulan fosfat tampon çözeltisi) araştırıldı. Solunum analizi, gözeneklilik, sol-jel analizi, çapraz bağlar arasındaki ortalama molekül ağırlığı (Mc), çözücü etkileşim parametresi (χ), polimerin hacim fraksiyonu (V2,s) ve difüzyon gibi salım davranışını etkileyen çeşitli yapı özellik ilişkileri belirlendi. FTIR, XRD ve DSC analizi kullanılarak yapı, kristalinite ve termal stabilite doğrulandı. Bulgular: Bu hidrojeller pH 1.2’de maksimum şişme gösterdi. Etken madde salım modelini göstermek için sıfır derece, birinci derece, Higuchi ve Peppas modelleri uygulandı. Etken madde salımı, non-Fick difüzyon veya anomolus mekanizmasıyla gerçekleşti. Her iki polimer konsantrasyonundaki artışla porozitenin arttığı ve çapraz bağlayıcı konsantrasyonu arttıkça gözenekliliğin azaldığı bulundu. Sodyum aljinat, jelatin ve glutaraldehit konsantrasyonunda artış ile jel fraksiyonu artmıştır. Sonuç: Hazırlanan pH’ya duyarlı hidrojeller, setirizin hidroklorür sürekli salımı için potansiyel bir taşıyıcı olarak kullanılabilir.