Development and in vitro Evaluation of Voriconazole Nanoparticle Formulation for Mucosal Application

Mukozal Uygulama için Vorikonazol Nanopartikül Formülasyonunun Geliştirilmesi ve in vitro Değerlendirilmesi

Abstract

Objectives: This study aimed to prepare and evaluate mucoadhesive nanoparticle formulations of voriconazole, an antifungal drug, for mucosal application.It was also aimed to develop and validate a HPLC method of voriconazole.Materials and Methods: In this study, mucoadhesive nanoparticles containing voriconazole were prepared using a coating polymer of chitosan. Theobtained nanoparticles were characterized via particle size, polydispersity index, zeta potential measurement, and mucoadhesion studies. Drug loadingcapacity was tested for determination of the voriconazole amount in the nanoparticles. In vitro drug release was also examined. The HPLC method wasvalidated for linearity, accuracy, precision (repeatability and reproducibility), specificity, stability, limits of detection (LOD), and limit of quantification (LOQ).Results: In vitro characterization results of the mucoadhesive nanoparticle formulation containing voriconazole was found to be appropriate with a smallparticle size of 217.1±4.2 nm, a narrow polydispersity index of 0.335±0.042, 99.052±0.424% drug loading, and a positive zeta potential value of +26.82±0.4mV. According to a mucoadhesive study, it can be concluded that the nanoparticle was able to interact with mucin due to ionic interaction. Also, theturbidity of nanoparticle/mucin dispersion was higher than the turbidity of mucin dispersion itself. Based on the in vitro drug release, no burst effect wasobserved, indicating that voriconazole was homogeneously dispersed in the nanoparticle dispersion and that no significant amount of drug was adsorbedonto the nanoparticle surface. The release was found to follow a non‑Fickian diffusion mechanism with first‑order drug release. The proposed HPLCmethod was simple, highly sensitive with good linearity, accurate, precise, specific, and stable, showing that the method is useful for routine quality control.Conclusion: This study has shown that the mucoadhesive nanoparticle formulation containing voriconazole reported here is a promising candidate forthe local treatment of mucosal diseases. The developed HPLC method can be succesfully applied to pharmaceutical preparations containing voriconazole.

Özet

Amaç: Bu çalışma, mukozal uygulama için antifungal bir ilaç olan vorikonazolün mukoadezif nanopartikül formülasyonunu hazırlamayı ve değerlendirmeyi amaçlamıştır. Ayrıca vorikonazolün HPLC yöntemi geliştirilmiş ve valide edilmiştir. Gereç ve Yöntemler: Bu çalışmada, kitozan kaplama polimeri kullanılarak vorikonazol içeren mukoadezif nanopartikül hazırlandı. Elde edilen nanopartikül formülasyonu, partikül boyutu, polidispersite indeksi, zeta potansiyeli ölçümü ve mukoadezyon çalışmaları ile karakterize edildi. İlaç yükleme kapasitesi nanopartikülde vorikonazol miktarının belirlenmesi için gerçekleştirildi. İn vitro ilaç salınımı da incelendi. HPLC yöntemi doğrusallık, doğruluk, kesinlik (tekrar edilebilirlik ve tekrar elde edilebilirlik), özgünlük, stabilite, LOD ve LOQ ile valide edildi. Bulgular: Vorikonazol içeren mukoadezif nanopartikül formülasyonu, 217.1±4.2 nm küçük partikül boyutu, 0.335±0.042 dar polidispersite indeksi, %99.052±0.424 ilaç yükleme kapasitesi, +26.82±0.4 mV pozitif zeta potansiyel değeri ile uygun bulunmuştur. Mukoadezyon çalışmasına göre, nanopartikülün, iyonik etkileşim nedeniyle müsinle etkileşime girdiği sonucuna varılabilir. Ayrıca nanopartikül/müsin dispersiyonunun bulanıklığı, müsin dispersiyonunun bulanıklığından daha fazla bulunmuştur. İn vitro ilaç salım çalışmasına göre, vorikonazolün nanopartikül dispersiyonunda homojen olarak dağılmış olduğu ve nanopartikül yüzeyi üzerinde önemli miktarda ilacın adsorbe edildiğini gösteren ani salım etkisi gözlemlenmemiştir. İlaç salımı, birinci dereceden ilaç salımı ile Fick Kanunu’na uymadığını göstermiştir. Önerilen HPLC yöntemi, rutin kalite kontrolü için basit, çok hassas, doğrusal, kesin, hassas, özgün ve stabildir. Sonuç: Bu çalışma, vorikonazol içeren mukoadezif nanopartikül formülasyonunun, mukozal hastalıkların lokal tedavisinde umut verici bir aday olduğunu göstermiştir. Geliştirilen HPLC yöntemi, vorikonazol içeren farmasötik preparatlar için başarılı bir şekilde uygulanabilir.