Formulation and Optimization of Gentamicin Hydrogel Infused with Tetracarpidium Conophorum Extract via a Central Composite Design for Topical Delivery

Gentamisin Hidrojelinin Tetrakarpidium Conophorum Ekstraktı ile Aşılanarak Formülasyonu ve Optimizasyonu

Margaret Okonawan ILOMUANYA, Tolulope AJAYI, Adeyinka OLUWATOBILOBA, Chinelo AGHAIZU, Thomas AKIMIEN, Joy ODIMEGWU, Nosakhare Andrew AMENAGHAWON, Omotunde Olufunke OKUBANJO

Abstract

Objectives: Response surface methodology coupled with statistically designed experiments has been found to be very useful in optimisingmultivariable processes. The aim of this study was to evaluate the influence of two independent variables, a ratio of permeation enhancers/antioxidants (transcutol and ethanolic extract of tetracarpidium conophorum EETC) and stirring rate, on the flux and permeation of gentamicinhydrogel.Materials and Methods: A modification of free radical initial polymerization was used to formulate the gentamicin hydrogel. A 32 factorial CCD wasthen used to investigate the effect of independent variables of the permeation enhancer transcutol: EETC (X1), stirring speed (X2) via 14 formulationbatches, which were evaluated for dependent variables flux (Y1) and amount of drug permeated after 12 hours (Y2) ex vivo.Results: The results of ANOVA performed to determine the fit of the models revealed that the models were statistically significant (p0.80). The regression equation generated for flux was Y1=19.35 – 25.82X1 – 0.044X2 + 0.0097X1X2 + 11.86X21 and forcumulative permeation of gentamicin in 12 hours Y2=315.50 – 189.67X1 + 0.28X2 -1.29X1X2 + 123.55X21. The validity of the statistical models usedfor predicting flux and drug permeation was confirmed by conducting three confirmation experimental runs at the identified optimum conditions.The results showed that there was no significant difference between the experimental results and those predicted by the statistical models.Conclusion: The excellent correlation between the predicted and measured values shows the validity of statistical models (R2=0.95). An antioxidantand permeation enhancer has been used for the first time to investigate the influence on dependent variables. Optimization of gentamicin hydrogelusing central composite statistical design is valid for the prediction of drug permeation and flux using variables in formulation

Özet

Amaç: İstatistiksel olarak tasarlanmış deneyler ile birleştirilmiş cevap yüzey metodolojisinin, çok değişkenli proseslerin optimize edilmesinde çok yararlı olduğu bulunmuştur. Bu çalışmanın amacı, iki bağımsız değişkenin, permeasyon arttırıcı/antioksidanların (transkutol ve tetrakarpidium conophorum EETC’nin etanolik ekstresi) ve karıştırma hızının, gentamisin hidrojelinin akışı ve permeasyonu üzerindeki etkisini değerlendirmektir. Gereç ve Yöntemler: Gentamisin hidrojelini formüle etmek için serbest radikal başlangıç polimerizasyonunun modifikasyonu kullanıldı. Daha sonra, permeasyon arttırıcı transkutol: EETC (X1), karıştırma hızı (X2) bağımsız değişkenlerinin etkisini araştırmak için, bağımlı değişkenler, akış (Y1) ve 12 saat ex vivo permeasyondan sonra elde edilen ilaç miktarı (Y2), için değerlendirilen, 14 formülasyon grubuyla, 32 faktöriyel merkez CCD kullanılmıştır. Bulgular: Modellerin uyumunu belirlemek için yapılan ANOVA sonuçları, modellerin istatistiksel olarak anlamlı olduğunu (p0.80). Akış için oluşturulan regresyon denklemi Y1=19.35 - 25.82X1 - 0.044X2 + 0.0097X1X2 + 11.86X21 idi ve 12 saatte gentamisinin kümülatif permeasyonu Y2=315.50 - 189.67X1 + 0.28X2 - 1.29X1X2 + 123.55X21 idi. Akış ve etkin madde permeasyonunu tahmin etmek için kullanılan istatistiksel modellerin geçerliliği, belirlenen optimum şartlarda üç doğrulama deneysel çalışması ile onaylanmıştır. Sonuçlar, deney sonuçları ile istatistiksel modeller tarafından tahmin edilenler arasında anlamlı bir fark olmadığını göstermiştir. Sonuç: Öngörülen ve ölçülen değerler arasındaki mükemmel korelasyon istatistiksel modellerin geçerliliğini göstermektedir (R2=0.95). Bağımlı değişkenler üzerindeki etkiyi araştırmak için ilk kez bir antioksidan ve geçirgenlik arttırıcı kullanılmıştır. Gentamisin hidrojelinin istatistiksel merkez esaslı kompozit tasarım kullanılarak optimizasyonu, formülasyondaki değişkenleri kullanarak etkin madde permesyonu ve akışın tahmin edilmesi için geçerlidir