Estudio computacional de complejos de inclusión entre sulfametacina y β-ciclodextrina

Sulfametacina es un fármaco antibacteriano que presenta una baja solubilidad acuosa. Se han realizado varios intentos para mejorar su solubilidad mediante diferentes metodologías, dentro de las cuales se encuentra la formación de complejos de inclusión con β-ciclodextrina (βCD), abarcando estrategias de formación de complejos binarios como así también multicomponentes.1,2 Considerando que la afinidad de ligandos por βCD se encuentra relacionada con la estructura tridimensional del complejo formado, en la actualidad las metodologías computacionales aplicadas al estudio y predicción estructural de este tipo de sistemas se han convertido en herramientas poderosas para racionalizar a nivel molecular el comportamiento de los complejos de inclusión en cuestión. El estudio detallado de estos sistemas, involucra no sólo la naturaleza del reconocimiento intermolecular entre las moléculas intervinientes, sino también el análisis de sus patrones de interacción, teniendo en cuenta la presencia del solvente y efecto de la temperatura. El objetivo del presente trabajo fue estudiar el reconocimiento intermolecular entre SMT y βCD en distintos estados de ionización de SMT, así como también la posibilidad de formación de complejos multicomponentes empleando aminoácidos esenciales (glicina, leucina, isoleucina, valina, arginina, ác. aspártico y ác. glutámico).Fil: Quevedo, Mario Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Zoppi, Ariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentin

Specific binding capacity of β-cyclodextrin with cis and trans enalapril: Physicochemical characterization and structural studies by molecular modeling

The main objective of this work was to study an inclusion complex between enalapril (ENA), and B-cyclodextrin (B-CD). From nuclear magnetic resonance (NMR) we determined that the complex showed a 1:1 stoichiometry, with an apparent formation constant (KC) of 439 and 290 M1 for the cis and trans isomers, respectively. The molecular modeling and NMR techniques demonstrated that the aromatic moiety of ENA was inserted into the hydrophobic cavity of B-CD. When studying the chemical stability of ENA complexed to B-CD, a clear stabilizing effect was observed in both the aqueous solution and solid state.Fil: Zoppi, Ariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; ArgentinaFil: Quevedo, Mario Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentin

Estudios de sistemas ternarios de sulfadiazina con β-ciclodextrina y aminoácidos

The authors thank the Fondo para la Investigación Científica y Tecnológica (FONCYT) Préstamo BID PICT 1376, the Secretaría de Ciencia y Técnica de la Universidad Nacional de Córdoba (SECyT), and the Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de la Nación (CONICET) for financial support. We also thank Ferromet S.A. (agent of Roquette in Argentina) for its donation of β-cyclodextrin. We are grateful to Dr. Gloria Bonetto for NMR measurements and for her helpful discussion of the 1H NMR spectra.Introduction: Cyclodextrins (CD), are known to form inclusion complexes with a variety of guest molecules both in solution and in the solid state. This can lead to the alteration of properties of guest molecules. Unfortunately, the complexation efficiency of CD is rather low, and can be enhanced by formation of ternary complexes using aminoacids (AA). Sulfadiazine (SDZ) is an antibiotic with extremely low water solubility which limits its therapeutic applications and bioavailability. Objetives: The aim of this work was to increase the aqueous solubility of SDZ by preparing ternary complexes of this drug with β-cyclodextrin (βCD) and an AA as a third auxiliary substance. Materials y Methods: Complex formation was studied by phase solubility analysis (PSA), nuclear magnetic resonance (NMR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). Results: The apparent stability constants (KC) of the multicomponent complexes were calculated from the solubility diagrams. By the analysis of the NMR spectra, it could be said that the shifts of some protons evidenced the important role of the AA in the formation of multicomponent complexes. Among the AA, Arginine (ARG) proved to have better solubilizing properties for SDZ, reaching an improvement up to 70 times. The use of DSC, TG and SEM suggested the formation of new solid phases between SDZ:βCD:AA. Conclusions: As a result of this research, it was determined that ternary products were more effective in improving drug solubility than the corresponding SDZ:βCD binary system.Introducción: Las ciclodextrinas (CD), son capaces de formar complejos de inclusión con una variedad de moléculas huésped, tanto en solución y en estado sólido, pudiendo producir la modificación de las propiedades de las moléculas huésped. Desafortunadamente, la eficiencia de la formación de complejos con CD es baja, lo cual se puede mejorar mediante la formación de complejos ternarios utilizando aminoácidos (AA). Sulfadiazina (SDZ) es un antibiótico con muy baja solubilidad en agua que limita su biodisponibilidad y sus aplicaciones terapéuticas. Objetivos: El objetivo de este trabajo fue aumentar la solubilidad acuosa de SDZ mediante la preparación de complejos ternarios con β-ciclodextrina (βCD) y un AA como una tercera sustancia. Materiales y Métodos: La formación de complejos se estudió por análisis de solubilidad de fases (PSA), resonancia magnética nuclear (RMN), calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TG) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Resultados: Las constantes de estabilidad aparente (KC) de los complejos multi-componentes se calcularon a partir de los diagramas de solubilidad. Por el análisis de los espectros de RMN se constató, por los corrimientos de algunos protones, el papel importante de los AA en la formación de complejos ternarios. Entre los AA, arginina (ARG) demostró tener mejores propiedades de solubilización para SDZ, alcanzando una mejora de hasta 70 veces. El uso de DSC, TG y SEM sugirió la formación de nuevas fases sólidas entre SDZ:βCD:AA. Conclusiones: Como resultado de esta investigación, se determinó que los productos ternarios fueron más eficaces en la mejora de la solubilidad del fármaco que el sistema binario SDZ: βCD

Cyclodextrin multicomponent complexes: Pharmaceutical applications

Cyclodextrins (CDs) are naturally available water-soluble cyclic oligosaccharides widely used as carriers in the pharmaceutical industry for their ability to modulate several properties of drugs through the formation of drug–CD complexes. The addition of an auxiliary substance when forming multicomponent complexes is an adequate strategy to enhance complexation efficiency and to facilitate the therapeutic applicability of different drugs. This review discusses multicomponent complexation using amino acids; organic acids and bases; and water-soluble polymers as auxiliary excipients. Special attention is given to improved properties by including information on the solubility, dissolution, permeation, stability and bioavailability of several relevant drugs. In addition, the use of multicomponent CD complexes to enhance therapeutic drug effects is summarized.Fil: Aiassa, Virginia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Garnero, Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Zoppi, Ariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentin

Simultaneous improvement of ketoconazole solubility, antifungal and antibiofilm activity by multicomponent complexation

A novel multicomponent complex (MC) of ketoconazole (KET) with β-cyclodextrin (β-CD) and N-acetylcysteine (NAC) was developed with the purpose of improving the solubility as well as the antifungal and antibiofilm activity of KET against Candida albicans. Results & methodology: The interactions among the components were studied using nuclear magnetic resonance, thermal analysis, powder x-ray diffraction, infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. Phase-solubility studies demonstrated a considerable increase in the solubility of the MC. An enhancement in antibiofilm and antifungal activity of MC was determined against C. albicans by XTT assay and microbiological studies. Conclusion: This MC, with improvements in the drug pharmaceutical performance, might have an important potential in the development of new pharmaceutical formulations of KET.Fil: Zoppi, Ariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Bartolilla, Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Aiassa, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentin

Complexation of sulfonamides with β-cyclodextrin studied by experimental and theoretical methods

The complex formation between three structurally related sulfonamides (sulfadiazine (SDZ), sulfamerazine (SMR), and sulfamethazine (SMT)) and β-cyclodextrin (β-CD) was studied, by exploring its structure affinity relationship. In all the cases, 1:1 stoichiometries were determined with different relative affinities found by phase solubility (SDZ:β-CD>SMR: β-CD>SMT:β-CD) and nuclear magnetic resonance (NMR) (SMT:β-CD>SMR:β-CD>SDZ:β-CD) studies. The spatial configurations determined by NMR were in agreement with those obtained by molecular modeling, showing that SDZ included its aniline ring into β-CD, while SMR and SMT included the substituted pyrimidine ring. Energetic analyses demonstrated that hydrophobicity is the main driving force to complex formation. © 2010 Wiley-Liss, Inc. and the American Pharmacists Association.Fil: Zoppi, Ariana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Quevedo, Mario Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; ArgentinaFil: Delrivo, Alicia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentin

Influence of proline and β-Cyclodextrin in ketoconazole physicochemical and microbiological performance

This investigation presents the characterization and evaluation of the physicochemical and microbiological properties of a new multicomponent complex of ketoconazole. Complex formation of the drug, with proline and β-cyclodextrin, was evaluated using nuclear magnetic resonance and phase solubility studies. The complex, in solid state, was prepared through kneading and physical mixture and then characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy. By means of confocal laser scanning microscopy, the effect of proline on the morphology of Candida albicans was evaluated. Microbiological assays were performed to evaluate the antifungal activity of the complex against C. albicans. The results obtained from phase solubility assays showed that the complexation of ketoconazole is an effective strategy to enhance its solubility. Confocal laser scanning microscopy demonstrated that proline severely affected Candida morphology, and microbiological studies established high antifungal activity for the complex, signifying an advantage, and therefore, a potential improvement in its application areas.Fil: Zoppi, Ariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Buhlman, Natalia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; ArgentinaFil: Cerutti, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Aiassa, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentin

Synthesis and characterization of supramolecular systems containing nifedipine, β-cyclodextrin and aspartic acid

The purpose of this work was to characterize complexes of nifedipine with β-cyclodextrin (β-CD), with and without auxiliary agents, to improve aqueous solubility and the dissolution profile of nifedipine. Complexes were characterized using infrared spectroscopy, thermoanalytical methods, powder X-Ray diffraction, scanning electron microscopy, phase solubility analysis and dissolution studies. Spatial configurations were determined by NMR and further examined using computational techniques. This investigation showed that the amino acid Asp was the most efficient auxiliary agent for multicomponent complexes. The spatial configurations were consistent with those obtained by molecular modelling; evidencing that nifedipine inserted its aromatic ring into β-CD, in all complexes, with Asp interacting with the wide hydrophilic rim of β-CD. The dissolution rates of nifedipine:β-CD:Asp complexes were significantly increased compared to those of the pure drug or nifedipine:β-CD. These results indicate that the nifedipine:β-CD:Asp system is a promising approach for the preparation of optimized formulations of nifedipine.Fil: Cerutti, Juan Pablo. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Quevedo, Mario Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Buhlman, Natalia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Zoppi, Ariana. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentin

Current trends in molecular modeling methods applied to the study of cyclodextrin complexes

In this review the authors present an overview of different molecular modeling campaigns dealing with the study and characterization of cyclodextrins (CDs) inclusion complexes with applicability to diverse biomedical and technological domains. The aim of this review is to present in a concise manner the new tendencies towards CDs molecular modeling studies in the context of a scientific computing era characterized by detailed and exhaustively validated molecular modeling protocols combined with and enormous and continuously growing computing power. Therefore, the present review covers research efforts reported in the last 5 years, including the simulation of native and modified CDs in a new and more detailed manner than what was possible in the past as well as their inclusion complexes with bioactive molecules studied by detailed protocols and exhaustive free-energy of binding calculations. Also, particular emphasis is devoted to the molecular modeling simulation of CDs included as part of drug delivery matrixes and intelligent nanodevices such as CD-based molecular motors.Fil: Quevedo, Mario Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Zoppi, Ariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentin

Interaction of sulfadiazine with cyclodextrins in aqueous solution and solid state

The main objective of this work was to increase the solubility of sulfadiazine by formation of inclusion complexes with β-cyclodextrin, and methyl-β-cyclodextrin. The apparent stability constants have been determined by phase solubility studies in water and buffer solutions of pH values of 2 and 8. The stoichiometry of all complexes was found to be 1:1 but different relative affinities were found for each cyclodextrin. It was possible to obtain a greater overall solubility by using a combined approach of pH adjustment and complexation with cyclodextrins. Guest-host interactions have been investigated using nuclear magnetic resonance. Complexes were prepared in solid state by different methods and were characterized using differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffractometry and scanning electron microscopy. The dissolution rate of the drug from the inclusion complex made by freeze-dried was much faster than this of the pure drug.Fil: Delrivo, Alicia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Zoppi, Ariana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Longhi, Marcela Raquel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin