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In-vitro release and oral bioactivity of insulin in diabetic rats using nanocapsules dispersed in biocompatible microemulsion
This study evaluated the potential of poly(iso-butyl cyanoacrylate) (PBCA) nanocapsules dispersed in a biocompatible microemulsion to facilitate the absorption of insulin following intragastric administration to diabetic rats. Insulin-loaded PBCA nanocapsules were prepared in-situ in a biocompatible water-in-oil microemulsion by interfacial polymerisation. The microemulsion consisted of a mixture of medium-chain mono-, di- and tri-glycerides as the oil component, polysorbate 80 and sorbitan mono-oleate as surfactants and an aqueous solution of insulin. Resulting nanocapsules were approximately 200 nm in diameter and demonstrated a high efficiency of insulin entrapment (> 80%). In-vitro release studies showed that PBCA nanocapsules could suppress insulin release in acidic media and that release at near neutral conditions could be manipulated by varying the amount of monomer used for polymerisation. Subcutaneous administration of insulin-loaded nanocapsules to diabetic rats demonstrated that the bioactivity of insulin was largely retained following this method of preparing peptide-loaded nanocapsules and that the pharmacodynamic response was dependent on the amount of monomer used for polymerisation. The intragastric administration of insulin-loaded nanocapsules dispersed in the biocompatible microemulsion resulted in a significantly greater reduction in blood glucose levels of diabetic rats than an aqueous insulin solution or insulin formulated in the same microemulsion. This study demonstrates that the formulation of peptides within PBCA nanocapsules that are administered dispersed in a microemulsion can facilitate the oral absorption of encapsulated peptide. Such a system can be prepared in-situ by the interfacial polymerisation of a water-in-oil biocompatible microemulsion
Schwimmende Systeme fĂĽr oral kontrollierte Arzneistoffgabesysteme
Single unit floating drug delivery systems This study aimed to evaluate
hydrophilic matrices to develop floating single unit drug delivery systems
(DDS). HPMC matrices floated as a result of swelling and gel formation, but
NaHCO3 addition was essential to ensure rapid floating. Similar drug release
profiles were obtained with varying HPMC: NaHCO3 ratios, because hydration and
gel formation were rate limiting. No floating from HPMC- carbopol matrices due
to increased initial tablet density and slower release rate at the later
phase, independent of carbopol amount were observed, due to decreased matrix
erosion in the presence of carbopol. The floating lag time increased with
HPMC-Ac-Di-Sol matrices, which may be the time needed for tablet hydration and
gel formation. However, the drug release increased with increasing Ac-Di-Sol
portion in the matrix, due to higher matrix erosion. Adding NaHCO3 to
carbopol, HPMC- carbopol and HPMC- Ac-Di-Sol matrices, instant floating was
obtained, due to rapid CO2 formation. Drug release was faster from HPMC- Ac-
Di-Sol compared to HPMC- carbopol matrices, due to higher hydration and
erosion of Ac-Di-Sol. Increasing Carbopol- NaHCO3 ratio decreased drug
release, due to more polymer in the matrix, followed by complete matrix
erosion, avoiding accumulation in the stomach. Multiple unit floating drug
delivery systems The objective of this study was to develop extended release
(ER) multiple unit floating DDS based on effervescence for drugs with
different solubilities and to provide a mechanistic overview of the floating
behavior. The system was composed of drug layered sugar cores, NaHCO3-layer
and an aqueous polymeric top-coating which should ideally control both
floating and release. The high permeability of Eudragit RL resulted in rapid
and extended floating, but no drug retardation, except for low solubility high
dose drugs (carbamazepine). A wide range of drug release could be achieved
using an Eudragit RL/RS combination up to a 60/40 ratio to maintain the good
floating properties. Separating floating and release “functions” into two
separate coatings, was necessary to obtain good floating and extended drug
release for water-soluble drugs (propranolol HCl). ER pellets, were layered
with NaHCO3 and topcoated with the permeable Eudragit RL. The inner polymer
was responsible for the extended drug release and the outer Eudragit RL for
controlling the floating. The floating lag time was short and not affected by
the inner ER polymer coating, due to fast medium permeation across the outer
Eudragit RL coating. In contrast, increasing the medium uptake of the ER
pellets increased dissolution of CO2 and its escape. For example, Aquacoat, a
more lipophilic polymer, had low medium uptake, therefore long floating
duration, irrespective of the polymers’ coating level could be obtained. The
more hydrophilic polymers (Eudragit RS and Kollicoat SR) had high medium
uptake, leading to shorter floating duration. Also lower coating levels of
Kollicoat SR resulted in longer floating. In addition, increasing the drug
loading of the water-soluble drugs increased the floating duration. The
floating ability was lost on humidity storage at 40 °C/ 75 % RH, due to NaHCO3
migration through the polymeric coating. Therefore, CO2 based floating DDS
should be stored under dry conditions. An increase in drug release from
Eudragit RS coated pellets was due to plasticizer migration, and a decrease in
drug release from Aquacoat or Kollicoat SR coated pellets may be due to
further polymer particle coalescence upon storage. On increasing the medium
pH, the CO2 formed was not enough to initiate floating. Therefore, a pH-
independent floating system was developed by using a combination of citric
acid and NaHCO3 as effervescent agents. The system showed extended drug
release, as well as excellent floating properties independent of the medium
pH.Schwimmende „single unit“ Arzneistoffgabesysteme Das Ziel dieser Studie war
hydrophiler einzeldosierter Matrizen zu untersuchen, um schwimmende
Arzneistoffabgabesysteme zu entwickeln. HPMC Matrizen schwimmen als Folge der
Quellung und Gelbildung, aber die Zugabe von NaHCO3 war notwendig zur
Sicherstellung des schnellen Aufschwimmens. Ă„hnliche Freisetzungsprofilen
wurden mit unterschiedlichen Anteilen von HPMC: NaHCO3 erhalten, weil
Hydratation und Gelbildung der Matrix geschwindigkeitsbestimmend waren. HPMC-
Carbopol Matrizen ergaben kein Schwimmen, wegen der erhöhten Dichte der
Tablette. Die Freisetzung war langsamer in der späteren Phase und unabhängig
von Carbopol Menge, wegen der verringerten Matrix-Erosion. Die Zeitverzögerung
bis zum Aufschwimmen von HPMC-Ac-Di-Sol Matrizen erhöhte sich aufgrund der
langsameren Hydratation und Gelbildung. Die Freisetzung wurde mit Ac-Di-Sol
wegen einer schnelleren Erosion beschleunigt. Durch Zugabe von NaHCO3 zu
Carbopol, HPMC-Carbopol und HPMC-Ac-Di-Sol-Matrizen, wurde sofortiges
Aufschwimmen erreicht, wegen der raschen CO2-Bildung. Die Freisetzung war
schneller aus HPMC-Ac-Di-Sol im Vergleich zu HPMC-Carbopol Tabletten wegen der
höheren Medium-Aufnahme und Erosion von Ac-Di-Sol. Die Erhöhung von Carbopol
in Carbopol- NaHCO3-Matrizen verringerte die Wirkstoff-Freisetzung, und eine
komplette Tabletten Erosion wurde erreicht; dies vermeidet Akkumulation nach
mehrfacher Gabe. Schwimmende „multiple unit“ Arzneistoffgabesysteme Die Ziele
dieser Studien waren die Herstellung von „multiple unit“
Schwimmretardarzneiformen auf Basis von Aufbrausen fĂĽr Arzenistoffe mit
unterschiedlichen Löslichkeiten und die Klärung einen mechanistischen
Ăśberblick ĂĽber das Schwimmverhalten des Systems. Das System ist aus
arzneistoff-beladenen Kernen, NaHCO3-Schicht und einer wässrigen Polymertop-
Beschichtung zusammengesetzt. Diese Top-Beschichtung sollte idealerweise das
Schwimm-und Wirkstofffreigabeverhalten kontrollieren. Die hohe Permeabilität
von Eudragit RL fĂĽhrte zu schnellem und langem Aufschwimmen, aber keine
Verzögerung über die Wirkstoffabgabe mit Ausnahme von wasserunlöslichen,
hochdosierten Arzneistoffen (Carbamazepin). Eine breite Palette von
Wirkstoffabgabe konnte durch eine Kombination von Eudragit RL/ RS erreicht
werden, wobei der Anteil von Eudragit RS 40% nicht ĂĽberschreiten soll, um die
guten Schwimmeigenschaften zu bewahren. Die Trennung der Schwimm-und
Freisetzungs "Funktionen" der Polymerschicht in zwei getrennte Schichten war
notwendig, um das Aufschwimmen zu bewahren und Retardierung der
Wirkstoffabgabe für wasserlösliche Arzneistoffe (Propranolol HCl) zu erhalten.
Retardierende Pellets, wurden mit NaHCO3- und mit der durchlässigen Eudragit
RL überzogen. Das innere retardierende Polymer war damit zuständig für die
verzögerte Freisetzung und das äußere Eudragit RL für das Aufschwimmen. Die
Zeitverzögerung des Aufschwimmens war kurz und wurde nicht durch die innere
retardierende Polymer-Beschichtung beeinflusst. Die Schwimmdauer war stark von
der Art des retardierenden Polymeren abhängig. Die zunehmende Medium-Aufnahme
erhöhte die Löslichkeit des gebildeten CO2 und seine Diffusion. Zum Beispiel,
Aquacoat, ein lipophiles Polymer, hatte eine geringe Medium-Aufnahme. Das
führte zu langem Schwimmen, unabhängig von der Polymerschichtdicke. Die mehr
hydrophilen Polymere (Eudragit RS und Kollicoat SR) hatten eine hohe Medium-
Aufnahme, was zu einer kĂĽrzeren Schwimmdauer fĂĽhrte. Die schwimmenden
Fähigkeit gingen verloren bei Lagerung bei 40 °C/ 75% RH, wegen der Migration
von NaHCO3 durch die polymere Beschichtung hervorgerufen. Daher sollten die
CO2-basierte schwimmenden Arzneistoffgabesysteme unter trockenen Bedingungen
gelagert werden. Durch Erhöhung des pH-Wert des Mediums wurde nicht mehr
ausreichend CO2 zum Aufschwimmen gebildet. Daher wurde ein pH-unabhängiges
Schwimm-System durch eine Kombination von Zitronensäure und NaHCO3 entwickelt.
Das System zeigte eine verlängerte Freisetzung, sowie hervorragende
Schwimmeigenschaften, unabhängig vom pH-Wert des Mediums
A new rapid ultra-performance liquid chromatography method for the pharmacokinetic and bioavailability study of diclofenac sodium aqueous injection and lipid microsphere injection in rats
Properties of Human Albumin Microparticles Prepared by a Chilled Cross-linking Technique
Variation of Population Release Kinetics in Polydisperse Multiparticulate Systems (Microcapsules, Microspheres, Droplets, Cells) with Heterogeneity of One, Two or Three Parameters in the Population of Individuals
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