Modalităţi de optimizare a formelor farmaceutice cu antiinflamatoare

Universitatea de Medicină şi Farmacie
“Carol Davila” - Bucureşti
Facultatea de Farmacie
Modalităţi de optimizare a
formelor farmaceutice cu antiinflamatoare
Rezumatul tezei de doctorat
în vederea obţinerii titlului ştiinţific de
doctor în ştiinţe medicale - domeniul farmacie
Conducător ştiinţific:
Prof. dr. farm. Dumitru Lupuleasa
Bucureşti
2007
Doctorand:
ŞL. farm. HÎNCU LUCIAN

Planul lucrării
1. Introducere .................................................................................................................. 1
Partea generală
2. Antiinflamatoare non-steroidiene - actualităţi farmaceutice ....... 5
3. Piroxicam - caracterizare fizico-chimică şi farmacologică ............ 9
3.1. Caracteristici fizico-chimice
3.2. Date farmacologice
4. Modalităţi de modificare a cedării unor substanţe
medicamentoase din forme/sisteme farmaceutice ............................. 16
4.1. Introducere
4.2. Clasificarea sistemelor terapeutice cu cedare controlată
4.3. Polimerul – componenta critică pentru formularea sistemelor tera-
peutice cu cedare modificată
4.3.1. Greutatea moleculară şi/sau vâscozitatea
4.3.2. Funcţionalitatea
4.3.3. Rigiditatea şi flexibilitatea
4.3.4 Solubilitatea
4.3.5. Mărimea particulelor
4.4. Modalităţi de modificare a cedării unor substanţe medicamentoase
4.4.1. Comprimarea
4.4.2. Granularea umedă
4.4.3. Prepararea de dispersii solide
4.4.4.Tehnologia peletizării
4.4.5. Tehnologia microparticulelor
4.4.6. Tehnologia formelor acoperite
4.4.7. Acoperirea prin comprimare. Tablete multistrat. Tehnologia Geomatrix
4.5. Modele matematice de cedare a substanţei active
4.5.1. Cinetica de ordinul zero
4.5.2. Cinetica de ordinul întâi
4.5.3. Difuzia Fickiană; Modelul Higuchi
4.5.4. Modele exponenţiale
4.5.4.1. Modelul Korsmeyer şi Peppas
4.5.4.2. Modelul Peppas şi Sahlin. Modelul Kopcha
4.5.4.3. Modelul Hopfenberg
4.5.4.4. Modelul Baker-Lonsdale
4.5.4.5. Modelul Hixson-Crowell
4.5.4.6. Modelul Weibull
- 2 -

4.6. Metode de interpretarea şi comparare a profilurilor de cedare
4.6.1. Metode dependente de timp: TX%, AUC şi MDT
4.6.2. Metode în perechi
4.6.2.1. Factorul diferenţă, f1
4.6.2.2. Factorul de similaritate, f2
4.6.2.3. Factorul de similaritate, Sd
4.7. Design factorial
4.7.1. Regresie. Modelare. Predicţii
4.7.2. D-Ooptimal design
4.7.3. Metodologia suprafeţei de răspuns (RSM)
4.7.4. Reţeaua artificială neuronală (ANN)
5. Concluzii la partea generală .......................................................................... 42
Partea experimentală
6. Cercetări privind realizarea unor microsfere cu piroxicam
folosind polimeri de eudragit ............................................................................ 44
6.1. Introducere
6.2. Obiectivul studiului
6.3. Materiale
6.4. Metode
6.5. Rezultate şi discuţii
6.6. Concluzii
7. Cercetări privind realizarea prin extrudere-sferonizare a unor
pelete cu piroxicam. Influenţa variabilelor operaţionate asupra
proprietăţilor peletelor obţinute ..................................................................... 52
7.1. Introducere
7.2. Obiectivul studiului
7.3. Materiale
7.4. Metode
7.4.1. Prepararea peletelor
7.4.2. Analiza mărimii (dimensiunilor) peletelor
7.4.3. Analiza formei peletelor
7.4.4. Densitate, unghi de repaus şi friabilitate
7.4.5. Studii de disoluţie
7.5. Rezultate şi discuţii
7.5.1. Analiza dimensională a peletelor
7.5.2. Analiza formei peletelor
7.5.3. Densitate, unghi de repaus şi friabilitate
7.5.4. Studii de dizolvare in vitro
- 3 -

7.6. Concluzii
8. Investigarea benzoatului de piroxicam în stare solidă .................. 64
8.1. Introducere
8.2. Obiectivul studiului
8.3. Metode
8.3.1. Prepararea benzoatului de piroxicam sub formă de cristale
8.3.2. Analiza termică (calorimetrie diferenţială – DSC)
8.3.3. Spectrometria IR cu transformată Fourier (FTIR)
8.3.4. Difractometria pulberii cu raze X (XPRD)
8.3.5. Microscopie electronică de scanare
8.4. Rezultate şi discuţii
8.5. Concluzii
9. Determinarea simultană a piroxicamului şi a metabolitului său
major 5`-hidroxipiroxicam în plasma umană prin
spectrofotometrie derivativă ............................................................................. 75
9.1. Introducere
9.2. Obiectivul studiului
9.3. Aparatură
9.4. Soluţii standard şi prepararea probelor
9.5. Procedeul de calibrare
9.6. Rezultate şi discuţii
7.6.1. Măsurători spectrofotometrice
7.6.2. Selectarea condiţiilor instrumentale optime
7.6.3. Determinarea piroxicamului şi 5`-hidroxipiroxicamului în plasma umană
9.7. Concluzii
10. Cercetări privind realizarea unor forme farmaceutice topice cu
piroxicam (formulare, preparare şi evaluare farmacologică) ....... 84
10.1. Introducere
10.2. Obiectivul studiului
10.3. Materiale şi aparatură
10.4. Metode
10.4.1. Formulări
10.4.2. Conţinutul în piroxicam
10.4.3. Cedarea prioxicamului din formele farmaceutice preparate
10.4.4. Evaluarea caracteristicilor fizico-chimice
10.4.5. Evaluarea farmacologică a formulărilor topice cu piroxicam
10.4.5.1. Studiul iritării caute a pielii
10.4.5.2. Inhibarea edemului icarrageninic ndus labei de şobolan (model acut)
- 4 -

10.4.5.3. Inhibarea hiperalgiei induse de carrageenan
10.4.5.4. Inhibarea proliferării ţesuturilor granulare (model subacut)
10.4.5.5. Inhibarea artritei adjuvante (model cronic)
10.4.5.6. Concentraţia piroxicamului în plasmă şi timpul de sângerare şi
de coagulare
10.4.6. Analiza statistică
10.5. Rezultate şi discuţii
10.6. Concluzii
11. Formularea şi caracterizarea gelurilor care conţin lipozomi cu
piroxicam ...................................................................................................................... 96
11.1. Introducere
11.2. Obiectivul studiului
11.3. Materiale
11.4. Metode
11.4.1. Prepararea gelurilor care conţin lipozomi cu piroxicam
11.4.2. Evaluarea gelurilor preparate
11.5. Rezultate şi discuţii
11.5.1. Caracterizarea gelurilor cu lipozomi
11.5.2. Cedarea piroxicamului din gelurile lipozomale
11.6. Concluzii
12. Cercetări privind realizarea unor geluri cu complecşi de
incluziune piroxicam-ciclodextrine. Influenţa complexării
ciclodextrinelor asupra formulării gelurilor cu piroxicam ............. 107
12.1. Introducere
12.2. Obiectivul studiului
12.3. Materiale
12.4. Metode
12.4.1. Prepararea sistemelor solide piroxicam-ciclodextrină
12.4.2. Caracterizarea sistemelor solide piroxicam-ciclodextrină
12.4.3. Prepararea gelurilor şi caracterizarea lor
12.5. Rezultate şi discuţii
12.6. Concluzii
13. Cercetări privind realizarea şi evaluarea unui sistem terapeutic
oftalmic de gelifiere in situ cu piroxicam ................................................ 125
13.1. Introducere
13.2. Obiectivul studiului
13.3. Materiale
13.4. Metode
- 5 -

13.4.1. Prepararea sistemului terapeutic oftalmic cu piroxicam
13.4.2. Evaluarea sistemului terapeutic oftalmic cu piroxicam
13.4.2.1. Uniformitatea conţinutului în piroxicam
13.4.2.2. Studii de gelifiere
13.4.2.3. Studii reologice
13.4.2.4. Studii de cedare in vitro (cinetica cedării piroxicamului din
formulările preparate)
13.4.2.5. Studii farmacodinamice
13.5. Rezultate şi discuţii
13.5.1. Evaluarea sistemului terapeutic oftalmic cu piroxicam
13.5.1.1. Uniformitatea conţinutului în piroxicam
13.5.1.2. Proprietăţi fizico-chimice ale formulărilor preparate
13.5.1.3. Studii reologice
13.5.1.4. Studii de cedare in vitro (cinetica cedării piroxicamului din
formulările preparate)
13.5.1.5. Studii farmacodinamice
13.6. Concluzii
14. Concluziile generale ale părţii experimentale ................................ 138
15. Bibliografie .......................................................................................................... 147
- 6 -

IINTRODUCERE
Antiinflamatoarele nesteriodiene, alături de medicamentele destinate afecţiunilor cardiologice şi de chimioterapice,
sunt printre cele mai utilizate medicamente atât în ceea ce priveşte prescripţiile medicale, cât şi ca automedicaţie.
Subiectul prezentei teze de doctorat îl constituie studiul modalităţilor de optimizare al formelor farmaceutice cu
antiinflamatoare, în speţă al formulării piroxicamului în forme farmaceutice solide şi topice cu cedare modificată (microsfere,
pelete, unguente, geluri, sisteme terapeutice oftalmice) pentru creşterea eficienţei terapeutice şi complianţei.
De asemenea s-au investigat şi mai multe forme polimorfe ale unui ester al piroxicamului (benzoatul de piroxicam)
prin diverse metode analitice în scopul utilizării terapeutice a acestuia ca promedicament (prodrog) al piroxicamului.
Pe parcursul avansării cercetărilor s-a definitivat şi o nouă metodă de determinare simultană în plasma umană
prin spectrofotometrie derivativă a piroxicamului şi a metabolitului său major 5`-hidroxipiroxicam.
Scopul acestor experimente şi studii a fost dobândirea unui mod de lucru specific obţinerii unor noi formulări cu
cedare modificată a piroxicamului folosind excipienţi şi compuşi polimerici cu acţiune de prelungire a cedării substanţei
medicamentoase, optimizarea biodisponibilităţii formelor farmaceutice preparate prin tehnici diverse, construirea formulărilor
pe baza planurilor de experienţă, studiul cineticii de cedare a piroxicamului din preparatele realizate, raportarea
procentelor cedate la modele cinetice şi stabilirea formulărilor corespunzătoare folosind tehnici de optimizare, interpretarea
statistică a rezultatelor.
Lucrarea are o parte generală şi o parte cu cercetări personale.
În partea generală sunt prezentate date la zi privind aspectele farmaceutice privitoare la antiinflamatoarele
nesteriodiene, modalităţi de prelungire a cedării unor substanţe medicamentoase din forme farmaceutice destinate administrării
orale, precum şi formulări ale piroxicamului în forme orale şi topice cu cedare modificată publicate în literatura de
specialitate.
Partea de cercetări personale este alcătuită din opt capitole (capitolele 6-13), urmate de concluziile generale
ale tezei şi referinţele bibliografice citate în text.
În capitolul 6 se redau rezultatele cercetării experimentale referitoare la realizarea unor microsfere cu piroxicam
folosind la preparare polimeri de eudragit.
Capitolul 7 se referă la cercetări privind obţinerea prin extrudere-sferonizare a unor pelete cu piroxicam. Tot în
acest capitol sunt studiate şi influenţa variabilelor operaţionale asupra proprietăţilor peletelor obţinute.
Un ester al piroxicamului (benzoatul de piroxicam) este investigat în capitolul 8 în vederea folosirii sale ca promedicament.
Pe parcursul avansării cercetărilor am definitivat şi o nouă metodă de determinare simultană a piroxicamului şi
a metabolitului său major 5`-hidroxipiroxicam în plasma umană prin spectrofotometrie derivativă, metodă descrisă pe larg
în capitolul 9.
Ultimele patru capitole ale părţii experimentale sunt dedicate realizării unor forme farmaceutice topice cu piroxicam.
Astfel în capitolul 10 sunt expuse studiile privind obţinerea (formularea, prepararea şi evaluarea farmacologică)
unor forme cu aplicare locală cu piroxicam (geluri şi unguente) cu o biodisponibilitate optimizată.
În capitolul 11 se prezintă formularea şi caracterizarea unor geluri lipozomale cu piroxicam.
Capitolul 12 cuprinde cercetări privind realizarea unor geluri cu complecşi de incluziune piroxicam-ciclodextrine.
De asemenea sunt studiate şi influenţa complexării ciclodextrinelor asupra formulării gelurilor cu piroxicam.
Realizarea şi evaluarea unui sistem terapeutic oftalmic de gelifiere in situ cu piroxicam este prezentată în
capitolul 13.
Capitolul 14 cuprinde concluziile generale ale părţii experimentele ale tezei de doctorat.
Lucrarea se încheie cu bibliografia, indicii bibliografici fiind prezentaţi în ordinea în care apar în lucrare.
- 7 -

PIIROXIICAM
O OH
S N
O O
- 8 -
CH 3
N N
N
4-hidroxi-2-metil-N-2-piridil-2H-1,2-benzotiazin-3-carboxamid-1,1-dioxid
Piroxicamul este un antiinflamator nesteroidian (AINS) din clasa oxicamilor cu proprietăţi
antiinflamatoare, analgezice, antipiretice si uricozurice, care acţionează prin inhibarea sintezei prostaglandinelor
şi migrarea leucocitelor spre focarul inflamator inhibând fagocitoza şi eliberarea hidrolazei
lizozomale. De asemenea inhibă producerea anionului superoxid, exercitând un efect de inhibare
a agregării plachetare.
Este caracterizat prin activitate terapeutică ridicată în doze scăzute şi o tolerabilitate mai
bună decât a altor AINS.
Piroxicamul este indicat în tratamentul simptomatic de lungă durată al unor afecţiuni reumatice
(poliartrită reumatoidă, spondilita anchilozantă, sindrom Reiter-Fiessinger-Leroy, artropatie
psoriazică, anumite artroze dureroase şi invalidante) şi tratamentul simptomatic de scurtă durată al
episoadelor acute de reumatism abarticular.
Piroxicamul poate provoca foarte rar modificări ale unor teste biologice: creşterea ureei şi
creatininei în sânge, inhibarea agregării plachetare, prelungirea timpului de sângerare, micşorarea
hemoglobinei şi hematocritului, afectarea elementelor figurate ale sângelui, creşterea reversibilă a
enzimelor hepatice (excepţional icter şi hepatită gravă).
Solubilitatea, timpul de înjumătăţire biologică şi utilizarea în boli cronice, îl fac un candidat
potrivit pentru forme farmaceutice cu cedare prelungită. În tratamentul afecţiunilor reumatice se pot
utiliza capsule sau comprimate cu cedare modificată cu piroxicam.
De asemenea pentru aplicările topice piroxicamul se poate formula în forme farmaceutice cu
aplicare locală cu cedare modificată (fie prin încorporarea în sisteme lipozomale sau prin formarea
de complecşi cu ciclodextrinele).
Pentru substanţa medicamentoasă piroxicam există pe piaţa farmaceutică atât preparate cu
cedare prelungită cât şi unele produse cu cedare controlată. În literatura de specialitate există formulări
cu eliberare prelungită şi formulări cu cedare întârziată pentru reducerea incidenţei fenomenelor
secundare nedorite. Ponderea cea mai mare a formulărilor din literatură este reprezentată de
formulările pe baza de polimeri hidrofili, sintetici sau naturali.

CONCLUZIIII
LA PARTEA GENERALĂ
În partea generală sunt prezentate date la zi privind aspectele farmaceutice privitoare
la antiinflamatoarele non-steriodiene, modalităţi de prelungire a cedării unor substanţe medicamentoase
din forme farmaceutice destinate administrării orale, precum şi formulări ale
piroxicamului în forme orale şi topce cu cedare modificată publicate în literatura de specialitate.
Studiul literaturii de specialitate a fost trecut în revistă în câteva domenii cu importanţă
directă asupra obiectivelor urmărite în partea experimentală a tezei.
Astfel, s-au evidenţiat modalităţi de prelungire a cedării piroxicamului din preparate
farmaceutice folosind proprietăţile unor polimeri utilizaţi pentru scăderea vitezei de dizolvare
a substanţei medicamentoase, diverse metode de preparare şi modalităţi de studiu a cineticii
de eliberare din formulări cu cedare modificată, inclusiv evaluare statistică a rezultatelor experimentale.
S-a prezentat modelul de substanţă medicamentoasă ales (piroxicam bază) pentru
cercetări personale de condiţionare în diferite forme farmaceutice.
S-au trecut în revistă articole din literatura de specialitate referitoare la modalităţi de
prelungire a cedării substanţei active: sisteme matriţă, sisteme de tip rezervor (forme farmaceutice
filmate), pompe osmotice, comprimate flotabile, comprimate bioadezive ş.a..
Trierea materialului bibliografic a scos în evidenţă o multitudine de materiale (excipienţi)
şi tehnologii utilizate pentru prelungirea cedării piroxicamului din formulările cercetate.
Totodată s-a evidenţiat faptul că nu s-au epuizat posibilităţile de optimizare a biodisponibilităţii
formelor farmaceutice cu piroxicam, ceea ce deschide perspectiva unor studii
experimentale care s-au desfăşurat şi se prezintă în partea experimentală a tezei de doctorat.
În partea experimentală a lucrării s-au încercat rezolvări practice ale acestor probleme.
- 9 -

PARTEA EXPERIMENTALĂ
(Cercettării personalle)
VI. Cercetări privind realizarea unor
microsfere cu piroxicam folosind polimeri de eudragit
Majoritatea formelor farmaceutice administrate oral, au numeroase limitări fiziologice, ca de exemplu
timpul de tranzit gastrointestinal (GI), cedarea incompletă a medicamentului din dispozitiv şi/sau un timp
de reşedinţă prea scurt a formei farmaceutice dozate în regiunea de absorbţie a tractului gastrointestinal.
Aceasta conduce la o biodisponibilitate mică a formelor dozate cu cedare susţinută, şi chiar dacă se
obţin cedări lente de medicament, partea cedată după trecerea prin tractul de absorbţie, nu este utilizată, ceea
ce duce la scăderea eficacităţii medicamentului. Pentru a depăşi această problemă, au fost efectuate numeroase
încercări pentru a dezvolta forme dozate orale, capabile de a avea un timp de retenţie prelungit în stomac,
pentru a mări timpul de cedare a medicamentului.
Astfel sunt sistemele flotabile de cedare a medicamentului (Floating Drug Delivery Systems -
FDDS), prin care unităţile medicamentoase rămân deasupra, datorită faptului că au o densitate mai mică
decât fluidele gastrice şi intestinale. Au fost cercetate sistemele multiple, ca microsferele flotabile.
Majoritatea formelor farmaceutice administrate oral, au numeroase limitări fiziologice, ca de exemplu
timpul de tranzit gastrointestinal (GI), cedarea incompletă a medicamentului din dispozitiv şi/sau un timp
de reşedinţă prea scurt a formei farmaceutice dozate în regiunea de absorbţie a tractului gastrointestinal.
Unităţile multiple FDDS, precum microsferele, au avantajul că nu sunt catalogate ca ,,tot sau nimic”
pentru natura golirii gastrice a sistemelor cu o singură unitate. O proporţie crescândă de pacienţi mai în
vârstă, care sufereau de boli (cum ar fi osteoartrita sau artrita reumatică), necesită medicamente antiinflamatoare
nesteroidiene (AINS) pentru a se trata. Dar acestea sunt bine cunoscute pentru efectele lor gastrotoxice
şi duodenotoxice. Piroxicamul, un medicament antiinflamator nesteroidian, are o toleranţă mai bună decât
acidul acetilsalicilic, indometacinul sau naproxenul.
Microsferele acidului polilactic al piroxicamului au fost preparate cu o metodă de evaporare a solventului,
urmată de o metodă de uscare prin spray-ere. Lipozomii încapsulaţi în piroxicam duc la o creştere a
efectului antiinflamator local, sugerând că inhibarea inflamării poate fi obţinută cu concentraţii mai mici ale
medicamentului. Pentru a atinge acelaşi scop, s-au preparat microsfere flotabile, încărcate cu piroxicam,
folosind metoda difuziei modificate emulsie-solvent.
În acest studiu au fost investigate procesul de preparare a microsferelor cu piroxicam şi proprietăţile
fizico-chimice ale microsferelor precum: mărimea şi densitatea particulei, forma cristalină a medicamentului
în microsferă.
Mai mult, s-au studiat comportamentele de fitare şi cedare a piroxicamului in vitro pentru microsfere.
Microsferele de piroxicam au fost preparate utilizând Eudragit S.
S-au observat topografia suprafeţei şi textura internă a microsferelor prin scanare, cu un microscop
electronic. Media diametrului microsferelor obţinute prin microscopia optică, a fost reprezentată de diametrul
aritmetic obişnuit.
Proprietăţile de curgere au fost investigate, prin măsurarea unghiului de repaus al microsferelor
încărcate cu piroxicam, folosind metoda conului cu bază fixată.
Porozitatea microsferelor a fost determinată prin măsurarea densităţilor microsferelor şi a particulelor
microsferelor strânse.
Forma cristalină a piroxicamului în crusta microsferei polimerice a fost analizată prin difractometria
cu raze X (XRD) a pulberii (Jeol JDX 8030 - difractometru cu raze X pentru pulberi) şi cu ajutorul
calorimetriei diferenţiale (DSC) (Shimadzu DT 40 cu analizor termic).
Studiile de dizolvare in vitro, au fost efectuate, folosind aparatură de disoluţie de tip vâslă, conform
Farmacopeei USP XXIII (Electrolab, Mumbai - India). Studiile de disoluţie au fost efectuate în HCl 0,1N
- 10 -

(pH 1,2) şi în tampon fosfat cu pH 7,4. Valorile medii sunt date ca cedare cumulativă procentuală versus
timp.
Microsferele au plutit continuu în soluţie acidă (pH = 1,2-3,5) care conţinea tween 20 (0,02%) şi
care a fost agitată cu un agitator magnetic timp de 12 ore. S-a adăugat un agent activ la suprafaţa soluţiei
acide, pentru a lua în considerare efectul de umezire in vivo al surfactanţilor naturali precum fosfolipidele şi
sărurile biliare.
Distribuţia mărimii particulelor (diametrul aritmetic) microsferelor încărcate cu piroxicam este
redată în figura 1.
Figura 1
Distribuţia mărimii particulelor microsferelor încărcate cu medicament.
Proporţiile studiate de piroxicam : polimer, au fost (A) 1:1, (B) 1:2, (C): 1:3 şi (D) 1:4.
Referitor la distribuţia mărimii particulelor, se observă că, proporţional cu creşterea concentraţiei
polimerului, creşte şi diametrul microsferelor.
Proprietăţile de curgere a microsferelor, reprezentate în termeni ca unghiul de repaus, aşa cum se
vede în tabelul IV, au fost mult îmbunătăţite faţă de cele ale cristalelor de piroxicam pur.
Densităţile pulberii şi cele ale particulelor presate (comasate) au fost echivalente pentru microsfere
şi pentru cristalele piroxicamului, dar microsferele s-au dovedit a avea o mai mare capacitate de împachetare.
Tabel IV
Proprietăţile micrometrice ale microsferelor cu piroxicam şi ale pulberii cristaline de piroxicam
Proprietate micrometrică Microsfere cu piroxicam* Pulbere cristalină de piroxicam*
Unghiul de răspuns 35,60 ± 1,33 51,94 ± 1,68
Densitatea pulberii presate (comasate) 0,38 ± 0,03 0,41 ± 0,02
Densitatea pulberii 0,53 ± 0,07 0,42 ± 0,02
% Porozitate 68 ± 2,4 42 ± 1,3
*Fiecare valoare reprezintă media (± SD) a 3 determinări independente
S-a dovedit că piroxicamul există în stare amorfă, dispersat uniform la nivel molecular, ca o dispersie
solidă în stratul polimeric al microsferelor, aşa cum este indicat de peak-urile caracteristice ale termogramei
DSC şi ale difractogramei cu raze X (XRD). Microfotografiile electronice scanate (SEM) ale suprafeţei
unei microsfere, sunt arătate în figura 2, care indică faptul că microsfera încărcată cu piroxicam a fost o sferă
perfectă şi a avut o suprafaţă netedă.
Structura internă caracteristică a microsferei, o cavitate scobită în interior, împrejmuită cu stratul
rigid construit cu piroxicam şi polimer, a fost clar evidenţiată.
Eudragit S100 este un polimer enteric şi de aceea rata cedării piroxicamului din microsfere s-a
modificat semnificativ peste şi sub pH = 7. Nu a existat o cedare explozivă a piroxicamului din microsferele
flotabile, atât timp cât medicamentul împrejmuit a fost în stare amorfă în stratul polimeric şi nu sunt prezente
cristale de piroxicam liber pe suprafaţa microsferelor.
La rapoarte mai mici piroxicam÷polimer, proporţia de particule for-mate, de mărime mică, a fost
mai mare decât cea de la rapoartele mai mari de piroxicam÷polimer. De aceea, cedarea piroxicamului din
- 11 -

microsferele preparate cu rapoarte mai mici de piroxicam÷polimer, a fost mai puternică decât cea din cele
preparate cu rapoarte mai mari de piroxicam÷polimer, datorită mărimii mici a microsferelor, care conferă o
suprafaţă mare pentru cedarea mai puternică a piroxicamului, aşa cum reiese din figura 3 şi figura 4.
Figura 2
Microfotografii electronice scanate (SEM) ale microsferelor de piroxicam.
(a) morfologia suprafeţei, (b) secţiune transversală
Figura 3
Profilul de dizolvare in vitro a piroxicamului din microsferele flotabile în HCl 0,1 N.
Proporţia piroxicam : polimer este: 1:1 (-x), 1:2 (-▲-), 1:3 (-■-) şi 1:4 (-♦-).
- 12 -

Figura 4
Profilul de dizolvare in vitro a piroxicamului din microsferele de Eudragit
în soluţia tampon fosfat la pH = 7,4.
Proporţia piroxicam : polimer este: 1:1 (-x), 1:2 (-▲-), 1:3 (-■-) şi 1:4 (-♦-).
De asemenea, cu creşterea concentraţiei de polimer, viteza cedării piroxicamului din microsfere
scade drastic. În mediu acid, cedarea piroxicamului a fost mică, datorită limitării solubilităţii şi majoritatea
microsferelor au plutit la suprafaţa mediului de dizolvare.
Contrar, cam 85% din piroxicam a fost cedat la sfârşitul a 10 ore, folosind tampon fosfatic cu pH
7,4, în studiul vitezei de dizolvare. Totuşi se poate preconiza că în timp ce se prelungeşte timpul de rezidenţă
în stomac, subunităţile, care au pierdut capacitatea de a sta deasupra in vivo, pot trece cu uşurinţă şi cu succes
prin stomac şi cedează medicamentul, în cantităţi semnificative, în partea inferioară a tractului gastrointestinal.
Concluzii. Metoda utilizată în acest studiu, generează microsfere cu cavitate internă prin metoda de
difuziune emulsie-solvent, cu o capacitate excelentă de a flota, cu proprietăţi micrometrice bune şi este
adaptabilă la orice condiţie intragastrică.
Microsferele astfel obţinute sunt uşor de manipulat şi se pot umple în capsule. De aceea consider că,
sistemul cu unităţi multiple, bazat pe microsfere cu Eudragit reprezintă un excelent sistem flotant de cedare a
medicamentului (Floating Drug Delivery Systems - FDDS) pentru cedarea susţinută a piroxicamului pe cale
orală.
VII. Cercetări privind realizarea
prin extrudere-sferonizare a unor pelete cu piroxicam.
Influenţa variabilelor operaţionale asupra proprietăţilor peletelor obţinute
Pentru producţia de pelete cea mai utilizată metodă este extruderea-sferonizarea. Pot fi utilizaţi
numeroşi excipienţi şi agenţi de umplere pentru a folosi pelete cu caracteristicile dorite.
Peletele sferice au unele avantaje cum ar fi: un raport mic suprafaţă/volum, proprietăţi de curgere
optime şi uniformitate în acoperire cu piroxicam. Această formă ideală a peletelor le face să fie excelente
substraturi pentru învelire, în vederea controlării cedării ingredienţilor activi sau în scopuri estetice (culoare,
mascarea gustului şi mirosului dezagreabil).
Celuloza microcristalină (MCC) este excipientul cel mai des folosit în tehnica de extrudere-sferonizare.
Ea conduce la formarea de sfere rotunde cu caracteristicile dorite. Pe parcursul sferonizării, umezeala
prinsă în microfibrele de MCC adaugă plasticitate la extrudate şi ajută la rotunjirea extrudatelor scurte în
pelete sferice.
Obiectivul acestui studiu din teza de doctorat a fost prepararea peletelor cu piroxicam, cu Avicel
PH101 şi Avicel PH 302, folosind metoda de extrudere-sferonizare şi studierea influenţei variabilelor
operaţionale precum: condiţiile de uscare, timpul de sferonizare şi viteza de sferonizare asupra proprietăţilor
- 13 -

diferitelor pelete ca de exemplu: mărimea şi distribuţia mărimii, profilul, densităţile, proprietăţile de curgere,
friabilitatea şi cedarea piroxicamului.
Peletele au fost preparate folosind Avicel PH 101 şi Avicel PH 302. Cantitatea de apă folosită în toate
formulările a fost menţinută constantă, la 80% cu o bază de uscare. Concentraţia piroxicamului în pelete a
fost menţinută constantă la 5% din masa totală a peletului.
50 g din masa de pulbere au fost extrudate cu un extruder Caleva 25 (Caleva, Dorset, Anglia) şi apoi
sferonizate subsecvenţial cu un sferonizator Caleva 120 (Caleva, Dorset, Anglia).
Loturile ET1, ET2, E1, ET3, ET4 au fost preparate folosind Avicel PH 101 la o viteză medie a
sferonizatorului, timp de 2 minute..
Loturile ES1, E4, ES2, ES3, ES4 şi ES5 au fost preparate folosind Avicel PH 302 la o viteză medie de
sferonizare, la o temperatură constantă de uscare de 50°C.
Loturile ESS1 şi ESS2 au fost preparate folosind Avicel PH 302 la diferite viteze de sferonizare, mică
şi respectiv mare, la o temperatură constantă de uscare de 50°C (în uscător cu tăvi) şi la un timp de sferonizare
de 2 minute.
Analiza mărimii peletelor a fost efectuată cu ajutorul unui dispozitiv cernere cu site (Nippon, New
Delhi, India), s-a folosit timp de 20 minute pentru a separa peletele în diferite fracţiuni dimensionale.
Diametrul median al masei şi unghiul de deschidere au fost folosite pentru a caracteriza mărimea peletelor
şi distribuţia dimensională.
Densităţile (pentru pulbere, pentru masa comasată şi pentru granule), unghiul de repaus şi friabilitatea
au fost determinate pentru peletele de piroxicam, prin metoda standard. S-au calculat de asemenea, raportul
Hausner şi indexul Carr [116].
Pentru a studia cedarea piroxicamului s-au folosit 400 mg de pelete (echivalent la 20 mg de piroxicam)
de 18/25 mesh (1000-710 µm).
Studiul dizolvării s-a realizat folosind un aparat în conformitate cu normele europene, la 50 rpm. Ca
mediu de dizolvare in vitro s-a utilizat un fluid gastric simulat (fără pepsină) în care s-au scufundat probe, la
intervale de timp determinate şi s-au analizat cu un spectrofotometru UV la λmax = 333,0 nm.
S-au efectuat studii de dizolvare triple şi s-au calculat media cedării medicamentului (±SD).
Rezultate şi discuţii
În tabelul V sunt redate rezultatele analizei dimensionale a peletelor ca funcţie de diferite condiţii de
uscare şi timpii de sferonizare.
Tabel V
Analiza dimensională şi cea a formei peletelor obţinute în condiţii diferite de uscare, la timpi diferiţi şi viteze diferite de sferonizare
(—) indică faptul că parametrii nu au fost determinaţi
- 14 -

Peletele uscate la temperatura camerei (ET1) au mărimea cea mai mare, urmate de cele uscate prin
îngheţ (liofilizate) (ET4), dar nu există variaţii remarcabile în ceea ce priveşte mărimea lor. După uscarea
într-un uscător cu tăvi la 37°C şi 50°C, peletele nu prezintă o îngustare, dar uscându-le la o temperatură mai
mare de 65°C, se observă o scădere a mărimii particulelor. Aceasta se corelează cu ipoteza că peletele se
îngustează la o temperatură mai mare. Aceasta se poate datora scăderii porozităţii peletelor, ceea ce este de
asemenea evident, din aceste profiluri de cedare a medicamentului din diferitele formulări, în care viteza
cedării medicamentului scade cu reducerea porozităţii. Mehta şi colab. [104] au raportat date similare.
S-a observat că timpul de sferonizare nu contribuie la diferenţele de mărime a particulelor obişnuite în
condiţiile experimentale descrise în studiul meu. Contrar rezultatelor dintr-un raport publicat (unde s-au
observat că mărimea peletelor creşte cu creşterea timpului de sferonizare) [116], s-a observat că timpul de
sferonizare nu conduce la diferenţele în ceea ce priveşte mărimea particulelor în condiţiile experimentale ale
studiului. Această diferenţă în rezultate poate fi atribuită faptului că, în studiul nostru, la sferonizări de 7 şi 10
minute (ES4 şi ES5), s-au obţinut câteva sfere mari (de ordinul mm în diametru) şi au fost excluse din datele
de analiză dimensională.
Analiza formei peletelor obţinute în condiţii diferite de uscare este prezentată în tabelul V. Diferiţii
parametrii de formă (circularitate, elongaţie, rectangularitate) nu au suferit modificări majore pentru peletele
uscate în condiţii diferite. Aşa cum s-a discutat anterior, peletele se îngustează la temperaturi mari de uscare.
Îngustarea lor poate apărea uniform, de-a lungul peletelor, lăsând totuşi forma neafectată de condiţiile de
uscare.
Forma peletelor a fost oricum puternic afectată de timpii de retenţie în sferonizator pe parcursul
preparării. Aşa cum se observă din tabelul V, peletele devin mai rotunde cu creşterea timpului de sferonizare.
La 1 şi 2 minute de sferonizare (ES1 şi E4), peletele au suferit modificări ale formei, alungindu-se (figura 5A
şi 5B), iar peletele au devenit rotunde când s-au sferonizat timp de 3 şi de 5 minute (ES2 şi ES3) (figura 5C şi
5D). Oricum o creştere mai mare a timpului de sferonizare nu afectează considerabil forma peletelor. La o
sferonizare timp de 5 minute, circularitatea peletelor a fost 0,902 în timp ce la una de 7 şi respectiv 10 minute
(ES4 şi ES5) (figura 5E şi 5F), valorile circularităţii au fost de 0,913 şi respectiv de 0,911 ceea ce indică
faptul că rotunjirea nu creşte după 5 minute de sferonizare. Totuşi, o sferonizare timp de 5 minute, aceasta
s-a dovedit a fi optimă pentru Avicel PH302. Creşterea rotunjirii cu timpul, a fost evidentă cu cât extrudatele
au căpătat forţe de atracţie mai mari pentru rotunjirea lor şi după un timp optim de sferonizare, peletele au
devenit suficient de compacte astfel încât nici o forţă de atracţie nu a mai putut să acţioneze asupra lor. Acest
rezultat concordă cu rezultatele raportate de mulţi cercetători. Gouldson şi Deasy [114] au raportat că schimbările
majore în circularitatea peletelor au apărut în primele 3 minute de sferonizare. Similar, alţi cercetători
au descoperit că sfericitatea maximă s-a obţinut în 60 de secunde în sferonizator [118].
Formele peletelor au fost de asemenea, afectate de viteza de rotaţie a plăcii din interiorul sferonizatorului.
Odată cu creşterea vitezei plăcii, a crescut şi circularitatea peletelor (tabelul V, figura 5B, 5G şi 5H).
Circularitatea cea mai mare, obţinută cu o creştere a vitezei de sferonizare, a fost de 0,801 (ESS2)
(figura 5H). Această valoare a fost mai mică decât cea a lui ES2 (circularitate 0,833 - tabelul V), care a fost
sferonizată 3 minute la viteză mică. Se concluzionează faptul că un timp crescut de retenţie în sferonizator,
chiar la o viteză mai mică, generează o forţă de atracţie mai mare şi cauzează o mai bună rotunjire a peletelor
decât un timp de sferonizare mai mic, chiar la o viteză mai mare.
Figura 5
Fotomicrografii ale fracţiilor clasice model (trecute prin sita #18 BSS şi reţinute pe #25 BSS) ale peletelor preparate în timp de: (A)
1 minut (ES1), (B) 2 minute (E4), (C) 3 minute (ES2), (D) 5 minute (ES3), (E) 7 minute (ES4) şi (F) 10 minute (ES5) de sferonizare, la
(G) o viteză mică de sferonizare (ESS1) şi o viteză mare de sferonizare (H) (ESS2).
BSS indică Specificaţii Standard Britianice (British Standard Specifications).
- 15 -

În tabelul VI sunt reprezentate densităţile peletelor obţinute la diferite temperaturi de uscare: temperatura
camerei (ET1), 37°C (ET2), 50°C (E1) şi 65°C (ET3) şi prin diferite metode de uscare: uscător cu tăvi
(E1, ET2, ET3), desicator şi liofilizator (ET4).
Tabel VI
Densităţi, proprietăţi de curgere şi friabilitate a peletelor obţinute
în diferite condiţii de uscare, la timpi diferiţi şi viteze diferite de sferonizare*
*%F - indică procentul de friabilitate
Uscarea la temperatură mai mare comparativ cu uscarea la temperatura camerei (ET1) conduce la o
creştere a densităţii (masa tasată şi granule) (Perez şi Rabiskova au raportat date asemănătoare [117]). Raportul
Hausner şi indexul Carr au fost mai mult sau mai puţin aceeaşi în toate loturile, ceea ce se poate datora
faptului că a existat o distribuţie dimensională similară (tabelul VI).
Diferenţe mici ale densităţii (ale masei tasate sau ale granulei), au fost găsite la peletele obţinute prin
sferonizare în timpi diferiţi (tabelul VI), probabil din cauza faptului că, datorită distribuţiei dimensionale şi a
dimensiunii particulelor similare, proprietăţile de acoperire a peletelor nu s-au schimbat. Aşa că diferenţele în
ceea ce priveşte timpii de sferonizare şi diferenţa în viteza de sferonizare nu a cauzat o modificare importantă
a densităţii peletelor, ceea ce concordă cu rezultatele altor cercetători [119].
Proprietăţile de curgere au fost mai puţin satisfăcătoare, atunci când peletele au fost uscate în uscător
cu tăvi. O creştere a temperaturii de uscare a îmbunătăţit proprietatea de curgere dar această îmbunătăţire
a fost mică. Uscarea prin liofilizare a peletelor (ET4), a cauzat cel mai mic unghi de repaus şi cea mai mare
rată de curgere.
Proprietăţile de curgere a peletelor depind de timpul de sferonizare (tabelul VI). O creştere a timpului
de sferonizare creşte sfericitatea peletelor (tabelul V). Aşa cum este de aşteptat, o creştere a sfericităţii
conferă peletelor proprietăţi reologice superioare.
Când s-a variat viteza de sferonizare, rezultatele au fost similare celor obţinute când s-a modificat
timpul de sferonizare. O creştere mărită a vitezei de sferonizare îmbunătăţeşte proprietăţile de curgere
(tabelul VI) ale peletelor, în special prin creşterea sfericităţii (tabelul V).
În tabelul VI se arată influenţa condiţiilor de uscare asupra friabilităţii peletelor. Friabilitatea tuturor
loturilor, a fost sub 1%. Cu creşterea temperaturii de uscare, procentul friabilităţii scade. La temperatura
cea mai mare, peletele pot deveni mai dure însă mai puţin friabile, datorită reducerii porozităţii şi a îngustării
[115]. Uscarea prin liofilizare a peletelor (ET4) a adus la aproape aceleaşi procente ale friabilităţii ca cele
obţinute la uscarea peletelor la temperatura camerei (ET1).
Timpul de sferonizare pare să fie afectat procentul de friabilitate a peletelor (tabelul VI), chiar dacă
modificarea friabilităţii peletelor a fost mai puţin pronunţată cu creşterea mică a timpului de sferonizare
- 16 -

(ES1, ES2 şi ES4). Friabilitatea pentru ES1, ES2 şi ES4 nu a diferit în mod considerabil, dar când s-a crescut
în continuare timpul de sferonizare, a scăzut procentul friabilităţii. Aceasta se poate explica prin faptul că la
timpi de sferonizare mai mici, forţele de atracţie devin insuficiente pentru compactarea mai mare a Avicelului
PH 302 (care are o densitate mai mare). De asemenea, la timpi scurţi de sferonizare, peletele au formă alungită
(tabelul V) cu suprafeţe ieşite în afară (neregulate).
În domeniul studiat al vitezei plăcuţei sferonizatorului, nu s-au observat diferenţe considerabile în
procentul de friabilitate ale peletelor (tabelul VI). Această viteză crescută de sferonizare pare să nu fie capabilă
să exercite aceeaşi forţă ca şi efectul generat de timpul de sferonizare, producând mase compacte libere
cu indici mai mari şi mai similari ai friabilităţii.
Studii de dizolvare in vitro. Condiţiile de uscare modifică notabil, graficul cedării medicamentului din
pelete (figura 6):
Figura 6
Timp vs procentul de cedare cumulativă a piroxicamului din peletele obţinute în condiţii diferite de uscare: la tempera camerei (ET1), la
uscător cu tăvi {la 37ºC [ET2], la 50ºC [E1], la 65ºC [ET3]} şi, uscare prin liofilizare (ET4).
O creştere a temperaturii de uscare, reduce procentul de cedare al medicamentului. Aceasta se poate
datora unei reduceri a porozităţii granulei pe parcursul uscării la temperaturi mai mari din cauza îngustării
mărite.
Uscarea prin liofilizare (ET4) determină un profil de cedare a medicamentului, foarte înalt, din cauza
formării peletelor foarte poroase. Uscarea la temperatura camerei (ET1) măreşte, de asemenea, procentul
de cedare al medicamentului, dar nu atât de pronunţat ca cea obţinută la uscarea prin liofilizare [117]. Toate
loturile au prezentat un profil de cedare al medicamentului de tip Higuchian (modelul rădăcinii pătrate a
timpului de răspuns) [120] (figura 7):
Figura 7
Rădăcina pătrată a timpului de răspuns vs procentul cumulativ de cedare a piroxicamului din peletele obţinute în condiţii diferite de
uscare: la tempera camerei (ET1), la uscător cu tăvi {la 37ºC [ET2], la 50ºC [E1], la 65ºC [ET3]} şi,
uscare prin liofilizare (ET4).
- 17 -

Concluzii. Condiţiile de procesare au un efect pronunţat asupra proprietăţilor peletelor cu piroxicam.
Condiţiile de uscare influenţează mărimea medie şi cedarea piroxicamului din pelete. Din cauza îngustării
peletelor la temperaturi de uscare mari, rezultă de asemenea, densităţi scăzute. Uscarea prin liofilizare previne
îngustarea şi conduce la cea mai mare cedare de medicament. Cu creşterea temperaturii de uscare, scade
viteza de cedare a piroxicamului din pelete.
Ambele mărimi, timpul de sferonizare şi viteza de sferonizare, afectează forma peletelor, iar modificările
formei acestora le afectează apoi proprietăţile de curgere. În cadrul studiului, circularitatea (sfericitatea)
peletelor a fost mai afectată de timpul de sferonizare decât de viteza de sferonizare. Condiţiile de uscare
influenţează friabilitatea peletelor, scăzând-o cu creşterea temperaturii de uscare, indicând formarea de structuri
mai dense la temperaturi mai mari. Acelaşi rezultat a fost obţinut prin modificarea timpului de sferonizare.
Cu creşterea timpului de sferonizare, a scăzut friabilitatea, din cauza formării unor mase mai compacte
la timpi de sferonizare mai mari. Mărimea medie nu a fost afectată de timpul de sferonizare sau de
viteza de sferonizare.
VIII. Investigarea benzoatului de piroxicam în stare solidă
Piroxicamul, 4-hidroxi-2-metil-N-2-piridil-2H-1,2-benzotiazin-3-car-boxamid-1,1-dioxid (PX), este
un medicament analgezic şi un antiinflamator nesteroidian (AINS). În continua cercetare pentru îmbunătăţirea
agenţilor antiinflamatori, au fost sintetizaţi o serie de derivaţi ai acilpiroxicamului [122-123] şi s-au
supus evaluării [122]. Aceşti compuşi sunt folositori în ameliorarea condiţiilor inflamatorii după administrare
orală, parenterală sau locală. Nivelurile sanguine ale piroxicamului, obţinute după administrarea locală a
acilpiroxicamului, sunt mult mai mari decât cele obţinute după administrarea piroxicamulului singur, într-o
concentraţie mai mare, în aceleaşi condiţii. Benzoatul de piroxicam este un ester medicamentos, cu o lipofilie
crescută, care prezintă o activitate remarcabilă în testul edemic al labei şobolanului indus cu carrageenan
[122]. În alte lucrări s-au raportat date despre studiul cinetic al hidrolizei benzoatului de piroxicam şi despre
validarea metodei HPLC pentru determinarea benzoatului de piroxicam [124].
Se ştie că piroxicamul există în forme polimorfe diferite ca un monohidrat [125-128] cu solubilitate
specifică şi anumiţi parametrii de stabilitate. Esterul piroxicamului cu acidul pivalic există în două forme
polimorfe [129-130]. De aceea s-a efectuat un studiu convenţional de preformulare pentru a verifica care
benzoat de piroxicam a putut fi identificat: cel polimorf sau cel pseudopolimorf (solvatat). În acest studiu s-a
cercetat polimorfismul şi pseudomorfismul benzoatului de piroxicam, pe mostre preparate prin recristalizare
din diferiţi solvenţi organici, folosind două moduri diferite de răcire. Pentru caracterizarea stării solide, s-au
utilizat tehnici analitice precum: calorimetria diferenţială (DSC), analiza termogravimetrică (TGA), spectrometria
în infraroşu cu transformată Fourier (FTIR), difractometria pulberii cu raze X (XRPD) şi microfotografii
electronice scanate (SEM).
Prepararea benzoatului de piroxicam sub formă de cristale
O
C
O O
S N
O O
CH 3
N N
H
Figura 8
Structura chimică a benzoatului de piroxicam
- 18 -

Benzoatul de piroxicam (1) (figura 8) poate fi sintetizat din piroxicam şi clorură de benzoil, conform
metodelor de preparare descrise în literatură [124]. Pentru acest studiu am folosit benzoat de piroxicam procurat
de la Laboratoarele IPCA LTD., Mumbai - India. Pentru a-l obţine sub mai multe forme cristaline, am
procedat la recristalizarea acestuia din mai mulţi solvenţi cu polaritate diferită (metanol, etanol, acetat de etil,
acetonă şi toluen), prin răcire lentă la temperatura camerei sau prin răcire rapidă, într-o baie de gheaţă [131].
Formele cristaline astfel obţinute (1a-j) şi preparate în modul menţionat anterior, sunt enumerate în tabelul
VII:
Tabel VII
Caracteristice tehnice DSC ale produselor de benzoat de piroxicam (1a-j)*
Compus nr. Solvent de cristalizare Dizolvare (°C) Punct de topire (°C)
1a
1b
1c
1d
1e
1f
1g
1h
1i
1j
Acetonă
Acetat de etil
Metanol
Etanol
Toluen
Acetonă
Acetat de etil
Metanol
Etanol
Toluen
- 19 -
-
-
108,42
101,27
86,02
-
-
98,06
98,01
79,75
146,67
144,01
144,51
147,93
138,23
148,81
143,15
148,99
147,11
145,08
*Produsele (1a-e) au fost preparate prin cristalizare lentă la temperatura camerei, iar cele (1f-j) prin răcire rapidă într-o baie de gheaţă
Analiza termică (calorimetrie diferenţială - DSC)
S-au înregistrat termogramele DSC folosind un aparat Perkin-Elmer DSC - Pyris 1. Aparatul a fost
calibrat cu indiu şi zinc înainte de a analiza probele, sub curent de azot de 35 mL/min. Probele (5-10 mg) au
fost cântărite pe platane de aluminiu închise şi apoi s-au supus scanării la o viteză de încălzire de 1 şi
10°C/min. într-un domeniu de temperatură de 30-220°C.
De asemenea, mostrele au fost scanate pe platane deschise, la o viteză de încălzire de 5°C/min. în
acelaşi interval de temperatură.
S-au obţinut curbe TGA dintr-o mostră de aproximativ 5 mg folosind un aparat Perkin-Elmer TGA
7 cu o curgere de heliu de 35 mL/min., o viteză de încălzire de 10°C/min., într-un interval de temperatură
între 30-700°C. Înainte de a analiza probele, aparatul a fost calibrat prin scanarea nichelului şi fierului în
câmp magnetic pentru a obţine punctul Curie. Datele au fost analizate folosind software-ul Pyris for Windos
(versiunea 3,81).
Spectrometria în IR cu transformată Fourier (FTIR)
S-a obţinut spectre FTIR după măcinarea şi mixarea mostrelor în bromură de potasiu uscată (circa
1%) şi apoi comprimate în discuri la presiune de 10 kN. S-au înregistrat spectre folosind un spectrometru
Perkin-Elmer Spectrum GX, într-o regiune 4000-370 cm -1 . Pentru fiecare mostră s-au efectuat 16 scanări la o
rezoluţie de 4 cm -1 .
Difractometria pulberii cu raze X (XPRD)
Modelele de difracţie prin raze X au fost înregistrate folosind un difractometru automat pentru
pulberi, Philips 3710 (Philips Olanda) la 30 mA, 50 kW, cu radiaţia monocromatică CuKα, folosind softwareul
X ` Pert [132]. Probele au fost scanate la o temperatură de 20°C, la un unghi de difracţie de 2Θ, crescând la
0,02°/s pentru un domeniu de 5-40°. Pentru corectarea fundalului şi eliminarea sa, s-au determinat intensităţile
Kα2 din mostrele de difracţie, folosind software-ul X ` Pert Plus [133].
Microscopie electronică de scanare
S-au efectuat microfotografii electronice scanate SEM (scanning electron microphotographs) ale
mostrelor folosind un microscop de scanare JSM-5800 (JEOL, Japonia).
Rezultate şi discuţii
Formele cristaline ale benzoatului de piroxicam obţinute anterior (1a-j) au fost studiate prin microscopia
SEM, analiza DSC şi TGA, spectrometria FTIR şi difracţia pulberii cu raze X (XRPD). Inspecţia

vizuală a formelor de cristal obţinute a relevat diferenţe în ceea ce priveşte morfologia acestora. Diferenţele
au fost confirmate prin studierea cristalelor cu ajutorul microscopiei electronice de scanare (figura 9).
1a 1b 1c
1d 1e 1f
1g
Figura 9
Fotomicrografii SEM ale formelor cristalelor de benzoat de piroxicam: a) mostre de bază,
b) mostre recristalizate din acetonă, c) mostre recristalizate din metanol,
d) mostre recristalizate din etanol, e) mostre recristalizate din acetat de etil,
f) mostre recristalizate din toluen prin răcire rapidă,
g) mostre recristalizate din toluen prin răcire lentă.
Fotomicrografii electronice de scanare ale mostrelor de bază şi a produşilor obţinuţi prin recristalizare
din acetonă, acetat de etil, etanol, metanol şi toluen, prezintă diferenţe în ceea ce priveşte forma cristalului
şi mărimea sa. Modul de răcire (lent sau rapid) nu are influenţă asupra formei cristalului, exceptând
recristalizarea cu toluen. Comportamentul termic al mostrei (cristalului) de bază este arătat în figura 10:
Figura 10
Curbele DSC (a) şi TGA (b) ale mostrei de bază a benzoatului de piroxicam (masa mostrei 5 mg, rata de încălzire 10°C/min., curgerea
gazoasă 35 mL/min., măsurare DSC efectuată pe talere închise).
- 20 -

Curba DSC arată un eveniment endotermic în domeniul 141-163°C, recunoscut ca punct de topire al
mostrei la temperatura fixă de 150°C. Datele termogravimetrice arată prima pierdere de masă de 62,7%, în
domeniul 132-319°C, care a fost atribuit degradării mostrei. A fost urmată de o a doua pierdere de masă de
19,8% indicând faptul că un proces de degradare apare după topirea mostrei.
Produsele recristalizate din acetonă (1a, 1f) şi acetat de etil (1b, 1g), au acelaşi comportament
endotermic ca şi mostra de bază, având peak endotermic în intervalul 144-163°C, în timp ce formele recristalizate
din etanol (1d, 1i), metanol (1c, 1h) şi toluen (1e, 1j), au peak-uri endotermice, primul în intervalul
79-108°C, a cărei intensitate şi ∆H (3-7 J/g) depinde de solvent şi al doilea, în intervalul 138-149 0 C, atribuit
topirii benzoatului de piroxicam (tabelul VII). Produsele testate în talere deschise, au prezentat un comportament
termic similar. După răcire şi încălzire repetată, mostrele nu au prezentat un peak adiţional, în domeniul
75-100°C, ci doar peak-ul endotermic al fuziunii benzoatului de piroxicam.
Curbele TGA ale produselor prezintă diferite stadii ale pierderii masei, dependent de solventul de
recristalizare. În conformitate cu datele DSC, produsele obţinute din etanol, metanol şi toluen, prezintă două
etape ale pierderii masei, prima în intervalul 60-130°C, datorat mutării solventului de cristalizare din matriţă
şi al doilea în intervalul 130-400°C, datorat degradării benzoatului de piroxicam (tabelul VIII).
Tabel VIII
Date termogravimetrice (TGA) ale pierderii masei din produsele solvatate ale benzoatului de piroxicam
Solvent de cristalizare Interval de temperatură (°C)
Metanol
Etanol
Toluen
70–150
60–145
60–110
- 21 -
Pierdere de masă (%)
Răcire lentă Răcire rapidă
Datele pierderii de masă, determinate în procesul de dizolvare, nu arată o relaţie stoechiometrică
între benzoatul de piroxicam şi solvent în matriţa cristalului, indicând faptul că solventul are un rol de
umplere a spaţiului în inelele matriceale [134-135].
Rezultatele obţinute prin ambele metode, DSC şi TGA, confirmă faptul că dizolvarea benzoatului de
piroxicam cristalizează din etanol, metanol şi toluen, ca un solvent într-o relaţie nestoechiometrică.
Spectrele FTIR prezintă benzi ascuţite la 3330 (NH), 1750 (ester C=0) şi 1682 cm -1 (amidă I),
1515 cm -1 (amidă II), 1433 cm -1 (CH3, Ar–C=C), 1063 cm -1 (SO2N) şi 703 sau 707 cm -1 (fenil). S-au găsit
doar mici diferenţe între spectrele FTIR în regiunea 900-500 cm -1 referitoare la condiţiile experimentale şi la
produşii de recristalizare (figura 11).
Figura 11
Spectrul FTIR al benzoatului de piroxicam recristalizat prin răcire rapidă din diferiţi solvenţi: a) mostră de bază, b)mostră recristalizată
din acetonă, c) mostră recristalizată din etanol, d) mostră recristalizată din acetat de etil, f) mostră recristalizată din toluen.
1,2
3,5
4,6
1,5
2,5
3,7

În urma analizei spectrelor FTIR nu s-au evidenţiat diferenţe semnificative între produşii recristalizaţi,
acestea indicând existenţa benzoatului de piroxicam sub formă solvatată.
Este cunoscut faptul că difracţia pulberii cu raze X (XRPD) este o tehnică performantă pentru identificarea
fazei cristaline şi a celei necristaline. De aceea această tehnică a fost utilizată pentru a stabili posibilele
diferenţe în ceea ce priveşte forma cristalului. Difractogramele pulberilor benzoatului de piroxicam şi a
produselor recristalizate, sunt arătate în figura 12:
Figura 12
Mostre XRPD ale benzoatului de piroxicam recristalizat din diferiţi solvenţi: a) mostră de bază, b) mostră recristalizată din acetonă, c)
mostră recristalizată din metanol, d) mostră recristalizată din etanol, e) mostră recristalizată din acetat de etil, f) mostră recristalizată
din toluen (răcire lentă, răcire rapidă).
Toţi produşii recristalizaţi demonstrează bune proprietăţi de cristalinitate, bine conturate prin peakuri
clare în intervalul 5-40° în 2Θ. Difractogramele pulberilor produşilor cristalini obţinute din acetonă şi
acetat de etil, au aceeaşi poziţie a peak-ului şi aceleaşi configuraţii ca a benzoatului de piroxicam înainte de
cristalizare, în timp ce difractogramele pulberilor produşilor cristalului obţinut din metanol şi etanol, prezintă
un peak puternic la 6,86° în 2Θ pentru etanol şi la 6,94° în 2Θ pentru metanol, cu numeroase peak-uri în
domeniul 10,50° < 2Θ < 13,00°. Aceste peak-uri nu există în benzoatul de piroxicam înainte de cristalizare
din metanol şi etanol. Nu s-au observat diferenţe semnificative la difractogramele pulberilor pentru produşii
separaţi prin cristalizare lentă sau rapidă din acetonă, acetat de etil, etanol şi metanol.
Difractograma pulberii obţinute pentru produsul recristalizat din toluen prin cristalizare rapidă într-o
baie de gheaţă rece, are aceeaşi poziţie a peak-ului, iar forma peak-ului este aceeaşi cu cea de la produşii
recristalizaţi din metanol şi etanol cu un peak puternic la 7,00° 2Θ şi numeroase peak-uri în domeniul 10,50°
< 2Θ < 13,00°. Difractograma pulberii pentru produsul recristalizat din toluen, prin cristalizare lentă la
temperatura camerei, are un peak puternic la 6,25°, care este înclinat cu 0,75°, respectând peak-ul găsit în
difractograma pulberii pentru produsul obţinut prin cristalizare rapidă într-o baie de gheaţă.
Diferenţele, referitoare la poziţia peak-urilor dintre benzoatul de piroxicam şi produşii obţinuţi după
recristalizare din etanol, metanol şi toluen, confirmă faptul că s-au obţinut modificări pseudopolimorfe ale
benzoatului de piroxicam. Diferitele condiţii de cristalizare, în cazul toluenului, indică existenţa a doi solvaţi
de toluen, diferiţi structurali. Unul din aceştia, preparat prin răcire rapidă, pare să fie similar ca structură, cu
cel format cu etanol şi metanol.
Concluzii. Benzoatul de piroxicam este un nou promedicament sintetizat al piroxicamului. Caracteristicile
lui, aflat în stare solidă, au fost investigate pentru a extinde cunoştinţele despre proprietăţile promedicamentului
ce pot determina o performanţă in vivo a formelor de dozare şi pentru a definitiva cea mai stabilă
formă pentru alte viitoare cercetări.
- 22 -

Rezultatele acestui studiu arată că modificarea formei cristaline a benzoatului de piroxicam se
schimbă de-a lungul cristalizării în funcţie de diferiţi factori: solvenţi organici de cristalizare şi condiţii de
cristalizare, fapt studiat şi confirmat prin diferite metode analitice.
Microscopia SEM arată diferenţe în forma cristalului şi în mărimea produselor de recristalizare.
Metodele termoanalitice (DSC şi TGA) şi cele XRPD confirmă faptul că benzoatul de piroxicam cristalizează
în două forme solvatate diferite din din punct de vedere structural, formele pseudopolimorfe A şi B. Forma
pseudopolimorfă A, recristalizează din etanol şi metanol prin răcire lentă la temperatura camerei şi prin răcire
rapidă într-o baie de apă rece. Forma pseudopolimorfă B, recristealizează din toluen prin răcire lentă la temperatura
camerei.
IX. Determinarea simultană a piroxicamului şi a metabolitului său major
5`-hidroxipiroxicam în plasma umană prin spectrofotometrie derivativă
S-a sugerat că piroxicamul este complet absorbit după ambele administrări oral şi rectal, peak-ul
concentraţiei plasmatice (Cmax) fiind atins la 2-3 ore după o doză orală unică şi la 5-6 ore după o doză rectală
unică [136]. Media peak-ului concentraţiei plasmatice este riguros raportată la dozaj, fiind 1,5-3 şi 6-8 mg/L
după o singură doză de 20 sau 60 mg. Din cauza timpului mare de înjumătăţire T1/2, o singură administrare pe
zi păstrează concentraţia piroxicamului din plasmă relativ constantă. Media căii metabolice al piroxicamului
implică hidroxilarea inelului 5-piridinic, rezultând ca produs de oxidare, 5`-hidroxipiroxicamul (OHPX).
Acest metabolit este mai puţin activ decât piroxicamul nemetabolizat în ceea ce priveşte inhibarea biosintezei
prostaglandinelor.
Eficacitatea farmacologică, farmacocinetică şi clinică a piroxicamului în nivelele plasmatice umane,
a fost măsurată prin tehnici spectrofotometrice sau fluorimetrice, cu toate că aceste metode sunt lipsite de
selectivitate şi de senzitivitate [137-138]. De atunci, au fost enumerate numeroase metode cromatografice
pentru determinarea de piroxicam în fluidele biologice [139-141]. Oricum, majoritatea acestor metode conferă
un grad mare de sensibilitate însă sunt complicate şi consumă mult timp, ceea ce ne-a determinat să căutăm
alte metode simple, rapide, de încredere şi specifice pentru determinarea piroxicamului şi a metabolitului
său principal, 5`-hidroxipiroxicam, în plasma umană. Metoda clasică, spectrofotometrică UV/VIS, prezintă o
problemă severă a suprapunerii benzilor spectrale ale PX, OHPX şi a fundalului plasmatic, ceea ce face
imposibilă determinarea simultană a acestor medicamente în fluidele biologice.
Referitor la aspectele teoretice ale spectrofotometriei derivative au fost publicate numeroase lucrări
[142-146].
În acest studiu ne-am propus aplicarea spectrofotometriei derivative UV/VIS pentru determinarea
simultană în plasma umană a piroxicamului şi a metabolitului său, 5`-hidroxipiroxicam. Această nouă tehnică,
implică calcularea şi plotarea unei derivate matematice a unei curbe spectrale, oferă o aproximare alternativă
la analiza medicamentului şi are o mare sensibilitate şi specificitate.
De asemenea, transformarea derivativă nu măreşte conţinutul informaţional al unui spectru şi permite
discriminarea faţă de banda interferenţelor care derivă din turbiditate sau din absorbţia matricială nespecifică.
Tehnica utilizată subliniază subtil trăsăturile spectrale ale datelor prin prezentarea lor într-un mod nou
şi mai accesibil vizual. Mărirea rezoluţiei spectrofotometriei derivative UV/VIS a fost folosită avantajos la
determinarea medicamentului în fluide biologice [147] şi în amestecuri binare ale medicamentului [148-149].
Aparatură
Spectrofotometru Shimadzu (Kyoto, Japonia), UV 240 cu două raze, cu o unitate de program opţională
(Model OP1-2) şi o celulă de cuarţ de 1 cm.
Cele mai potrivite montări au fost cele cu deschiderea cu diametru 2 mm (timpul de răspuns a fost
ajustat automat în concordanţă cu diametrul deschiderii), cu viteza de scanare de 45 mm/min şi cu diferenţe
între lungimea de undă derivată de 4 nm.
Expansiunea scalei de înregistrare a fost optimizată pentru a facilita citirile înregistratorului.
- 23 -

Soluţii standard şi prepararea probelor
Toate substanţele chimice şi solvenţii au fost de puritate analitică şi soluţiile au fost preparate cu apă
distilată.
Soluţiile de piroxicam şi de 5`-hidroxipiroxicam, stoc, standard, (400,0 mg/L) au fost preparate prin
dizolvarea a 40,0 mg de PX (Laboratoarele IPCA LTD., Mumbai - India) sau OHPX (Lab. Pfizer,
Madrid, Spania) în 100 mL de metanol.
O serie de soluţii standard de lucru, conţinând cantităţi egale de PX şi OHPX între 150,0 mg/L, au
fost preparate prin diluţie apropiată cu soluţie salină a soluţiilor stoc standard.
Probele de plasmă cu PX şi OHPX au fost preparate prin diluarea a 0,2 mL de soluţie standard de
lucru în 1,8 mL ser. Concentraţia finală a ambelor, PX şi OHPX, în plasma standard a fost de
1-10 mg/L.
Trigliceridele au fost suplimentate cu Intralipid (Pharmacia & Upjohn, Madrid, Spania).
Hemoglobina şi bilirubina au provenit de la (Sigma, St. Louis, MO, USA).
Procedeul de calibrare. Aliquot-uri de 0,2 mL din soluţia standard de lucru, au fost montate în tuburi
centrifuge de 10 mL şi s-au adăugat 1,8 mL de plasmă umană. Probele de plasmă au fost acidifiate cu 1,0 mL
de HCl 1,0M. După 15 minute, s-a adăugat 1,0 mL de acid tricloracetic 20%. Amestecul s-a agitat timp de
1 minut şi s-a centrifugat la 3500 rpm timp de 10 minute. Stratul apos a fost separat şi spectrul derivat de
prim ordin al acestei soluţii a fost înregistrat într-un domeniu al lungimii de undă de 310-400 nm. S-a măsurat
amplitudinea (mm) la 337,0 nm pentru PX şi la 327,0 nm pentru OHPX.
Rezultate şi discuţii
Măsurători spectrofotometrice
Figura 13 arată spectrul de absorbţie de grad zero al plasmei libere (blank) luată singură (A), al
plasmei combinate cu 2,5 mg/L 5`-hidroxipiroxicam (B) sau piroxicam (C), sau ambele amestecate în raport
1:1 (D). PX dă un maxim de absorbţie la 333 nm şi OHPX la 340 nm; plasma liberă are o absorbanţă foarte
scăzută la această lungime de undă. S-au obţinut spectre similare când s-a repetat aceeaşi procedură cu probe
individuale de plasmă luată de la 10 voluntari. Este o clară suprapunere a spectrelor, ceea ce previne determinarea
simultană a compuşilor prin măsurători directe ale absorbanţei UV/VIS în plasmă.
Figura 13
Spectrul de absorbţie (de ordin zero) al: (A) plasmei blank, (B) al plasmei blank cu 2,5 mg/L de OHPX, (C) al plasmei blank cu
2,5 mg/L de PX şi (D) al plasmei blank cu 2,5 mg/L de PX şi 2,5 mg/L de OHPX
Spectrofotometria derivativă este o tehnică potrivită pentru depăşirea acestei probleme, iar metoda
de intersecţie zero este cea mai des folosită pentru prepararea graficelor de calibrare. În practică, măsurătorile
selective sunt cele care dau răspunsul linear cel mai bun, dau o interceptare zero sau apropiată de zero pe
ordonata graficului de calibrare şi sunt cel mai puţin afectate de concentraţia oricărui alt component.
- 24 -

Figura 14
Spectru derivativ primar (∆λ=4nm) al: (A) plasmei libere, (B) plasma blank cu mg/L de OHPX, (C) plasma blank cu 2,5 mg/L de PX şi
(D) plasma blank cu 2,5 mg/L de PX şi 2,5 mg/L de OHPX
Figura 14 prezintă spectrul UV/VIS derivativ primar, ale aceloraşi soluţii ca cele din figura 13. Derivarea
spectrului de ordin zero conduce la o îmbunătăţire a detaliilor spectrale şi spectrul derivativ de prim
ordin rezultat, are urme spectrale care pot fi utilizate pentru determinarea simultană a PX şi OHPX. Datorită
spectrelor suprapuse, metoda de intersectare zero este clar, cea mai apropiată aproximare pentru rezolvarea
amestecurilor de astfel de compuşi şi a fost utilizată în acest studiu cu rezultate satisfăcătoare. Experimentele
preliminare cu 10 probe de plasme blank diferite şi una luată dintr-un bazin de ser, au arătat că semnalele
derivate de prim ordin de la 337,0 nm (plasma blank de lucru cu intersectare de ordin zero la lungimea de
undă a OHPX) sunt proporţionale cu concentraţia PX, iar semnalele derivate de prim ordin la 327,0 nm
(plasma blank de lucru cu intersectare de ordin zero la lungimea de undă a PX) sunt proporţionale cu concentraţia
OHPX.
Selectarea condiţiilor instrumentale optime
Cei mai uzuali parametri instrumentali ce afectează profilul spectrului derivativ sunt viteza de scanare
a lungimii de undă, creşterea lungimii de undă peste o valoare la care se obţine derivata (∆λ) şi nelezarea
care trebuie optimizată pentru a obţine un peak larg, bine definit. În general, nivelul zgomotului scade cu
creşterea ∆λ, ceea ce duce la fluctuaţii mai puţin pronunţate în spectrul derivat. Când rezoluţia spectrală e
foarte săracă la valori excesiv de mari pentru ∆λ valoarea optimă pentru ∆λ nu trebuie determinată prin
luarea în considerare a nivelului de zgomot al rezoluţiei spectrului şi a concentraţiei probei. Numeroase valori
pentru ∆λ au fost testate şi valoarea de 4,0 nm a fost selectată ca fiind optimă pentru un raport satisfăcător al
zgomotului de semnal.
După stabilirea condiţiilor experimentale optime, s-a construit spectrul derivat de prim ordin pentru
două serii de probe de plasmă, conţinând variate concentraţii de OHPX (0, 2,5 şi 5,0 mg/L) şi o concentraţie
constantă a PX (2,5 mg/L) sau concentraţii diferite ale PX (0, 2,5 şi 5,0 mg/L) şi o concentraţie constantă a
lui OHPX (2,5 mg/L), pentru a investiga efectul PX şi OHPX asupra determinării simultane a celor doi compuşi
din probele de plasmă.
Figura 15 arată că înălţimile (h1, h2) nu au fost afectate de prezenţa OHPX sau PX peste o valoare a
concentraţiei studiate în modul derivativ de prim ordin.
- 25 -

Figura 15
Spectrul derivat de prim ordin (∆λ =4 nm) al probelor de plasmă ce conţin: (A) concentraţii diferite de OHPX [(1) 0,0; (2) 2,5;
(3) 5,0 mg/L] şi o concentraţie constantă a PX (2,5 mg/L) şi (B) concentraţii diferite ale PX
[(1) 0,0; (2) 2,5; (3) 5,0 mg/L] şi o concentraţie constantă a lui OHPX (2,5 mg/L)
Determinarea piroxicamului şi 5`-hidroxipiroxicamului în plasma umană
Unele amestecuri binare de PX şi OHPX în probele de plasmă s-au preparat din soluţia de lucru
standard, în proporţie 1:1, folosind procedura recomandată. Spectrul derivat de prim ordin al acestor probe a
fost înregistrat peste un domeniu al lungimii de undă de 310-400 nm faţă de un blak constând din soluţie
salină. Graficul de calibrare a fost construit prin plotarea semnalului analitic 1 DPX la 337,0 nm şi 1 DOHPX la
327,0 nm versus concentraţia PX sau OHPX (mg/L). Valoarea ordonatei 1 D a ecuaţiei a fost calculată din
măsurătorile amplitudinii (mm) şi standardizată după cum urmează: 1 D = difuziunea înregistratorului (h mm)
x expansiunea scalei/150 nm scală totală. Tabelul IX însumează datele statistice obţinute din două grafice de
calibrare:
Tabel IX
Datele de calibare pentru determinarea simultană a PX şi OHPX în plasmă
S-au obţinut relaţii lineare pentru concentraţii mai mari de 10,0 şi 8,0 mg/L pentru PX şi respectiv
OHPX.
Reproductibilitatea semnalului de fundal endogen a fost evaluată din 10 probe individuale, diferite
de plasmă blank.
Valorile obţinute au fost 1,38 x 10 -3 ± 1,67 x 10 -4 şi 1,90 x 10 -3 ± 1,85 x 10 -4 (media semnalului
analitic ± deviaţia standard) la 337,0 şi respectiv 327,0 nm.
Limitele admise ale detecţiei şi ale cuantificării, aşa cum sunt definite de IUPAC [150] sunt de
0,083 şi 0,27 mg/L pentru PX şi 0,16 şi 0,56 mg/L pentru OHPX.
S-a demonstrat că metoda permite determinarea simultană a 0,40 mg/L de PX în prezenţa a mai mult
de 8,0 mg/L de OHPX şi 0,66 mg/L de OHPX în prezenţa a mai mult de 10,0 mg/L de PX. Precizia metodei a
- 26 -

fost evaluată prin analizarea a 10 probe de plasmă obţinute de la diferiţi indivizi, combinată cu 5,0 mg/L din
fiecare component RSDs obţinute au fost de 2,01 şi 2,18% pentru PX şi respectiv OHPX.
Bilirubina, trigliceridele şi hemoglobina au fost testate în ceea ce priveşte posibilele efecte de interferenţă
în determinări simultane a 5,0 mg/L PX şi OHPX. Nu s-a observat nici o interferenţă, chiar şi atunci
când, bilirubina a fost prezentă la o concentraţie de 100,0 mg/L, trigliceridele la 10 g/L şi hemoglobina
2,5 g/L.
Validarea metodei propuse a fost confirmată de aplicarea tehnicilor standard de adiţie la diferitele
probe blank de plasmă.
Rezultatele sunt date în tabelul X:
Tabel X
Determinarea simultană a PX şi OHPX în plasmă umană
Regăsirile cantitative de 95,6-106 şi 95,0-107,6% s-au obţinut pentru PX şi respectiv OHPX.
Concluzii. Metoda spectrofotometrică derivativă de prim ordin UV/VIS propusă este potrivită pentru
determinarea simultană din plasma umană a piroxicamului şi a metabolitului său principal 5`-hidroxipiroxicam.
Este un procedeu simplu şi precis care necesită reactivi ieftini şi care poate fi utilizat pentru studii
rapide şi repetabile, clinice şi farmaceutice ale PX şi OHPX, simultan.
X. Cercetări privind realizarea unor forme farmaceutice topice cu piroxicam
(formulare, preparare şi evaluare farmacologică)
În acest studiu s-a evaluat eficacitatea utilizării piroxicamului ca preparat cu administrare locală prin
diferite teste farmaceutice, farmacologice şi s-a făcut comparaţia cu preparatul comercial cu administrare
locală, Feldene ® .
S-au preparat 14 formulări diferite, folosind o bază de unguent, o bază tip cremă şi una de gel:
Tabel XI
Conţinutul în piroxicam şi formula unguentelor, cremelor şi gelurilor
Formularea Ingrediente
F-I
F-II
F-III
F-IV
F-V
Ceară emulgatoare
Parafină moale
Parafină lichidă
Ceară emulgatoare
Parafină moale
Parafină lichidă
Ceară emulgatoare
Parafină moale
Parafină lichidă
Lanolină
Acid oleic
Hidroxid de calciu
Oleum Arachis
Apă purificată q.s.
Lanolină
Parafină solidă
Alcool cetilstearilic
Parafină moale
- 27 -
Concentraţie (%, g/g) Piroxicam (g)
*media ± SD (%)
3
0,75 ± 0,51
50
20
20
0,76 ± 0,52
60
20
25
1,10 ± 1,14
55
20
10
1,20 ± 0,64
7
3
30
50
5
0,76 ± 0,40
5
5
85

F-VI
F-VII
F-VIII
F-IX
F-X
F-Xa
F-Xb
F-Xc
Lanolină
Parafină solidă
Alcool cetilstearilic
Parafină moale
Unguent emulgator
Clorcrezol
Apă purificată
Unguent emulgator
Clorcrezol
Apă purificată
Carbopol
Propilenglicol
Trietanolamină
Etanol
Apă purificată q.s.
Carbopol 940
Propilenglicol
Trietanolamină
Etanol
Apă purificată q.s.
Carbopol 940
Propilenglicol
Trietanolamină
Etanol
Apă purificată q.s.
Carbopol 940
Propilenglicol
Trietanolamină
Etanol
Apă purificată q.s.
Carbopol 940
Propilenglicol
Trietanolamină
Etanol
Apă purificată q.s.
Carbopol 940
Propilenglicol
F-0
Trietanolamină
Etanol
Apă purificată q.s.
*rezultatele obţinute sunt media a 3 valori consecutive
- 28 -
10
5
5
80
40
1
59
30
1
69
1
9
2.5
30
100
1
12
1.5
28
100
1
10
1.5
30
100
1
10
1.5
30
100
1
10
1.5
30
100
1
10
1.5
30
100
1,30 ± 0,41
1,20 ± 0,38
1,58 ± 1,23
1,04 ± 0,16
0,98 ± 0,25
0,50 ± 0,21
1,46 ± 0,01
2,01 ± 0,10
Pentru prepararea unguentelor, cremelor şi a gelului s-au utilizat metode standard de fuziune (unde
grăsimile solide sunt topite şi mixate) şi de triturare. Piroxicamul a fost încorporat în baze pentru a obţine o
concentraţie de 1%. Toate preparatele au fost împachetate în borcane de plastic, transparente, cu gura largă,
cu capace înşurubate prin înfiletare. Asupra tuturor acestor preparate s-au efectuat testele descrise în continuare.
Cedarea piroxicamului din formele farmaceutice preparate. Asupra preparatelor s-a făcut un studiu de
difuziune in vitro, folosind celula de difuziune Franz [155-156]. S-a utilizat tampon de fosfat cu pH 7,4 ca
receptor fluid şi s-a utilizat piele abdominală, curăţată de păr, a şobolanilor Wistar albino ca o membrană
semipermeabilă. Pe partea dorsală a pielii, care e expusă la compartimentul donor, s-au administrat 100 mg
din formulare şi s-au picurat înăuntru probe de 0,5 mL la intervale de 90 minute. S-au pus la loc soluţii de
tampon fosfat de pH 7,4 (5 mL) pentru a menţine volumul receptorului fluid. Probele au fost analizate la
λ= 337 nm, faţă de receptorul fluid proaspăt ca blank. S-a efectuat difuzia în acelaşi mod ca la formulările
test pentru bazele utilizate în formulări, fără a încorpora piroxicam. S-a calculat profilul difuziei piroxicamului
din toate formulările, aşa cum s-a descris anterior. Rezultatele sunt redate în figura 16.
–

Cedarea piroxicamului (%)
Timp (min.)
Figura 16
Profilurile de difuziune in vitro a formulărilor F-I — F-X
(media ±SD, n =3)
Evaluarea farmacologică a formulărilor topice cu piroxicam
Pentru studiu s-au folosit şobolani masculi, rasa Wistar albino, în vârstă de 4-6 săptămâni, cântărind
120-180 g. Fiecare grup a fost alcătuit din 6 animale. Acestea au fost supuse unei diete de hrană pe bază de
pilule şi apă de la robinet ad libitum. Toate animalele au provenit din rase născute la biobaza U.M.F. „Carol
Davila” Bucureşti. Animalele au stat la temperatura camerei de 28 ± 1°C timp de 12 ore într-un ciclu
lumină/întuneric. Toate animalele au fost desemnate la întâmplare pentru diferite grupe, iar înainte de
începerea oricărui experiment s-a permis o perioadă de 1 lună pentru adaptare. Grupul de evaluare I (control)
a fost grupul placebo (F-0), grupul II a fost cel standard (cu gel de piroxicam 1% de referinţă), iar grupele III,
IV şi VI au fost cele de testare (F-X, F-Xa, F-Xb, F-Xc) cu 1, 0,5, 1,5 şi 2 % (g/g) piroxicam sub formă de
gel (vezi tabelul XI).
Inhibarea edemului carrageninic indus labei de şobolan (model acut)
Tabel XII
Inhibarea edemei induse labei de şobolan cu carrageenana Volum edemic (media ± SEM, mL) b, c Grup
1 oră
după:
2 ore 3 ore 4 ore 5 ore
I 0,15 ± 0,04 0,19 ± 0,04 0,26 ± 0,06 0,30 ± 0,06 0,34 ± 0,06
II
0,12 ± 0,01c (20,0)
0,15 ± 0,04c (21,0)
0,12 ± 0,07c (53,8)
0,10 ± 0,01c (66,7)
0,10 ± 0,01c (70,6)
III
0,12 ± 0,04c (20,1)
0,16 ± 0,06c (21,3)
0,18 ± 0,09c (30,8)
0,16 ± 0,02c (46,7)
0,13 ± 0,07c (61,8)
IV
0,12 ± 0,00c (20,0)
0,15 ± 0,04c (21,0)
0,18 ± 0,06c (30,8)
0,19 ± 0,06c (36,7)
0,20 ± 0,07c (41,2)
V
0,13 ± 0,04c (13,3)
0,15 ± 0,06c (21,0)
0,17 ± 0,06c (34,6)
0,15 ± 0,04c (50,1)
0,13 ± 0,04c (61,8)
VI
0,13 ± 0,04c (13,3)
0,15 ± 0,04c (21,0)
0,16 ± 0,05c (38,5)
0,14 ± 0,03c (53,3)
0,13 ± 0,04c (61,8)
aDupă o doză aplicată per labă — 200 mg piroxicam,
cu excepţia lotului de control la care s-a utilizat gel placebo.
bFiecare grup a fost compus din 6 şobolani.
cInhibarea (%) este dată în paranteze.
dDiferenţă semnificativă comparativ cu grupul I (de control ) (p < 0,05).
Inhibarea hiperalgiei induse de carrageenan
Tabel XIII
Inhibarea hiperalgiei induse labei de şobolan cu carrageenana Grup
1 oră
Latenţa retragerii labei (media ± SEM, mL) după:
2 ore 3 ore 4 ore
I 4,3 ± 0,4 3,1 ± 0,4 2,7 ± 0,3 2,7 ± 0,3
II 11,2 ± 0,3a 9,3 ± 0,2a,b 9,2 ± 0,4a,b 8,2 ± 0,3a,b III 11,6 ± 0,3a 11,2 ± 0,3a,b 10,3 ± 0,3a,b 9,5 ± 0,2a,b aDiferenţă semnificativă comparativ cu grupul I (de control) (p

Inhibarea artritei adjuvante (model cronic)
Tabel XIV
Inhibarea artritei adjuvante
Zi
Grup I Grup II
Volumul labei (media ± SEM, n = 6, mL) a, b
Grup III
1 0,11 ± 0,0 0,12 ± 0,0 0,11 ± 0,01
15 0,21 ± 0,01
0,13 ± 0.01
(36,9)
0,16 ± 0,01
(22,3)
16 0,22 ± 0,01
0,12 ± 0,01
(45,45)
0,14 ± 0,01
(42,0)
17 0,26 ± 0,01
0,14 ± 0,01
(46,2)
0,13 ± 0,01
(50,0)
18 0,26 ± 0,01
0,14 ± 0,01
(46,2)
0,13 ± 0,01
(50,0)
19 0,28 ± 0,01
0,11 ± 0,01
(64,3)
0,13 ± 0,01
(53,6)
20 0,28 ± 0,01
0,10 ± 0,01
(64,3)
0,12 ± 0,01
(57,1)
21 0,28 ± 0,01
0,10 ± 0,01
(64,3)
0,11 ± 0,01
(60,7)
aValorile din paranteze indică procentul reducerii volumului labei în comparaţie cu cel al labei şobolanului din grupa de control
bDiferenţa semnificativă comparativ cu grupul I (de control) (p

în cazul modelului hiperalgezic cu carrageenan (tabelul XIII). Latenţa labei retrase a fost evaluată din oră în
oră, pe o perioadă de 4 ore de la timpul aplicării gelului placebo, standardului de referinţă şi al gelului F-X.
Latenţa retragerii labei după 4 ore a fost mărită la 9,5 secunde cu gelul cu piroxicam F-X faţă de 8,2 secunde
cu gelul comercial de piroxicam şi faţă de 2,6 secunde pentru cel de control. Este o diferenţă semnificativă
(p

Figura 17
Prezentarea schematică a preparării gelului cu lipozomi
Evaluarea gelurilor preparate
Mostrele de geluri cu lipozomi, după o diluare potrivită, au fost evaluate în ceea ce priveşte morfologia
şi mărimea particulelor prin microscopia optică (microscop cu cameră Orthoplan, Germania, cu o mărire
de 1000 X).
Diametrele lineare a 200 lipozomi au fost măsurate pentru fiecare probă. Diametrul geometric mediu
(dg) şi deviaţia geometrică standard (sg), au fost calculate prin raportarea logaritmului mărimii lipozomilor la
frecvenţa cumulativă % pe o scală de probabilitate [181].
Cantitatea de piroxicam inclusă în gelurile lipozomice a fost calculată pe baza cantităţii neîncapsulate,
,,libere”, a piroxicamului, prin spectrofotometrie (λ= 337 nm; Lambda 25 Perkm Elmer, SUA). Mutarea de
piroxicam ,,liber” în gelurile lipozomice a fost efectuată prin diluări/centrifugări repetate cu apă purificată
(5000 rpm, de 3 ori, la 4°C, centrifugă Jonan, Franţa). Cantitatea de medicament inclus, a fost calculată, în
concordanţă cu ecuaţia:
% de piroxicam încapsulat = 100 - % de piroxicam ,,liber”
În acest sens, gelurile goale cu lipozomi (fără piroxicam), au fost preparate, în acelaşi mod şi în acelaşi
timp ca şi gelurile lipozomice cu piroxicam.
Studii de cedare a piroxicamului din gelurile lipozomice şi formulările cu hidrogel, au fost efectuate
folosind metoda de dializă in vitro (VanKel Enhancer Cell, VanKel, USA în Aparat ERWEKA DZT 1,
Germania), cu o membrană hidrofilă de celuloză regenerată (mărimea porilor 1,52 - 2 mm şi grosimea 0,9
mm; Serwa, Feinbiochemia GmbH, Germania) la 32°C şi 100 rpm, într-o perioadă de 24 de ore. Aproximativ
3,5g de gel lipozomic preparat sau dintr-o o formulare cu hidrogel, au fost turnate în celula de sticlă şi dializate
cu apă purificată, pretermostată. Piroxicamul a fost cuantificat spectrofotometric, aşa cum s-a arătat
anterior. Toate experimentele au fost făcute de câte trei ori, iar valorile medii au fost prezentate [182].
Pentru a studia mecanismul de cedare al piroxicamului din fiecare formulare, datele cedării au fost
raportate la funcţia generală, exponenţială:
Mt/Mo = kt n
Unde:
Mt/Mo - reprezintă creşterea fracţională a solventului (sau cedarea unei substanţe solubilizate);
n - este o caracteristică exponenţială a mecanismului de cedare;
k - desemnează proprietăţile polimerului şi ale medicamentului.
- 32 -

Datorită utilităţii sale această ecuaţie a fost folosită frecvent în descrierea importanţei relative a
transportului Fickian (n = 0,5) şi în cazul II (n ≤ 1,0) în difuzii anormale [183-185]. Studiile cinetice au fost
efectuate prin ajustarea profilelor de cedare cu ecuaţia Higuchi şi cu cea de ordin zero [186-187].
Modificări ale proprietăţilor organoleptice ale formulărilor preparate, valoarea pH, mărimea particulei,
procentul de medicament asociat cu lipozomi şi viteza cedării medicamentului din gelurile lipozomice, au
fost înregistrate de-a lungul unei perioade de stocare de trei săptămâni, în aceleaşi condiţii şi în acelaşi mod
ca şi formulările proaspăt preparate. În acest scop, gelurile proaspăt preparate au fost ambalate în tuburi de
plastic şi depozitate la 4°C [188].
Rezultate şi discuţii
Caracterizarea gelurilor cu lipozomi. Formulările lipozomice preparate, de uz local, au fost geluri
clare, omogene, de culoare galben luminos. Pentru a avea un profil mai apropiat de lipozomii umani, este
necesară o viscozitate mai apropiată a lipozomilor preparaţi. Acest lucru se poate obţine prin încorporarea lor
într-un vehicul potrivit pentru aplicaţii locale, convenţionale, asupra pielii.
Una din limitele formelor de dozare locale este timpul relativ scurt de staţionare al medicamentului la
locul aplicării. Din cauză că o cedare controlată şi o retenţie prelungită pe piele sunt deseori necesare pentru
efectul terapeutic dorit, eforturile cercetării au fost direcţionate înspre folosirea polimerilor hidrofili cu
caracteristici bioadezive pentru a îmbunătăţi eliberarea piroxicamului. S-a demonstrat deja că lipozomii sunt
fidel compatibili cu polimerii derivaţi din acidul acrilic [189]. Din acest motiv este logică alegerea unei baze
de gel formată din carbopol 940, ca vehicul pentru încorporarea lipozomilor. Pentru aplicaţii locale, se folosesc
de obicei geluri de Carbopol 940 (0,5 - 2%) [190]. În studiul nostru concentraţiile alese au fost 1,5; 1,75
şi 2%, având în vedere aplicarea dorită, în principal, ca un depozit local pentru cedarea controlată a medicamentului
încorporat, care v-a rămâne un timp mai îndelungat pe suprafaţa pielii.
Valorile pH ale gelurilor lipozomice preparate şi ale hidrogelurilor sunt în limitele de 5,5 - 5,75.
Observările microscopice ale gelurilor lipozomice preparate, confirmă formarea particulelor sferice,
aşa cum se vede în figura 18:
(a)
(b)
Figura 18
Fotomicrografia formulărilor LG2: (a) după preparare, (b) după 3 săptămâni de depozitare (multiplicare - 1000 X; real - 2 µm).
Analiza distribuţiei mărimii particulei arată că se formează vezicule cu dimensiuni cuprinse între
1 - 2,5 µm (figura 19), în timp ce media diametrului geometric (dg) a fost de 1,43 (±1,84), 1,46 (±2,02) şi
1,48 (±1,08) µm pentru formulările LG1, LG2 şi LG 3.
- 33 -

Figura 19
Distribuţia mărimii particulelor formulărilor preparate cu gel lipozomic.
Datorită conţinutului mare în lipide care conduce la un raport mărit considerabil al volumului apos
înconjurător, formulările lipozomice preparate au fost potrivite pentru captarea moleculelor solubile în apă,
cu o mare eficienţă a încapsulării. Atât timp cât piroxicamul nu s-a asociat cu bistraturile lipidice, volumul
apos încapsulat este de mare importanţă pentru obţinerea unei mari capacităţi de încărcare [191]. De aceea,
eficienţa încapsulării, este raportată doar de cantitatea de fază apoasă care este imobilizată între straturile
lipidice duble şi concentraţia medicamentului în faza apoasă [192]. Procentajul de piroxicam încapsulat în
gelurile lipozomice a fost de peste 72%.
S-a raportat de către mulţi autori, faptul că factori precum compoziţia lipidică, sarcina suprafeţei
lipozomice, conţinutul total în lipide şi lamelaritatea, pot influenţa depunerea medicamentului în diferite straturi
ale pielii [193-194]. Influenţa mărimii lipozomilor pare să fie, de asemenea, importantă, dar nu s-au făcut
studii dedicate clarificării acestui subiect. Mai mult, membranele mari ale MLV sunt mai flexibile şi, datorită
heterogenităţii lor, pot apărea unele ramificări ale bistratului lipozomic ceea ce duce la adaptarea mai bună la
suprafaţa pielii şi permite o infiltrare a bistratului în porii lamelelor SC [195-196]. Integrarea moleculelor
fosfolipidice cu lipidele pielii poate servi în continuare la ajutarea reţinerii moleculelor de medicament în
interiorul pielii, ceea ce duce la o prezenţă prelungită a moleculelor de piroxicam în partea receptoare şi la
localizarea acţiunii topice a medicamentului [188]. Aceste concluzii sugerează folosirea posibilă a formulărilor
preparate ca depozite locale pentru cedarea susţinută a piroxicamului încorporat un timp mai îndelungat
[197].
Cedarea piroxicamului din formulările cu geluri lipozomice este prezentă în figura 20:
Cedare cumulativă (%)
% de particule în fiecare interval
media mărimii particulelor (µm)
Timp (ore)
Figura 20
Cedarea comparativă a piroxicamului din dispersia de lipozomi (L),
din geluri lipozomice (LG) şi din hidrogeluri (HG).
- 34 -

Probe similare ale cedării piroxicamului au fost înregistrate pentru toate formulările, ceea ce indică
faptul că concentraţia agentului de gelifiere într-un domeniu de 1,5 - 2%, afectează uşor viteza de cedare.
Pentru a evalua efectul încorporării piroxicamului în lipozomi, asupra vitezei de cedare, comparativ, a
fost estimată viteza cedării din dispersia lipozomică de bază (L), din gelurile lipozomice (LG1, LG2 şi LG3)
şi din hidrogelurile corespunzătoare (HG1, HG2, HG3).
Cedarea piroxicamului din lipozomii împăturiţi în baza de gel a fost semnificativ mai mică (aproximativ
18% cedare în cadrul a 24 de ore) decât cea din hidrogelurile de carbopol 940 (32 - 37%), ceea ce confirmă
faptul că încapsularea piroxicamului în lipozomi conduce la o viteză prelungită a cedării acestuia [182]. O
viteză de cedare mai mică, din sistemele de geluri lipozomice comparativ cu dispersia lipozomică de bază,
poate fi un rezultat al influenţei vâscozităţii matriţei gelului, urmată de o penetrare mai mică a medicamentului
la nivelul pielii.
Dependenţa exponenţială a cantităţii de medicament cedat în funcţie de timp, a fost evidenţiată în
tabelul XV.
Pentru hidrogeluri exponentul de difuziune n a fost de 0.5, ceea ce indică difuzia Fick (cedarea a avut
loc după modelul de difuziune Higuchi), în timp ce pentru gelurile lipozomice exponenţii de difuziune au fost
superiori valorii de 0,5 (0,67 pentru dispersia lipozomică şi 0,8 - 0,98 pentru gelurile lipozomice). Indicând
difuzia anormală de caz II, ceea ce sugerează posibila umflare a sistemului în solvent înainte ca cedarea să
aibă loc [198]. Oricum, după 3 ore, s-au obţinut coeficienţi de corelare mari pentru cinetica cedării medicamentului
de ordin zero, pentru geluri lipozomice, sugerând că lipozomii pot acţiona ca sisteme-rezervor
pentru eliberarea continuă a piroxicamului încapsulat [178-179].
În scopul de a furniza o formulare stabilă pentru aplicarea locală, în care lipozomii sunt distribuiţi
uniform şi în care structura a fost păstrată, gelurile lipozomice au fost ţinute timp de 3 săptămâni la temperatura
de 4°C.
Tabel XV
Compararea coeficienţilor de corelare a datelor despre cedarea medicamentului obţinute pe baza modelului Higuchi şi a celui de ordin
zero şi valorile exponentului de cedare (n), obţinut din ecuaţia Mt/Mo = ktn a formulărilor preparate (n =3).
Model Higuchia Cinetică de
ordin zerob Probă “n” R Mecanism de cedare
k ( % h –1/2 ) R k ( % h –1 ) R
LG1
Proaspăt prep.
După 1 săpt.
După 2 săpt.
După 3 săpt.
LG2
Proaspăt prep.
După 1 săpt.
După 2 săpt.
După 3 săpt.
LG3
Proaspăt prep.
După 1 săpt.
După 2 săpt.
După 3 săpt.
HG1c HG2c 0,80
0,87
0,98
0,52
0,49
HG3c 0,48
a b c
0 – 3 ore; 3 – 24 ore; 0 – 24 ore
0,971
0,989
0,980
0,995
0,991
0,994
Non-Fickian
Non-Fickian
Non-Fickian
Fickian
Fickian
Fickian
- 35 -
4,45
3,18
4,21
4,16
2,99
3,87
3,34
3,94
3,47
3,87
3,68
3,48
7,55
6,80
6,14
0,997
0,998
0,982
0,987
0,989
0,997
0,997
0,980
0,983
0,996
0,999
0,989
0,996
0,983
0,986
0,62
0,70
0,78
0,77
0,69
0,62
0,68
0,77
0,71
0,67
0,62
0,68
–
–
–
0,994
0,998
0,998
0,999
0,997
0,998
0,998
0,997
0,998
0,995
0,999
0,990
–
–
–
De-a lungul acestor experimente nu au apărut modificări ale proprietăţilor organoleptice ale formulărilor
preparate, iar valoarea pH a tuturor gelurilor a fost în intervalul limitelor de ± 0,3 unităţi pH de la
valoarea iniţială. De asemenea, nu s-a observat modificări esenţiale în ceea ce priveşte mărimea particulelor
lipozomilor, p < 0,05 (figura 18). Unii autori indică faptul că pierderea medicamentului cu mai puţin de 5%
din încărcătura iniţială într-o perioadă de 4 săptămâni, în condiţii de refrigerare, a fost bună în intervalul
limitelor, atunci când veziculele au fost utilizate pentru aplicarea locală [188]. Cum se poate vedea în figura
21 procentul de piroxicam asociat în lipozomi, din gelurile lipozomice a rămas stabil. De asemenea, nu s-au

înregistrat modificări majore ale profilului de cedare a piroxicamului din formulările cu geluri lipozomice, în
cadrul unei perioade de stocare de 3 săptămâni (tabelul XV).
% piroxicam încorporat
Figura 21
Modificări ale procentajului de piroxicam
încorporat în gelurile lipozomice pe parcursul stocării (media ± SD, n = 5)
Concluzii. Acest studiu sugerează faptul că formulările cu geluri lipozomice conţinând piroxicam pot
conferi efecte terapeutice mai bune decât formulările convenţionale, datorită cedării locale controlate a
formei dozate, într-un timp mai lung, ceea ce poate duce la îmbunătăţirea eficienţei şi la o mai bună acceptare
a sa de către pacient, adică la o mai bună complianţă.
XII. Cercetări privind realizarea unor geluri cu complecşi de incluziune
piroxicam-ciclodextrine. Influenţa complexării ciclodextrinelor
asupra formulării gelulurilor de piroxicam
Solubilitatea piroxicamului în apă este mică. Complexarea moleculară a acestuia cu β-ciclodextrină,
îmbunătăţeşte solubilitatea medicamentului şi, de aceea, se poate aştepta o grăbire a absorbţiei piroxicamului,
rezultând o mai mare putere de acţiune [200].
Ciclodextrinele (CDs) s-au dovedit optime pentru a modifica penetrarea transdermală a medicamentului
în multe componente prin complexare. Dacă medicamentul este adus în vehicul, într-o concentraţie
peste cea de saturaţie, CDs pot accelera cedarea sa prin mărirea proporţiei de specii difuzabile. Când proporţia
de medicament în vehicul este sub limita de solubilitate, complexarea reduce concentraţia moleculelor de
medicament liber care pot penetra prin piele, mărind astfel cedarea medicamentului [201].
Din cauza masei lor moleculare relativ mari şi a hidratării suprafeţei exterioare, în condiţii normale,
CDs şi complecşii lor vor penetra membranele biologice cu o considerabilă dificultate [202]. CDs acţionează
ca nişte adevăraţi cărăuşi păstrând moleculele de medicament puţin solubile în soluţie şi cedându-le la
suprafaţa pielii de unde penetrează în bariera tegumentară [202-203].
În acest studiu s-au preparat şi caracterizat complecşi solizi ai piroxicamului (PX) cu β-ciclodextrină
(β-CD) şi β-ciclodextrină metilată (RAMEB). S-au investigat influenţa complexării asupra proprietăţilor
hidrogelurilor de HPMC şi cedarea medicamentului in vitro. Hidrogelurile conţin PX dispersat, complecşi
PX-β-CD şi PX-RAMEB fără alţi cosolvenţi.
Prepararea sistemelor solide piroxicam-ciclodextrină
S-au preparat amestecuri fizice şi complecşi liofilizaţi în raport molar 1:1 PX:CDs, bazate pe rezultatele
obţinute din studiile referitoare la solubilitate [208].
Pentru a prepara amestecuri fizice de medicament şi ambele CD, PX cântărit şi β-CD sau RAMEB au
fost sitate prin site cu ochiuri de 0,5 mm mesh şi au fost apoi amestecate omogen într-un mixer Turbula T2C
(Willy A Bachofen AG, Elveţia), timp de 10 minute.
Pentru a prepara complecşi uscaţi prin îngheţare, s-a adăugat PX la soluţia apoasă de β-CD sau
RAMEB şi s-a agitat la 600 rpm, până ce s-a format o suspensie stabilă. Apoi PX s-a dizolvat prin adăugare
de hidroxid de amoniu şi soluţia s-a agitat 24 de ore la temperatura ambiantă. Pentru a obţine echilibrarea
- 36 -
Timp (săptămâni)

complexării, soluţiile preparate au fost îngheţate şi liofilizate (Liofilizator Alpha 1-4, M.Christ.,
Gefriertrocknungslangen GmbH, Germania), pentru a obţine complecşi solizi.
Caracterizarea sistemelor solide piroxicam-ciclodextrină s-a realizat prin:
• Calorimetrie diferenţială (Differential Scanning Calorimatry, DSC);
• Difractometria pulberii cu raze X (X-ray powder diffractometry, XRPD)
• Spectrometria IR cu transformată Fourier (Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR);
• Spectrometria în IR apropiat (Near infrared spectroscopy, NIR);
• Studii de dizolvare in vitro ale piroxicamului, ale amestecurilor fizice şi complecşilor uscaţi prin
liofilizare;
• Studii de permeabilitate a piroxicamului prin membrană celulozică din sistemele solide preparate,
folosind celula de difuziune Franz (Perure Gear, SUA).
Prepararea gelurilor şi caracterizarea lor
Gelurile au fost preparate prin dispersia HPMC (2% m/m) în apă caldă (80°C). Dispersiile au fost
aerate până la răcire la temperatura camerei şi apoi s-a adăugat piroxicam sau PX-CD sub formă de complex.
Concentraţia finală a piroxicamului în gel a fost de 1%. Gelurile preparate au fost stocate la 4°C următoarele
24 de ore pentru umflarea completă a polimerului şi omogenizarea sistemului înainte de caracterizare.
Pentru caracterizarea in vitro a gelurilor preparate s-au efectuat studii de permeabilitate şi măsurători
reologice.
Studii de permeabilitate. Permeabilitatea prin membrana celulozică a piroxicamului din gelurile preparate
a fost investigată prin umplerea compartimentului donator al celulei de difuziune Franz, cu 2g de gel
preparat. Toate celelalte condiţii experimentale au fost aceleaşi ca acelea descrise pentru studiile de permeabilitate
a sistemelor solide.
Măsurarea vâscozităţii. Vâscozitatea aparentă a gelurilor preparate au fost determinată folosind un
vâscozimetru Brookfield Rheostress DV-III+Reometer (Brookfield Engineering Laboratories, Anglia). Măsurătorile
au fost efectuate de 3 ori la 25°C , folosind fusul SC4. Pentru a determina influenţa stresului la forfecare,
aplicat pe microstructura gelului, s-au efectuat măsurători la o viteză de rotaţie de 1 şi 10 rpm. În
aceleaşi condiţii, s-a examinat vâscozitatea aparentă a gelului controlat (2% HPMC dispersie în apă).
Rezultate şi discuţii
Studiile de solubilitate a fazelor, făcute pentru β-CD şi RAMEB, sugerează formarea unui complex de
incluziune PX-CD 1:1 stochiometric [208]. S-au preparat complecşi solizi echimolari piroxicam-CD, folosind
liofilizarea. S-au obţinut date despre formarea complecşilor preparaţi prin DSC, XRPD, FTIR şi NIR.
Conţinutul în piroxicam din complecţii preparaţi a fost de 22,6 şi 19,9% pentru β-CD şi respectiv RAMEB.
Au fost evidenţiate comportamentul termic al piroxicamului, al mixturilor fizice piroxicam-ciclodextrină
şi a complecşilor corespunzători de incluziune. Aşa cum se arată în figura 22, piroxicamul prezintă
un peak caracteristic de fuziune endotermică la 200,8°C şi ∆H de 108 J/g, corespunzător punctului de topire
al piroxicamului şi indicând faptul că medicamentul este sub formă cubică de cristal polimorf. Mai mult,
β-CD şi RAMEB prezintă comportamente endotermice în domeniul 30-95°C care se raportează la ieşirea
apei absorbite şi la efecte mici endo- sau exo- la 210-325°C, datorită degradării termice.
Termogramele DSC ale amestecurilor fizice pentru piroxicam şi β-CD arată existenţa peak-ului
endotermic pentru piroxicam, indicând absenţa interacţiei dintre β-CD şi piroxicam.
Peak-ul piroxicamului în amestecul fizic cu RAMEB este redus, indicând o interacţie mai intensă a
acestuia cu RAMEB [209-210].
Termogramele DSC ale complecşilor liofilizaţă prezintă dispariţia peak-ului endotermic al piroxicamului
la 200,8°C. Aceasta poate fi atribuită formării unei dispersii solide, amorfe, unei încapsulări moleculare
a medicamentului în cavitatea CDs sau ambelor. Oricum, fără echivoc, aceste fenomene sunt indicatoare
ale unei puternice interacţii între piroxicam, β-CD şi RAMEB în stare solidă.
- 37 -

Figura 22
Termograma DSC pentru: piroxicam (PX) (A), β-CD (B), PX şi amestec fizic de β-CD (C), PX şi complex liofilizat de β-CD (D),
RAMEB (E), PX şi amestecuri fizice de RAMEB (F), PX şi complex liofilizat RAMEB (G)
Figura 23
Probe de XRPD ale: piroxicamului (PX) (A) β-CD (B), amestecuri fizice de PX şi β-CD (C), complecşi liofilizaţi PX şi β-CD (D),
RAMEB (E), amestecuri fizice PX şi RAMEB (F), complecşi de incluziune PX şi RAMEB liofilizaţi (G)
Prezenţa multor peak-uri diferite în mostrele de difracţie ale piroxicamului (figura 23A) indică
faptul că acesta este în formă cristalină şi peak-urile lui la 8,5º şi 17,7º sunt selectate ca peak-uri caracteristice
în amestec.
Mostra XRPD a β-CD (figura 23B) prezintă o cristalinitate mai mică, în timp ce datele pentru
RAMEB (figura 23C) sunt complet difuze, indicând prezenţa formei amorfe.
Mostrele de difracţie ale amestecurilor fizice arată superpoziţionarea spectrului fiecărui component,
indicând prezenţa piroxicamului în stare cristalină.
Contrar, mostrele de difracţie ale complecşilor liofilizaţă (figura 23D şi 23G) sunt complet difuze şi
dispariţia peak-urilor importante ale piroxicamului cristalin situate la 8,5º şi 17,7º indică natura total amorfă a
piroxicamului în aceste produse. Aceste rezultate pot fi atribuite interacţiei dintre piroxicam şi ambele CDs în
produsele liofilizate, sugerând prezenţa unei noi faze solide amorfe în produse, confirmând observaţiile DSC.
Date mai relevante despre formarea complexului au fost obţinute din studiile FTIR, care investighează
grupele funcţionale ale piroxicamului implicate în complexare (figura 24).
Spectrul FTIR al piroxicamului (figura 24A) arată o bandă la 3339 cm -1 , ceea ce indică faptul că piroxicamul
este în forma cubică polimorfă. Alte benzi caracteristice sunt atribuite intervalului vibraţiilor diferitelor
grupări: 1630 cm -1 interval al carbonilului amidic, 1529 cm -1 intervalul celei de-a doua vibraţii a benzamidei,
1435 cm -1 interval al grupării asimetrice metil, 1351 cm -1 interval al grupării simetrice metil, 1149 cm -1 interval al
grupării –SO2-N, şi 773 cm -1 ca interval pentru gruparea fenil orto-disubstituită [209].
- 38 -

Mostre ale diferitelor amestecuri fizice (figura 24C şi 24F), prezintă aproximativ, superpoziţionării
ale mostrelor de ciclodextrină şi piroxicam.
În spectrul FTIR al complecşilor preparaţi (figura 24D şi 24G), benzile piroxicamului sunt aproape
complet întunecate de benzile CDs foarte intense şi largi care sunt puternic influenţate de formarea complexului.
Benzile de absorbţie ale piroxicamului la 1630 şi 1529 cm -1 exprimă o lăţire dramatică a spectrelor
complecşilor preparaţi prin liofilizare, iar peak-urile sunt schimbate către frecvenţe mai mici. Această modificare
este raportată, probabil, la formarea legăturilor intramoleculare de hidrogen dintre moleculele musafir
şi cele gazdă [211]. Se pare că atunci când gruparea carbonil intră într-un compus hidroxilic prin legături de
hidrogen, intervalul benzii se mută către frecvenţe mai mici, datorită slăbirii legăturii duble a radicalului de
carbonil [210].
Figura 24
Spectrul FTIR pentru: piroxicam (A) β-CD (B), amestecuri fizice de piroxicam şi β-CD (C), complecşi liofilizaţi piroxicam şi β-CD (D),
RAMEB (E), amestecuri fizice de piroxicam şi RAMEB (F), complecşi piroxicam şi RAMEB liofilizaţi (G)
Spectrele NIR ale piroxicamului, β-CD, RAMEB, amestecurilor fizice ale piroxicamului şi CD ca şi
complecşii PX-CD liofilizaţi, au fost analizate în modul de reflecţie difuz (figura 25).
Figura 25
Spectrul NIR pentru: piroxicam, CDs, amestecuri fizice şi complecşi liofilizaţi pentru β-CD şi RAMEB
- 39 -

Spectrul piroxicamului arată 2 benzi relativ înguste în regiunea dintre 6000 cm -1 şi 6500 cm -1
raportate la vibraţiile C-H şi respectiv N-H. Grupele hidroxil ale RAMEB dau naştere la benzi largi în
spectrul NIR. S-au observat spectre similare ale RAMEB şi a complecşilor PX-RAMEB. Ambele spectre
prezintă benzi largi aparţinând grupelor hidroxil, în timp ce se pot observa modificări semnificative ale
benzilor piroxicamului în spectrele complexului PX-RAMEB, de la 6532 la 6632 cm -1 . Aceste schimbări
reflectă modificări puternice ale energiei de vibraţie a piroxicamului, ceea ce confirmă legătura sa intramoleculară
strânsă cu RAMEB. S-a descris anterior faptul că piroxicamul dă legături intramoleculare de hidrogen,
foarte stabile, legând gruparea enol cu oxigenul carbonilic, formând un inel cu şase laturi [212]. Luând în
considerare aceste interacţii intramoleculare puternice, am sugerat că legătura piroxicamului cu moleculele
de RAMEB poate apărea printr-o legătură de hidrogen a grupei hidroxil a CD cu electroni impari de azot.
Acest lucru afectează vibraţia grupei N-H amidice în aşa fel încât se observă o schimbare semnificativă de la
6532 la 6632 cm -1 . Unii autori sugerează că piroxicamul există sub formă ionică, unde sarcinile pozitive şi
cele negative sunt dislocate la azotul piridinic şi la oxigenul carbonilic, astfel încât interacţia piroxicamului
cu CD poate fi atribuită legăturii electrostatice, dar, de asemenea, printr-o legătură de hidrogen [213-214].
Rezultatele obţinute confirmă mai degrabă o interacţie puternică cu hidrogenul între o moleculă musafir şi
una gazdă. Mai mult, poziţia benzii de vibraţie a C-H (6000 cm -1 ) nu se modifică în spectrul complexului PX-
RAMEB, sugerând că nu există modificări în cadrul structurii moleculare a piroxicamului bazic, de-a lungul
procesului de complexare. Spectrul NIR pentru complexul piroxicam-β-CD demonstrează acelaşi lucru pentru
procesul de complexare ca şi pentru complexul cu RAMEB. S-a arătat că banda N-H a fost mutată de la
6532 cm -1 din spectrul piroxicamului, la 6624 cm -1 în spectrul complexului piroxicam-β-CD. Spectrul amestecurilor
fizice ale piroxicamului şi ambele ciclodextrine, arată o superpoziţionare clară a piroxicamului şi a
spectrului CD, neindicând nici o interacţie între piroxicam şi CDs.
Profilele de cedare ale piroxicamului din amestecurile fizice şi complecşi PX-CDs sunt reprezentate
în figura 26:
Figura 26
Studiile de dizolvare ale piroxicamului, a amestecurilor fizice şi a complexului liofilizat în apă la 37ºC (media ± SD, n = 5) pentru:
a) β-CD, b) RAMEB
S-a arătat că dizolvarea piroxicamului din complecşi a fost foarte rapidă şi completă în primele 10
minute, reflectând buna îmbunătăţire a solubilităţii acestuia. Îmbunătăţirea solubilităţii piroxicamului obţinută
cu amestecuri fizice, comparată cu cea a piroxicamului singur, poate fi atribuită acţiunii locale de
- 40 -

solubilizare a CDs, operativă în micromediul înconjurător asupra straturilor hidrodinamice care înconjoară
particulele de piroxicam, ceea ce îmbunătăţeşte umiditatea şi/sau solubilitatea. De asemenea, formarea in situ
a complexului deja solubil în mediul de disoluţie, contribuie în plus la cedarea piroxicamului din amestecurile
fizice preparate. Creşterea dizolvării care apare cu complecşi liofilizaţă poate fi atribuită complexării
şi stării amorfe puternic energetizate la fel de bine ca şi reducerii cristalinităţii în complexarea următoare aşa
cum s-a confirmat prin studiile XRPD.
Variate baze de unguent, conţinând piroxicam au fost studiate anterior, iar cedarea in vitro a piroxicamului
s-a dovedit a fi foarte mică (mai puţin de 5%). Pentru a îmbunătăţi vitezele de cedare, piroxicamul a
fost complexat şi încorporat într-o bază de hidrogel. Testul de permeabilitate a fost făcut pentru a investiga
trecerea piroxicamului printr-o membrană semipermeabilă. S-au determinat coeficienţii de difuziune din
regiunea stării constante, asupra profilelor de difuziune, arătate ca o cantitate cumulativă de piroxicam care
difuzează prin membrană în funcţie de timp (tabelul XVI):
Tabel XVI
Coeficientul de difuziune al piroxicamului în soluţie de tampon fosfat şi geluri de HPMC şi fără HPMC
Eficacitatea ciclodextrinei asupra difuziei piroxicamului a fost determinată prin compararea coeficienţilor
de difuziune (D) ai piroxicamului în prezenţa şi în absenţa CDs şi a fost definită prin factorul de
mărire (EF).
Membranele semipermeabile de celuloză sunt puternic permeabile pentru multe medicamente şi au
timp scurt de întârziere. De aceea, aceste membrane sunt folositoare pentru optimizarea formulărilor cu
ciclodextrine pentru aplicaţii locale. Ciclodextrina va afecta fluxul prin aceste membrane în acelaşi mod ca şi
în cazul pielii. Permeabilitatea piroxicamului din apă şi geluri HPMC este arătată în figura 27 şi respectiv 28.
Figura 27
Cantitatea cumulativă de piroxicam difuzat de-a lungul membranei semipermeabile din dispersii ale medicamentului şi complecşi în
apă, în funcţie de timp (media ±SD, n =5)
Figura 28
Cantitatea cumulativă de piroxicam difuzat de-a lungul membranei semipermeabile din gelurile preparate, în funcţie de timp
(media ±SD, n =5).
- 41 -

Permeabilitatea medicamentului din sistemele preparate în compartimentul donator prin intermediul
unei membrane semipermeabile, implică trei procese consecutive mai întâi dizolvarea particulelor solide
dispersate, apoi difuzia medicamentului de-a lungul mediului de dizolvare sau umflarea matriţei polimerice
şi, în final permeabilitatea sa prin membrană. Toate cele trei procese contribuie la viteza de difuziune.
Rezultatele arată că, complexarea creşte difuzia piroxicamului prin creşterea cantităţii de specii difuzabile în
faza donatoare, prin mărirea solubilităţii medicamentului. Totuşi complexul nu a putut penetra (piroxicamul
în complex a fost în echilibru dinamic rapid cu piroxicamul liber), formând continuu moleculele de piroxicam
în formă difuzabilă către membrană. De aceea, complexarea cu ciclodextrină creşte gradul concentraţiei
piroxicamului peste membrană, ceea ce duce la o creştere a coeficientului de difuziune pentru piroxicam
(tabel XVI). Prezenţa unei faze solide în sistem (dispersia medicamentului/complex în apă sau gel), asigură o
activitate termodinamică mare, constantă, a piroxicamului la suprafaţa membranei, înlocuind moleculele de
piroxicam pierdute datorită difuziei de-a lungul membranei semipermeabile, cu dizolvarea fazei solide.
Ciclodextrina solubilizează medicamentele lipofile în vehiculul apos şi conduce moleculele de medicament la
suprafaţa de barieră unde apar disocieri ale complecşilor şi permeabilitatea medicamentului de-a lungul
membranei semipermeabile.
Prezenţa HPMC în geluri întârzie cedarea de piroxicam comparativ cu datele permeabilităţii piroxicamului
din suspensiile apoase. Acest efect de întârziere poate fi explicat prin difuzia lentă a piroxicamului
de-a lungul stratului matriţei de HPMC. HPMC umflată, controlează difuzia piroxicamului şi, în cosecinţă,
cedarea sa. O difuziune mai mică a piroxicamului de-a lungul matriţei HPMC, a fost etapa limitantă a vitezei
în procesul general de difuziune.
Valorile constante ale stabilităţii pentru β-CD şi complecşi PX-RAMEB au fost diferite. RAMEB
s-a dovedit a avea proprietăţi mai bune de solubilizare şi de complexare pentru piroxicam decât β-CD, aşa
cum s-a putut deduce din valorile constantei de stabilitate mari, obţinute pentru complecşi. Proprietăţile mai
bune de complexare ale RAMEB nu au afectat semnificativ difuzabilitatea piroxicamului din apă. Valorile
coeficientului de difuziune pentru ambele ciclodextrine au fost aproape la fel. Ele au diferit doar în cazul
permeabilităţii medicamentului din gelurile de HPMC.
Un număr de lucrări [201, 205] au discutat despre influenţa vâscozităţii formulărilor asupra cedării
medicamentului din formulări locale, demonstrând că o creştere a vâscozităţii va scădea rata de cedare a
medicamentului. Vâscozitatea e o proprietate fizică, care, la nivel molecular, poate fi redusă la termenul unei
viteze crescute a difuziei prin gel, ca o consecinţă a conţinutului redus de solvent.
Dispersia apoasă cu 2% HPMC are vâscozitatea aşa cum o declară producătorul (figura 29) şi creşterea
vitezei de rotaţie nu modifică semnificativ vâscozitatea probei, indicând formarea unei structurii stabile
a gelului.
Figura 29
Vâscozitatea (η) gelurilor preparate, măsurată la viteze diferite de rotaţie
(media ± SD, n = 3).
HPMC formează o reţea legată fizic prin formarea unor zone de joncţiune, care sunt responsabile
pentru rezistenţa mecanică a gelului. Prezenţa piroxicamului reduce uşor vâscozitatea gelului şi se observă o
scădere mai pronunţată a vâscozităţii la o viteză de rotaţie mai mare. Când se încorporează complecşi CD în
gel, scade dramatic vâscozitatea probelor atunci când se aplică viteze de rotaţie mai mari (figura 29).
- 42 -

Scăderea vâscozităţii indică posibilitatea interacţiei dintre complecşi şi lanţurile de HPMC, fapt ce poate
afecta formarea zonelor de joncţiune în gel [215]. Complecşii de incluziune CD sunt cunoscuţi pentru interacţiunea
lor cu polimerii solubili în apă, formând complecşi ternari conţinând molecule de medicament, CD
şi lanţuri de polimer [216]. Formarea de complecşi ternari PX-CD-HPMC în soluţie şi în stare solidă a fost
bine caracterizată. În complexul ternar polimerul înveleşte parţial sau total complexul de incluziune,
interacţionând cu ambele -medicamentul şi molecule de CD- prin legături de hidrogen [217]. Această interacţie
poate reduce interacţia dintre lanţurile de HPMC şi de aceea, la o viteză de rotaţie mai mare, lanţurile de
polimer sunt total descurcate şi bine aliniate în direcţia curgerii. Scăderea vâscozităţii este mult mai pronunţată
în cazul RAMEB. RAMEB este o ciclodextrină modificată chimic cu gradul de metilare de 1,8 şi de
aceea, este mai dificilă decât β-CD naturală. De aceea, scăderea puternică a vâscozităţii în cazul RAMEB
poate fi atribuită interacţiei adiţionale hidrofilice dintre RAMEB şi lanţurile de polimer [218]. Alte experienţe
precum măsurătorile vâscoelastice, sunt necesare pentru a investiga mecanismul interacţiei dintre
lanţurile de HPMC şi complecşi piroxicamului în mostrele de gel.
Stabilitatea gelurilor preparate a fost monitorizată timp de 3 luni şi nu s-a observat o sedimentare a
fazei solide. Se pare că starea amorfă a particulelor complexului şi vâscozitatea gelurilor, au fost suficiente
pentru a stabiliza dispersia particulelor solide în sistemele de gel.
Concluzii. Piroxicamul formează un complex de incluziune cu β-CD şi RAMEB. Încorporarea complexului
de incluziune medicament-ciclodextrină, în gelul hidrofil, măreşte permeabilitatea medicamentului
de-a lungul membranei semipermeabile. Interacţiile dintre CDs şi lanţurile de HPMC modifică proprietăţile
mecanice ale gelului şi de aceea consider că natura acestor interacţii trebuie investigată şi în viitor.
XIII. Cercetări privind realizarea şi evaluarea unui
sistem terapeutic oftalmic de gelifiere in situ cu piroxicam
În distribuţia oculară, constrângerile fiziologice impuse de mecanismul protector al ochiului, duc la
o absorbţie lentă a medicamentelor ce are ca rezultat o durată scurtă a efectului terapeutic. Când o soluţie
medicamen-toasă este picurată în ochi, printr-un drenaj lacrimal efectiv şi o acţiune de clipire a ochiului, are
loc într-o reducere de 10 ori a concentraţiei medicamentului în 5 minute [219]. Permeabilitatea limitată a
corneei contribuie la gradul mic de absorbţie a medicamentelor administrate sub formă de soluţie oftalmică.
Datorită drenajului lacrimal, majoritatea dozei administrate este absorbită via tractului nazolacrimal (NL) la
tractul gastrointestinal (GI) conducând la efecte adverse. Eliminarea rapidă a picăturilor oculare administrate,
se traduce deseori printr-o durată scurtă a efectului terapeutic, făcând necesar un dozaj mai ridicat care să se
aplice mai frecvent.
Terapia oculară va fi semnificativ îmbunătăţită dacă timpul de rezistenţă precorneean al medicamentelor
poate fi crescut. Numeroase preparate noi au fost dezvoltate pentru uz oftalmic, nu numai pentru a
prelungi timpul de contact al vehiculului pe suprafaţa oculară ci şi pentru a încetini eliminarea medicamentului
[220-221].
S-au obţinut rezultate de succes cu inserte şi lamele colagenice [222-223], însă aceste preparate
implică şi unele dezavantaje, în special la persoanele mai în vârstă. Din punct de vedere al acceptabilităţii de
către pacient, o formă de dozaj lichidă este preferabilă.
Această problemă poate fi depăşită prin folosirea sistemelor de cedare oftalmică a medicamentelor
ce formează geluri in situ. Ele sunt preparate din polimeri care conferă tranziţii reversibile de fază (sol-gelsol)
şi care au un comportament pseudoplastic pentru a minimaliza interferenţa cu clipirea [223]. Astfel de
sistem poate fi formulat ca o formă dozată lichidă, potrivită a fi administrată prin instilarea în ochi care, prin
expunerea la condiţiile fiziologice, se schimbă (trece) în faza de gel, crescând astfel rezidenţa precorneeană a
sistemului de distribuţie şi îmbunătăţind biodisponibilitatea oculară.
Dependent de metoda folosită pentru a cauza tranziţia dintre faze sol-gel pe suprafaţa ochiului, au
fost recunoscute următoarele tipuri de sisteme: sisteme dependente de pH (incluzând latex celulozic acetathidrogenftalat
[224-225]), carbopol [226], sisteme dependente de temperatură (incluzând pluronici [227-228]
şi tetronici [229-230]) şi sisteme activate ionic (incluzând gellan [231-232]). Gellan este o heteropoli-
- 43 -

zaharidă anionică lineară, cu masa moleculară mare, produsă aerob din bacteria Auromonas (Pseudomonas)
elodea, redenumită Sphingomonas paucimobilis.
Obiectivul acestui studiu este de a dezvolta un sistem de gelifiere in situ, activat ionic, pentru
piroxicam, un medicament din clasa AINS, utilizat ca o alternativă la steroizi în tratamentul inflamaţiilor
tunicii oculare şi al altor inflamări externe a ochiului [233-234]. Gellan (Gelrite ® ) a fost investigat ca vehicul
pentru formularea picăturilor de ochi cu piroxicam (1%, m/v). Gellan-ul se gelifiază atunci când este instalat
în sacul conjunctival al ochiului şi furnizează o cedare susţinută a piroxicamului pe parcursul tratamentului.
Prepararea sistemului terapeutic oftalmic cu piroxicam
Gellan (Gelrite ® ) a fost dizolvat în soluţie caldă de tampon fosfat la pH 7,4 (preparată din dihidrogen
o-fosfat de potasiu şi hidroxid de sodiu în apă proaspătă pentru injectare la 70ºC în curgere laminară) cu sau
fără diferite proporţii de citrat de sodiu, prin agitare continuă la 40ºC. Cantitatea de piroxicam necesară
pentru a da o concentraţie finală a medicamentului de 1% (m/v) a fost adăugată la soluţia polimerică şi s-a
agitat până la dizolvare. Formularea a fost filtrată şi ambalată în fiole de 10 mL de sticlă colorată. Acestea au
fost închise cu dop de cauciuc şi sigilate cu sigiliu de aluminiu. În ambalajul final, formulările au fost
sterilizate prin autoclavare la 121ºC şi 15 Pa, timp de 20 minute. Formulările sterilizate au fost depozitate
într-un refrigerator (4-8ºC) până la folosire.
Evaluarea sistemului terapeutic oftalmic cu piroxicam
S-a realizat prin:
- uniformitatea conţinutului în piroxicam
- studii de gelifiere
- studii reologice
- studii de cedare in vitro (cinetica cedării piroxicamului din formulările preparate)
- studii farmacodinamice
Tabel XVII
Clasificarea diferiţilor parametri clinici ai inflamării tunicii oculare monitorizaţi*
Clasificare Congestie Keratită Cheag Clipire Celule apoase
Fără congestie Fără inflamare Fără cheag Absent complet Fără celule
0
+
++
+++
++++
Congestie circumcorneică
(uşor până
la moderat)
Congestie circumcorneică
marcată
Congestie circumcorneică
(marcată),
episclerală (difuză) şi
conjunctivală (difuză)
Congestie circumcorneică
(marcată),
episclerală (difuză) şi
conjunctivală (cu
edem)
Edem stromal (uşor
difuz)
Edem epitelic al stromei
moderat, cu grosime şi
pliuri în membrana
Decemet
Edem epitelic al stromei
difuz şi pliuri în
membrana Decemet;
vascularizare periferică
Numeroase edeme pe
stromă
*Sinechia: nu sunt scoruri ca pentru ceilalţi parametrii, fie prezenţi sau absenţi.
- 44 -
Cheag mic în
unghiul mic al ariei
papilare
Ceagul ocupă
treimea joasă a
camerei
anterioare
Cheag ce umple
jumătatea de jos a
camerei
anterioare
Cheag solid ce
umple aproape
întreaga cameră
anterioară
Fin 5 până la 10
celule / arie
Moderat 10 până la 20
celule / arie
Marcat 20 până la 50
celule / arie
Intens Mai mult de 50
celule / arie
Rezultate şi discuţii
Uniformitatea conţinutului în piroxicam
Compoziţia formulărilor preparatelor oftalmice cu piroxicam preparate este dată de tabelul XVIII.
Concentraţia de gellan a fost menţinută la un maxim de 0,5 % (m/v). Crescând concentraţia dincolo de
0,5% se produce o gelifiere prin răcire la 40°C. Gellan-ul la o concentraţie de 0,6% (m/v), este utilizat în
prezent şi pentru prepararea picăturilor oftalmice cu maleat de timol şi metilprednisolon [231-232].

Tabel XVIII
Compoziţia sistemelor de gelifiere preparate cu piroxicam*
Codul formulării
Gellan
(%, m/V)
GI1
0.1
GI2
0.2
GI3
0.3
GI4
0.4
GI5
0.5
GI6
0.5
GI7
0.5
GI8
0.5
GI9
0.5
*Piroxicam 1 % (m/v) s-a adăugat în toate cazurile, iar manitol 5 % (m/v) a fost utilizat ca agent izotonic.
- 45 -
Citrat de sodiu
(%, m/m)
–
–
–
–
–
10
20
30
40
Proprietăţile fizico-chimice ale formulărilor preparate sunt expuse în tabelul XIX.
Tabel XIX
Proprietăţile fizico-chimice ale sistemelor de gelifiere cu piroxicam preparate
Capacitate de gelifiere
Codul formulării Uniformitatea conţinutului (%)
STF 1 STF 2
GI1
99.64 ± 0.86
++
GI2
98.18 ± 0.48
+++
GI3
99.09 ± 0.51
+++
GI4
99.43 ± 0.68
+++
GI5
98.78 ± 0.76
+++
GI6
98.81 ± 0.88
+++
GI7
99.66 ± 1.04
+++
GI8
99.84 ± 0.91
+++
GI9
98.93 ± 0.43
+++
++ gelifiere imediată, stabilă câteva ore (se formează geluri mai puţin dense).
+++ gelifiere imediată, stabilă pentru perioade de timp mai extinse (se formează geluri dense).
Conţinutul în piroxicam, claritatea şi pH-ul formulărilor au fost găsite a fi optime şi formulările au fost
lichide atât la temperatura camerei cât şi după ce au fost supuse refrigerării.
Cele două condiţii obligatorii ale unui sistem de gelifiere sunt vâscozitatea şi capacitatea de gelifiere
(viteza şi întinderea gelifierii). Formularea ar trebui să aibă o vâscozitate optimă, care să-i permită instalarea
cu uşurinţă în ochi ca un lichid (picături) şi care apoi se va supune rapid tranziţiei sol/gel, datorită interacţiei
ionice. Mai mult, pentru a facilita cedarea susţinută a piroxicamului în ţesuturile oculare, gelul format in situ,
ar trebui să-şi păstreze integritatea fără să se dizolve sau să se erodeze pentru o perioadă de timp mai lungă.
Toate formulările arată gelifieri instantanee când vin în contact cu fluidele de gelifiere (STF1 şi STF2).
Oricum natura gelului format depinde şi de concentraţia polimerului. Formularea lotului GI1 arată gelifierea
cea mai slabă, fapt care se poate datora prezenţei unei cantităţi minime de gellan (0,1%). Natura componentelor
mediului de gelifiere pare să nu influenţeze natura gelului format, indicând faptul că gelifierea apare în
primul rând datorită prezenţei cationilor în fluid.
Formulările preparate au prezentat o reologie pseudoplastică, sub influenţa forţei de forfecare. Se
constată că vâscozitatea este dependentă direct de conţinutul polimeric al formulării. Nu s-a observat nici o
modificare a vâscozităţii formulării după autoclavare. Adăugarea de citrat de sodiu în formulare reduce
semnificativ statistic vâscozitatea (p

Vâscozitate (Pa s)
Figura 30
Vâscozitatea preparatelor de gelifiere cu piroxicam. Efectul concentraţiei gellan-ului.
Media ±SD (n=3).
Vâscozitate (Pa s)
Viteza unghiulară (rpm)
Viteza unghiulară (rpm)
Figura 31
Efectul concentraţiei citratului de sodiu asupra comportamentului reologic al sistemului de gelifiere cu piroxicam.
Media ±SD (n=3).
Administrarea de preparate oftalmice ar trebui să influenţeze cât se poate de puţin caracterul pseudoplastic
al filmului pre-cornean [237]. Când viteza de forfecare oculară este foarte mare, situându-se de la
0,03s -1 pe parcursul perioadei de interclipire la 4250-28500s -1 pe parcursul perioadei de clipire [238], sunt
deseori preferate fluidele vâscoelastice cu o vâscozitate care este mai mare, sub condiţiile unei viteze mici de
forfecare şi mai mică în condiţiile unei viteze de forfecare mari.
Studii de cedare in vitro (cinetica cedării piroxicamului din formulările preparate)
Studiile de gelifiere arată faptul că natura gelifierii a fost similară la formulările cu STF1 şi STF2.
STF1 a fost selectată ca mediu de dizolvare pentru a evita interferenţa în analiza studiului cedării din probe
pentru piroxicam, iar STF2 pentru a evita interferenţa cu proteinele. Prima probă a fost făcută la 1 minut după
ce sistemul de gelifiere a venit în contact cu mediul de dizolvare pentru a socoti medicamentul cedat înaintea
formării complete a gelului şi pentru a evalua efectul creşterii concentraţiei de polimer asupra naturii gelului
format. Rezultatele arată că, în primele minute, cantitatea de medicament cedată, scade cu creşterea concentraţiei
polimerului (figura 32) şi această tendinţă continuă pe toată durata studiului.
Cedarea iniţială, rapidă, a piroxicamului din sistemele preparate, poate fi explicată prin faptul că aceste
sisteme au fost formulate în vehicul apos. Matriţea formată pe gel a fost deja hidratată şi o altă hidratare şi
- 46 -

permeabilitate a apei nu a putut să mai limiteze cedarea medicamentului. Un comportament similar al cedării
a fost raportat pentru pilocarpină unde cedarea iniţială rapidă (efect perie) scade cu creşterea concentraţiei
polimerului din sistemele pe bază de alginaţi [239]. Aceste rezultate se corelează cu cele ale studiului gelifierii.
Formulările care conţin citrat de sodiu (loturile GI6 la GI9), prezintă o cedare semnificativ mai mare
(p < 0,05) decât loturile corespunzătoare, care nu conţin citrat de sodiu, probabil datorită formării unui gel
mai puţin dens, rezultând o mai mare difuziune a piroxicamului din gel în mediul de dizolvare.
Cedarea cumulativă a piroxicamului (%)
Timp (ore)
Figura 32
Cedarea in vitro a sistemului oftalmic gelifiant cu piroxicam
Media ±SD (n=3).
Picăturile de ochi formează o matriţă opacă, imediat după adăugare în mediul de dizolvare, datorită
interacţiei cationice în STF (compoziţia 1). De aceea cedarea piroxicamului din matriţă a fost probabil influenţată
de difuziunea şi/sau eroziunea matriţei. Combinarea acestor procese pare să ducă la cinetica de cedare
controlată peste tot prin difuziune. Aceste rezultate sunt în concordanţă cu cele raportate de alţi cercetători
pentru metilprednisolon din picăturile de ochi cu gellan [232].
Studiul condiţiilor de cedare in vitro arată că gelurile formate au abilitatea de a reţine piroxicamul pe
durata studiului (8 ore). În fundul de ochi, gelurile se supun dizolvării mai rapide, datorită acţiunii de forfecare
a pleoapei şi a mişcării globului ocular.
Evaluarea farmacodinamică a formulărilor cu piroxicam în modelul ochiului de şobolan în care s-a
indus inflamarea tunicii oculare este arătată în tabelul XX.
În cazul ochilor trataţi cu dispersia standard nu s-au observat îmbunătăţiri semnificative a parametrilor
clinici după primele 4 ore (unde îmbunătăţirea a fost observată pentru unii parametri), inducând cerinţa
unei dozări frecvente pentru a produce efectul terapeutic optim, în timp ce formularea gelifiantă in situ (lotul
GI5) a prezentat îmbunătăţiri a parametrilor clinici la mai mult de 24 de ore de după instilare sugerând înclinaţia
sistemelor preparate spre a susţine cedarea piroxicamului cu o pierdere minimală datorită drenajului.
Nu s-au făcut repetări ale dozării deoarece scopul studiului a fost acela de a dezvolta o formulare
potrivită pentru aplicarea “odată pe zi”. Formularea (GI5) folosită pentru studiul farmacodinamic, a format
un gel translucid imediat după instalarea în ochi. Examinarea preliminară a ţesuturilor oculare, arată că
formulările nu au produs iritaţii şi nu s-au observat neetanşeităţi ale materialului gelifiat în nici o parte a
ochiului.
- 47 -

Tabel XX
Studii farmacodinamice ale sistemelor oftalmice gelificate cu piroxicam
*ochiul în care s-a implantat preparatul oftalmic cu piroxicam
Std - dispersie standard cu piroxicam
D - ochi drept
S - ochi stâng
Concluzii. Piroxicamul a fost formulat cu succes sub forma unui sistem oftalmic gelifiant in situ,
folosind gellan (Gelrite ® ). Sistemele formulate au conferit o cedare susţinută a medicamentului, in vitro,
pentru o perioadă de 8 ore. Formulările preparate au fost lipsite de efect de deteriorare asupra ţesuturilor
oculare. Ele au demonstrat o mai bună eficacitate terapeutică comparativ cu suspensia standard, deoarece au
avut câştig de cauză în ceea ce priveşte îmbunătăţirea parametrilor clinici monitorizaţi o perioadă mai lungă
de timp (24 de ore). Acest lucru poate fi văzut ca o alternativă viabilă la picăturile de ochi convenţionale, prin
abilitatea de a îmbunătăţi timpul de rezidenţă pre-corneică şi prin acesta, biodisponibilitatea oculară. Uşurinţa
administrării cuplată cu abilitatea de a produce o cedare susţinută, va avea ca efect o frecvenţă mai mică a
administrării, îmbunătăţindu-se astfel complianţa.
- 48 -

Concluziile părţii experimentale
Cercetările experimentale au condus la realizarea următoarelor optimizări în ceea ce
priveşte formele farmaceutice cu piroxicam:
- realizarea unor microsfere cu piroxicam folosind la preparare polimeri de eudragit;
- obţinerea prin extrudere-sferonizare a unor pelete cu piroxicam şi studierea şi
influenţei variabilelor operaţionale asupra proprietăţilor peletelor obţinute;
- investigarea unui ester al piroxicamului (benzoatul de piroxicam) în vederea folosirii
sale ca promedicament;
- definitivarea unei noi metodă de determinare simultană a piroxicamului şi a
metabolitului său major 5`-hidroxipiroxicam în plasma umană prin spectrofotometrie derivativă;
- obţinerea (formularea, prepararea şi evaluarea farmacologică) unor forme cu aplicare
locală cu piroxicam (unguente, creme, geluri) cu o biodisponibilitate optimizată;
- formularea şi caracterizarea unor geluri lipozomale cu piroxicam;
- realizarea unor geluri cu complecşi de incluziune piroxicam÷ciclodextrine şi influenţa
complexării ciclodextrinelor asupra formulării gelurilor cu piroxicam.
- formularea, obţinerea şi evaluarea unui sistem terapeutic oftalmic de gelifiere in
situ cu piroxicam.
Bibliografie (extras) 1
2
***
www.piroxicam.com
7
***
The United States Pharmacopeia
The United States Pharmacopeial Convention, 12601 Twinbrook Parkway, Rockville, MD 20852, 29, 2006
8
***
European Pharmacopeia
European Directorate for the Quality of Medicines (EDQM), Council of Europe, The fifth edition, Strasbourg, Cedex 1,
France, 2005
14
Wise, Donald L.
Handbook of Pharmaceutical Controlled Release
New York Marcel Dekker, Inc., 2000
cap 2: 31-38, cap 4: 65-82, cap 8:155-179, cap 9:183-205, cap 12: 255-267,
cap 22: 431-449, 23: 465-500, cap 44: 865-871
37
Cole C. Graham, Hogan John E., Aulton Michael E.
Pharmaceutical Coating Technology
Taylor & Francis Ltd, Londra, 2005, p. 6-50, 64-116, 118-150, 170-203, 205-238, 409-437
103
Koo OMY, Heng PWS.
The influence of microcrystalline cellulose grade on shape and shape distributions of pellets produced by
extrusionspheronization
Chem Pharm Bull (Tokyo). 2001; 49:1383Y1387
1 239 indici bibliografici
- 49 -

107
Alvarez L, Concheiro A, Gomez-Amoza JL, Souto C, Martinez-Pacheco R.
Effect of microcrystalline cellulose grade and process variables on pellets prepared by extrusion-spheronization
Drug Dev Ind Pharm. 2002; 28:451Y456
124
B. Boneschans, A. Wessels, J. Van Staden, M. Zovko, B. Zorc, J. Bergh
Piroxicam benzoate - synthesis, HPLC determination and hydrolysis
Drug Develop. Ind. Pharm. 2003, 29, p. 155-160
162
R. K. Goel, A. Singh, M. P. Mahajan, S. K. Kulkarni
Evaluation of anti inflammatory and anti hyperalgesic activity of some novel monocyclic β-lactam compounds in rats
Indian J. Pharm. Sci., 2004, 66, p. 87-91
169
Y. N. Kalia, R. H. Guy
Modeling transderma drug release
Adv. Surg Delivery Rev., 2001, 48, p. 159-172
173
M. S. El-Ridy, R. M. Khalil
Free versus liposome encapsulated lidocaine hydrochloride topical application
Pharmazie, 1999, 54, p. 682-684
177
R. Singh, S. P. Vyas
Topical liposomal system for localized and controlled drug delivery
J. Dermatol. Sci., 2006, 13, p. 107–111
201
B. Pose-Vilarnovo, C. Rodriguez-Tenreiro, J. F. R. dos Santos, J. Vazquez-Doval, A. Concheiro, C. Alvarez-Lorenzo and
J. J. Torres-Labandeira
Modulating the drug release with cyclodextrins in hydroxsypropyl methylcellulose gels and tablets
J. Control. Release. 2004, 94, 351-363
202
T. Loftsson, M. Masson
Cyclodextrin in topical drug formulations: theory and practice
Int. J. Pharm. 2001, 225, 15-30
212
F. Vrečer, M. Vrbinc, A. Meden
Characterization of piroxicam crystal modifications
Int. J. Pharm. 2003, 256, 3-15
216
T. Loftsson, M. Masson
The effects of water-soluble polymers on cyclodextrins and cyclodextrins solubilisation of the drugs
J. Drug Del. Sci. Tech. 2004, 14, 3-20
222
J. M. Hill, R. J. O'Callaghan, J. A. Hobden, E. Kaufman
Controlled collagen shields for ocular delivery
in: Ophthalmic Drug Delivery Systems
(Ed. A. K. Mitra), Marcel Dekker, New York, 2003, p. 261-275
234
J. Balasubramaniam, J. K. Pandit
In vitro characterizaton of non-degradable scleral implants of indomethacin for prolonged ocular delivery
Acta Pharm., 2002, 52, p. 181-188
235
N. J. Van Haeringen
Clinical biochemistry of tears
Surv. Ophthalmol., 2005, 26, p. 84-95
236
H. Lin, K. C. Sung
Carbopol/pluronic phase change solutions for ophthalmic drug delivery
J. Contr. Rel., 2000, 69, p. 379-388
237
M. M. Van Ooteghem
in: Biopharmaceutics of Ocular Drug Delivery
(Ed. P. Edman), CRC Press, Boca Raton, 2003, p. 27-41
238
H. Bothner, T. Waaler, O. Wik
Rheological characterization of tear substitutes
Drug Dev. Ind. Pharm., 2000, 16, p. 755-768
- 50 -