Effect of Three Natural Polymers on the Release Kinetics of Propranolol HCl from Hydrophilic Swellable Matrices I: Matrices Containing Microcrystalline Cellulose

Abstract

บทคัดย่อ วัตถุประสงค์: กลไกการปลดปล่อยยาถูกควบคุม โดยการรพองตัวและการกร่อนของพอลิเมอร์ และการละลาย/การแพร่ชองยา การศึกษาวิจัยนี้มีจุดประสงศ์ เพื่อตรวจหาผลของพอลิเมอร์ธรรรมชาติ 3 ชนิด ได้แก่ แซนแธนกัม (XG) เปคติน (P) และเมือกกระเจี๊ยบเขียว (OM) ที่มีต่อจลนศาสตร์การปลดปล่อยพรอพรานอลอลไฮโดรคลอไรด์ (PRH) ในฟอสเฟสบัฟเฟอร์ pH 6.8 จากเมทริกซ์ชอบน้ำ วิธีการศึกษา: แต่ละตำรับarfarinมี PRH 80 mg ที่แมสแฟรคชั่น (mf) เท่ากับ 0.22 สำหรับตำรับที่ใช้ P หรือ OM แต่ละพอลิเมอร์จะถูกใช้ที่ mf = 0.30, 0.45, 0.60 และ 0.75 ส่วนตำรับที่ใช้ XG จะถูกใช้ที่ mf = 0.15, 0.30, 0.45 and 0.60  เติมไมโครคริสตอลลีน เซลลูโลส (MCC) เพื่อให้ได้น้ำหนักยาเม็ดคงที่ที่ 360 mg เตรียมยาเม็ดโดยวิธีตอกอัดโดยตรง ใช้เครื่องทดสอบการละลาย แบบ I ของ USP ศึกษาการปลดปล่อยตัวยา ในฟอสเฟสบัฟเฟอร์ pH 6.8 จากเมทริกซ์แต่ละตำรับ ภายใน 24 ชั่วโมง ผลการศึกษา: พบว่าตัวยาที่ปลดปล่อยของพอลิเมอร์ใดๆ  ขึ้นกับรากที่สองของเวลา โดยเป็นไปตามสมการของฮิกูชิ จากสมการดังกล่าว การออกฤทธิ์นานของตัวยาจากพอลิเมอร์ใดๆ ขึ้นกับความสามารถในการลดค่าคงที่ความเร็วจลนศาสตร์ (k) และการพาธรรมชาติ (Q0) นำการวิเคราะห์ความแปรปรวนเพื่อทดสอบนัยสำคัญของ k และ Q0ของการปลดปล่อยแต่ละตำรับ สำหรับ k พบว่า (i) เมื่อใช้ XG ที่ mf = 0.15 - 0.60 และ P ที่ mf = 0.30 - 0.75 การเพิ่ม mf ของพอลิเมอร์ จะลดค่า k อย่างมีนัยสำคัญ (ii) เมื่อใช้ OM ที่ mf = 0.30 - 0.75 การเพิ่ม mf ของพอลิเมอร์ สามารถลด Q0ได้อย่างเป็นที่น่าสังเกต แต่ไม่สามารถลดค่า k ได้อย่างมีนัยสำคัญ สำหรับ Q0 ผลการทดลองสามารถจัดอันดับการลดค่าดังกล่าว คือค่าของ XG > OM >> P  เมื่อนับทั้งการลด k และ Q0 ขีดการออกฤทธิ์นานของพอลิเมอร์ของ XG > OM >> P สรุป: มีการประยุกต์ใช้แม่แบบการปลดปล่อยตัวยากับข้อมูลการปลดปล่อยตัวยา เพื่ออธิบายกลไกและจลนศาสตร์การปลดปล่อยพรอพรานอลอลไฮโดรคลอไรด์ คำสำคัญ: เมทริกซ์พองตัวที่ชอบน้ำ  เมือกกระเจี๊ยบเขียว พรอพรานอลอลไฮโดรคลอไรด์  เปคติน แซนแธนกัมAbstract Objective: The mechanism of drug release is controlled by polymer swelling and erosion, and drug dissolution/diffusion. This study aimed to examine the effects of 3 natural polymers, i.e., xanthan gum (XG), pectin (P), and okra mucilage (OM) on the release kinetics of propranolol hydrochloride (PRH) in pH 6.8 phosphate buffer from hydrophilic matrices. Methods: Each formulations contained 80 mg PRH at a mass fraction (mf) of 0.22. For formulas using P or OM, each polymer was used at the mf of 0.30, 0.45, 0.60 and 0.75; while those using XG, at the mf of 0.15, 0.30, 0.45 and 0.60. Microcrystalline cellulose (MCC) was added to make the the constant tablet weight of 360 mg. All tablets were prepared by direct compaction, and USP dissolution apparatus I was used to study the drug release in pH 6.8 phosphate buffer from matrices within 24 h. Results: According to Higuchi equation, the results showed that the amount of drug released from matrices of all formulas depended upon the square root of time. From Higuchi equation, a retardability for drug release of any polymers depended on an ability to decrease both the kinetic rate constant (k), and natural convection (Q0). An analysis of variance (ANOVA, P-value < 0.01) was performed for various k and Q0. For k, the results showed that: (i) when XG with mf of 0.15 -0.60 and P with mf of 0.30 -0.75 were used, the increased mf of polymer could decrease k significantly, and (ii) when OM with mf of 0.30 - 0.75 were used, the increased mf could only decrease Q0 remarkably, but could not significantly decrease k. For Q0, the results indicated that the efficacy to lower Q0 could be ranked as that of XG > OM >> P. Based on the ability to lower k and Q0, the sustainability of polymers for drug release could be ranked as that of XG > OM >> P. Conclusion: Various drug release models were applied to drug release data in order to explain the release mechanisms and kinetics of propranolol hydrochloride. Keywords: hydrophilic swellable matrix, okra mucilage, propranolol hydrochloride, pectin, xanthan gum