Dissolution Improvement of Curcumin by Solid Self-emulsifying Drug Delivery System (Solid-SEDDS)

Abstract

บทคัดย่อ วัตถุประสงค์: เพื่อเพิ่มอัตราการละลายของเคอร์คูมินโดยการเตรียมเป็นระบบก่ออิมัลชันด้วยตนเองรูปแบบของแข็ง (solid self-emulsifying drug delivery system, solid-SEDDS) โดยทดสอบกับสารดูดซับหลายชนิด วิธีการศึกษา: ศึกษาส่วนประกอบที่เหมาะสมของระบบ SEDDS โดยใช้แผนภาพไตรภาคเทียม โดยเลือกศึกษาน้ำมัน 2 ชนิด ได้แก่ คาไปรลิก คาปริก ไตรกลีเซอไรด์ (Myritol® 318) และน้ำมันมะกอก (olive oil) โดยใช้พอลิซอร์เบต 80 และพรอพิลีน ไกลคอล (PG) เป็นสารลดแรงตึงผิวและตัวทำละลายร่วมในระบบตามลำดับ จากนั้นบรรจุเคอร์คูมินลงในระบบ SEDDS ที่มีสมบัติเหมาะสมและกำหนดให้เป็น cur-SEDDS แล้วศึกษาขนาดอนุภาคของหยดอิมัลชันเมื่อนำระบบไปกระจายในตัวกลางที่เป็นน้ำปราศจากไอออน คัดเลือก cur-SEDDS ที่มีสมบัติเหมาะสมเพื่อนำไปบดผสมกับสารดูดซับ 4 ชนิด ได้แก่ คอลลอยด์ดัล ซิลิกอน ไดออกไซด์, แลกโตส โมโนไฮเดรต, ไดเบสิก แคลเซียม ฟอสเฟต และแคลเซียม คาร์บอเนต เพื่อเตรียมเป็น SEDDS รูปแบบของแข็ง (solid-SEDDS) จากนั้นศึกษาการละลายของเคอร์คูมินรูปแบบ solid-SEDDS ในของเหลวกระเพาะอาหารจำลอง (pH 1.2) โดยใช้เครื่องทดสอบการละลายประเภท 2 ตามเภสัชตำรับสหรัฐอเมริกา ผลการศึกษา: ระบบ cur-SEDDS ที่ประกอบด้วย Myritol® 318 : polysorbate80 : PG หลายอัตราส่วนให้อนุภาคหยดอิมัลชันที่มีขนาดเล็กในระดับนาโนเมตรได้เมื่อกระจายระบบในน้ำปราศจากไอออน ได้คัดเลือกระบบ cur-SEDDS ของ Myritol® 318 : polysorbate80 : PG ที่อัตราส่วน 3:5:2 โดยน้ำหนักเพื่อใช้บดผสมกับสารดูดซับให้ได้เป็น solid-SEDDS พบว่าคอลลอยด์ดัล ซิลิกอน ไดออกไซด์สามารถดูดซับดีที่สุด แต่พบว่าระบบสามารถปลดปล่อยเคอร์คูมินได้เพียงร้อยละ 20 ภายในเวลา 120 นาที ซึ่งต่างกับ solid-SEDDS ที่ใช้ไดเบสิก แคลเซียม ฟอสเฟต และแลกโตส โมโนไฮเดรตเป็นสารดูดซับที่ปลดปล่อยเคอร์คูมินได้รวดเร็วถึงกว่าร้อยละ 90 ภายใน 120 นาที ทั้งนี้ไม่ศึกษาการละลายของ solid-SEDDS ที่ใช้แคลเซียม คาร์บอเนตเป็นสารดูดซับ เนื่องจากพบว่าเคอร์คูมินอาจเสื่อมสลายในตัวอย่างดังกล่าว สรุป: ส่วนประกอบของระบบ SEDDS และชนิดของสารดูดซับที่ใช้ในการเตรียม solid-SEDDS มีความสำคัญอย่างมากต่อรูปแบบการละลายของสารสำคัญที่ใส่เข้าไปในระบบ คำสำคัญ: เคอร์คูมิน, คอลลอยด์ดัล ซิลิกอน ไดออกไซด์, แคลเซียม คาร์บอเนต, ไดเบสิก แคลเซียม ฟอสเฟต, แลกโตส โมโนไฮเดรต, พอลิซอร์เบต 80, พรอพิลีน ไกลคอล, ระบบก่ออิมัลชันด้วยตนเองรูปแบบของแข็งAbstract Objective: To improve the dissolution of curcumin by developing solid self-emulsifying drug delivery system (solid-SEDDS) using various solid carriers. Methods: The study began with the optimization of the SEDDS composition using pseudoternary phase diagrams. Two types of oil, i.e. caprylic capric triglyceride (Myritol® 318) and olive oil, were used to determine the suitable oil for these systems. Polysorbate80 and propylene glycol (PG) were used as surfactant and cosolvent, respectively. The SEDDS with acceptable properties were loaded with curcumin to form cur-SEDDS and then characterized for droplet size after reconstitution in an aqueous medium. The suitable cur-SEDDS formulations were selected to grind with various solid carriers, including colloidal silicon dioxide, lactose monohydrate, dibasic calcium phosphate and calcium carbonate, to create solid-SEDDS. The dissolution study was carried out in simulated gastric fluid (pH 1.2) using USP dissolution apparatus II. Results: Various ratios of cur-SEDDS containing Myritol® 318 : polysorbate80 : PG provided satisfying properties, including droplet size of the reconstituted emulsion in nanometer ranges. The cur-SEDDS of Myritol® 318 : polysorbate80 : PG with a weight ratio at 3:5:2 was selected to mix with solid carriers. Colloidal silicon dioxide had the highest adsorption ability but the obtained solid-SEDDS retarded the dissolution rate of curcumin, which only 20% of the drug was released in 120 min. In contrast, curcumin solid-SEDDS using dibasic calcium phosphate and lactose monohydrate as solidifying agents could be rapidly released for up to 90% within 120 min. The solid-SEDDS using calcium carbonate as solidifying agent was excluded from the dissolution study since it showed a sign of curcumin degradation. Conclusion: This study emphasized the importance of SEDDS composition and type of solid carrier of solid-SEDDS for the dissolution behavior of the incorporated active ingredients. Keywords: curcumin, colloidal silicon dioxide, calcium carbonate, dibasic calcium phosphate, lactose monohydrate, polysorbate80, propylene glycol, solid self-emulsifying drug delivery system