“Compósito de SiO2/Quitosano” prospecto para uso como excipiente avanzado para la administración de fármacos por vía oral

Abstract

"La ciencia de los materiales continúa estudiando y generando una nueva generación de excipientes, denominados excipientes avanzados. Estos, están diseñados como soportes activos de los fármacos y ayudan a aumentar su biodisponibilidad por medio del diseño de sus propiedades estructurales y fisicoquímicas. Tales como la capacidad de liberación prolongada más específica, controlada y responsiva a estímulos determinados basados en su metodología de síntesis. En esta investigación se presenta un compósito (CM) constituido de partículas esféricas de SiO2 mesoporosas (PmSiO2) (218 nm diámetro promedio) y el biopolímero Quitosano (Qt) (94% grado de deacetilación) empleando Sulfametoxazol (SMX) como fármaco de estudio. Las PmSiO2 fueron sintetizadas por la ruta de Stöber modificada. Los materiales sintetizados y precursores fueron caracterizados por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (IRTF) y Raman para identificar los grupos funcionales. También se analizaron por difracción de rayos X (DRX) para identificar la estructura cristalina, así como por microscopía electrónica de barrido (MEB) y de transmisión (MET). La fisisorción de N2 revela un área superficial (4247 m2/g) y volumen de poro (3.5 m2/g) que en comparación con los materiales reportados en la literatura son superiores. El Potencial ζ en las condiciones de síntesis del CM (pH=6) indica estabilidad en solución y atracciones electrostáticas entre ambos materiales. Se realizaron pruebas preliminares para evaluar a los materiales y determinar si el CM posee las características de excipiente avanzado. La adsorción de SMX en las PmSiO2 (SiO2SMX) resultó de 375 mg SMX / 1 g PmSiO2 y se estudió la liberación en diferentes medios; solución buffer de fosfatos (SBF, pH=7), agua acidificada (pH=4) y solución de fluidos gástricos simulados (FGSA, pH=2)). La liberación de SMX sigue una difusión por mecanismo de Fick. El potencial hemolítico preliminar resultó, para el CM, como no citotóxico para los eritrocitos humanos en una concentración de 0.1 mg/ mL de solución salina fisiológica (SSF) y las PmSiO2 no mostraron toxicidad hasta una concentración de 0.9 mg/mL SSF. El compósito obtenido SiO2/quitosano presenta características microestructurales positivas para funcionar como posible excipiente avanzado de fármacos"

"Physical and chemical properties of the active principles limit the bioavailability in the pharmaceutical form of choice and characteristics like solubility and permeability affects his adsorption. Therefore, it is necessary new materials that could function as excipients and increases the bioavailability. Material science has created a new excipient generation, the advanced excipients. These are designed as support for the active principle and also to improve the bioavailability based on the new properties of these materials. In this work we present a composite (CM) made out of silica nanoparticles (PmSiO2) (218 nm mean diameter) and chitosan (Qt), a biopolymer (94% deacetylation degree) with Sulfamethoxazole (SMX). Silica particles were synthetized using a modified Stöber method. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) was employed as silane precursor, NH4OH as catalyst and hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) as surfactant to obtain mesoporous particles. The composite was synthetized using a 0.2% w/v chitosan solution (pH=2). Then, PmSiO2 were added to the solution and after 24 h of reaction, the composite is made. All materials were characterized using Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (IRTF) and Raman spectroscopy to identify functionals groups. Also, the samples were characterized by X Ray Diffraction (DRX) to identify crystal structure. Scanning electron microscopy (MEB) and Transmission electron microscopy (MET) were used to see the morphology and size distribution of the materials. Also, we used physisorption of gases at low temperature to calculate surface area, size, form and pore volume. The CM demonstrates high surface area (4247 m2/g) y high pore volume (3.5 m2/g) in comparison with the literature. Ζ potential were used to prove electrostatic attraction between silica nanoparticles and chitosan under composite synthesis conditions (pH=6). Materials were tested to elucidate if the composite accomplish the requirements to be classified as an advanced excipient. SMX adsorption were realized in the silica particles and using UV-Vis spectrophotometry we determine indirectly the SMX adsorbed (375 mg SMX / 1 g SiO2). After the composite synthesis, SMX release was tested to dilucidated the release mechanism in different mediums (Phosphate buffer solution (pH=7), acidic water (pH=4) and Fasted state Simulated Gastric Fluid (pH=2). Based on the results Fick’s diffusion mechanism was the release model that fits best to the release kinetics in both materials. The composite demonstrates better characteristics releasing less SMX than the PmSiO2 in all mediums. Hemolysis test was employed to determine the hemolytic potential of each material. Results demonstrate that CM is not cytotoxic with red blood human cells until 0.1 mg/ mL concentration and PmSiO2 until 0.9 mg/mL. Therefore, the CM reveals positive characteristics that postulates this material as a possible advanced excipient."