Quimica y Farmacia

Los grandes avances tecnológicos en la industria farmacéutica, que involucran el uso de la química combinatoria y el cribado de alto rendimiento, han conllevado al descubrimiento de muchas entidades químicas candidatas a fármacos que presentan baja solubilidad acuosa, debido a su elevada complejidad molecular, lo  que hace difícil el desarrollo de productos con estas sustancias. Los sistemas de entrega  de fármacos autoemulsificables (SEDDS) han generado un interés para el desarrollo farmacéutico porque son una alternativa efectiva para mejorar la biodisponibilidad de fármacos poco solubles en agua. Para describir el estado de conocimiento sobre estos sistemas se realizó una revisión sistemática en diferentes bases de datos sobre la literatura relacionada con los SEDDS a nivel nacional e internacional, logrando así describir los aspectos más relevantes sobre los SEDDS (tipos, composición, mecanismos para aumentar biodisponibilidad, caracterización, formulaciones).
A pesar de las numerosas investigaciones realizadas durante los últimos años que muestran el potencial de los SEDDS para mejorar la biodisponibilidad de los fármacos poco solubles en agua, se pudo evidenciar que solo algunas sustancias activas han sido incluidas en estos sistemas y comercializadas exitosamente, esto debido a algunas limitaciones que indican la necesidad de un mayor entendimiento sobre estos sistemas.

El ibuprofeno es uno de los fármacos más utilizados e indicado para terapias antiinflamatorias, dolor, entre otras patologías. Sin embargo, este fármaco presenta una baja y errática biodisponibilidad, debido a la pobre solubilidad acuosa intrínseca del mismo, por lo cual esta categorizado como clase II en el sistema de clasificación biofarmacéutica. El objetivo de este trabajo fue desarrollar, diseñar y evaluar un sistema de entrega de fármaco autoemulsificable (SEDDS) para mejorar la solubilidad y velocidad de disolución de ibuprofeno.
Aceites, cosolventes, tensioactivos y portadores porosos fueron evaluados por su capacidad de mejorar la solubilidad del ibuprofeno, habilidad de autoemulsificación, robustez en diferentes pH y capacidad de adsorción. El aceite de coco, Tween 80 y propilenglicol lograron un aumento significativo de la solubilidad acuosa del ibuprofeno en un tiempo de autoemulsificación menor a 2 minutos. Neusilin US2 fue seleccionado como portador, dando como resultado un pequeño granulo de excelente fluidez, que permitió obtener comprimidos que cumplieron satisfactoriamente las pruebas de control de acuerdo con las especificaciones establecidas. Los SEDDS líquidos y sólidos son una alternativa de formulación ventajosa y prometedora para mejorar la solubilidad de fármacos pobremente solubles de acuerdo al sistema de clasificación biofarmacéutica, a través de sus propiedades de solubilización.

Los parámetros de solvatación preferencial, es decir, las diferencias entre la fracción molar local y de la solución de los solventes en solución de naringina se derivan de su solubilidad en mezclas cosolventes mediante el método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff. Según el método KLQC, la naringina es sensible a los efectos específicos de solvatación según la composición cosolvente, por lo que el parámetro de solvatación preferencial por δx1,3, es negativo en mezclas ricas en agua y en mezclas ricas en etanol, pero positivo en composiciones entre 0,24 y 0,40 en fracción molar de etanol. Esto podría demostrar el papel relevante de hidratación hidrofóbica alrededor de los grupos no polares en la solvatación de fármacos en mezclas ricas en agua. Por otro lado, en mezclas de composiciones cosolventes intermedias, el fármaco es solvatado principalmente por etanol, posiblemente debido al comportamiento básico de la mezcla cosolvente; mientras que en mezclas ricas en etanol, la solvatación preferencial por el agua podría deberse al carácter ácido del agua.

In this work the Extended Hildebrand Solubility Approach (EHSA) was applied to evaluate the solubility of the analgesic drug piroxicam in some ethanol+water mixtures at 298.15 K. Experimental solubility and some properties of fusion of this drug were used. An acceptable correlative capacity of EHSA was found using a regular polynomial model in order five (overall deviation 2.41%), when the W interaction parameter is related to the solubility parameter of the co-solvent mixtures. Nevertheless, the overall deviation obtained by using EHSA was the same as the one obtained directly by means of an empiric regression of the logarithmic experimental solubility as a function of the mixture solubility parameter.

The preferential solvation parameters of naproxen (NAP) and piroxicam (PIR) in ethanol (EtOH) + water binary mixtures were obtained from their thermodynamic properties by means of the inverse Kirkwood-Buff integrals method. NAP and PIR are very sensitive to specific solvation effects, so the preferential solvation parameter by EtOH, δx1,3, is negative in the water-rich mixtures but positive in all the other compositions for both drugs at temperatures of 293.15, 303.15 and 313.15 K. It is conjecturable that in water-rich mixtures the hydrophobic hydration around the aromatic and methyl groups of the drugs plays a relevant role in the solvation. The higher drugs solvation by EtOH in mixtures of similar solvent proportions and in EtOH-rich mixtures could be due mainly to polarity effects. In these mixtures both drugs would be acting as Lewis acids with the EtOH molecules because this co-solvent is more basic than water.

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of sodium naproxen and procaine hydrochloride were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for both drugs in ethanol + water mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, non-linear ∆Hmix 0 vs. Gmix 0 plots were obtained which indicates different mechanisms involved in the dissolution of these drugs according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

The solubility of piroxicam (PIR) in several ethanol + water mixtures was determined at five temperatures from 293.15 to 313.15 K. The thermodynamic functions; Gibbs energy, enthalpy, and entropy of solution and of mixing were obtained from these solubility data and the drug properties of fusion by using the van’t Hoff and Gibbs equations. The greatest solubility value was obtained in pure ethanol. A non-linear enthalpy–entropy relationship was observed from a plot of enthalpy versus Gibbs energy of solution. Accordingly, the driving mechanism for PIR solubility in water-rich mixtures is the entropy, probably due to water-structure loss around the drug’s non-polar moieties by ethanol, whereas, in ethanol-rich mixtures the driving mechanism is the enthalpy, probably due to better PIR solvation by the co-solvent molecules. The solubilities and the derived thermodynamic properties in mixed solvents were correlated using the Jouyban–Acree model.

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of propranolol hydrochloride in ethanol + water mixtures were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for this drug in these cosolvent mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, a non-linear ∆mixH° vs. ∆mixG° plot was obtained indicating different mechanisms involved in the dissolution and mixing of this drug according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

Los grandes avances tecnológicos en la industria farmacéutica, que involucran el uso de la química combinatoria y el cribado de alto rendimiento, han conllevado al descubrimiento de muchas entidades químicas candidatas a fármacos que presentan baja solubilidad acuosa, debido a su elevada complejidad molecular, lo que hace difícil el desarrollo de productos con estas sustancias. Los sistemas de entrega de fármacos autoemulsificables (SEDDS) han generado un interés para el desarrollo farmacéutico porque son una alternativa efectiva para mejorar la biodisponibilidad de fármacos poco solubles en agua. Para describir el estado de conocimiento sobre estos sistemas se realizó una revisión sistemática en diferentes bases de datos sobre la literatura relacionada con los SEDDS a nivel nacional e internacional, logrando así describir los aspectos más relevantes sobre los SEDDS (tipos, composición, mecanismos para aumentar biodisponibilidad, caracterización, formulaciones). A pesar de las numer...

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of propranolol hydrochloride in ethanol + water mixtures were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for this drug in these cosolvent mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, a non-linear ∆ mix H° vs. ∆ G° plot was obtained indicating different mechanisms involved in the dissolution and mixing of this drug according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of propranolol hydrochloride in ethanol + water mixtures were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for this drug in these cosolvent mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, a non-linear ∆ mix H° vs. ∆ mix G° plot was obtained indicating different mechanisms involved in the dissolution and mixing of this drug according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

Recibido para evaluación: 19 de febrero de 2015. Aceptado para publicación: 25 de julio de 2015. Resumen Los parámetros de solvatación preferencial, es decir, las diferencias entre la fracción molar local y de la solución de los solventes en solución de naringina se derivan de su solubilidad en mezclas cosolventes mediante el método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff. Según el método IKBI, la naringina es sensible a los efectos específicos de solvatación según la composición cosolvente, por lo que el parámetro de solvatación preferencial por δx 1,3 , es negativo en mezclas ricas en agua y en mezclas ricas en etanol, pero positivo en composiciones entre 0,24 y 0,40 en fracción molar de etanol. Esto podría demostrar el papel relevante de hidratación hidrofóbica alrededor de los grupos no polares en la solvatación de fármacos en mezclas ricas en agua. Por otro lado, en mezclas de composiciones cosolventes intermedias, el fármaco es solvatado principalmente por etanol, posiblemente debido al comportamiento básico de la mezcla cosolvente; mientras que en mezclas ricas en etanol, la solvatación preferencial por el agua podría deberse al carácter ácido del agua.

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of sodium naproxen and procaine hydrochloride were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for both drugs in ethanol + water mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, non-linear ∆H mix 0 vs. G mix 0 plots were obtained which indicates different mechanisms involved in the dissolution of these drugs according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

The solubility of piroxicam (PIR) in several ethanol ? water mixtures was determined at five temperatures from 293.15 to 313.15 K. The thermodynamic functions; Gibbs energy, enthalpy, and entropy of solution and of mixing were obtained from these solubility data and the drug properties of fusion by using the van't Hoff and Gibbs equations. The greatest solubility value was obtained in pure ethanol. A non-linear enthalpy-entropy relationship was observed from a plot of enthalpy versus Gibbs energy of solution. Accordingly, the driving mechanism for PIR solubility in water-rich mixtures is the entropy, probably due to water-structure loss around the drug's non-polar moieties by ethanol, whereas, in ethanol-rich mixtures the driving mechanism is the enthalpy, probably due to better PIR solvation by the co-solvent molecules. The solubilities and the derived thermodynamic properties in mixed solvents were correlated using the Jouyban-Acree model. Keywords Cosolvency Á Ethanol Á Piroxicam Á Solubility Á Solution thermodynamics 1 Introduction Piroxicam (PIR, Fig. 1, molar mass 331.35 gÁmol-1) is an analgesic drug widely used in current therapeutics [1]; nevertheless its aqueous solubility is too low [2, 3] to allow design of homogeneous liquid dosage forms in strictly aqueous solvents.

Preferential solvation of naproxen and piroxicam in ethanol + water mixtures R. G. Sotomayor , D. R. Delgado , F. Martínez * 1 Programa de Farmacia, Facultad de Química y Farmacia, Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia. 2 Grupo de Investigaciones Farmacéutico Fisicoquímicas, Departamento de Farmacia, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Cra 30 No. 45-03, Bogotá D.C., Colombia.

Introdución: el estradiol es una hormona esteroide sexual femenina usada ampliamente como terapia hormonal que presenta una baja biodisponibilidad, debido asu baja solubilidad acuosa y a su alta hidrofobicidad, perteneciendo a la clase II del sistema de clasificación de biofarmacéutica. Objetivos: diseñar y caracterizar un sistema de entrega de fármacos autoemulsificable (SEDDS) para el fármaco estradiol por pruebas fisicoquímicas con el fin de obtener la relación óptima que permitiera mejorar su solubilidad acuosa, velocidad de disolución y potencialmente su biodisponibilidad. Método: estudios de solubilidad en diferentes solventes, diagramas de fases pseudoternarios constituidos por aceites, tensioactivos, cotensioactivos y agua permitieron reconocer las diferentes regiones de formación de SEDDS e identificar los porcentajes de excipientes que conducen a la formación de soluciones isotrópicas; las formulaciones resultantes fueron caracterizadas en tiempo de autoemulsificación, rob...