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ホットメルトエクストルージョンは、経皮吸収型製剤のためのシクロデキストリンベースのポリ(擬似)ロタキサンの特性を改善する
Hot melt-extrusion improves the properties of cyclodextrin-based poly(pseudo)rotaxanes for transdermal formulation.
PMID: 32531449 DOI: 10.1016/j.ijpharm.2020.119510.
抄録
本研究の目的は、ホットメルト押出（HME）処理が薬物、シクロデキストリン、ポリマー間の相互作用を変更し、ひいては超分子ゲルの微細構造と特性を変化させることができるかどうかを調査することである。両親媒性ポリマー（Soluplus）、シクロデキストリン（HPβCDまたはαCD）、可塑剤（PEG400またはPEG6000）およびコロイド状二酸化ケイ素からなる混合物をHMEで処理した。経皮送達を目的としてカルベジロール(CAR)を製剤に添加した。押出物は、HPLC、XRPD、FTIR、DSCおよび固体NMRによって特徴づけられた。押出物から調製したゲル（HMEゲル）またはそれに対応する物理的混合物（PMゲル）をPBS中で調製し、成分の順序（NMR、SEM）、レオロジー、およびCARの拡散速度について分析した。HMEは、薬物の分解を引き起こすことなく、CARとαCDの結晶格子の喪失をもたらした。固体NMRは、HMEがα-CDおよびHPβCDと他の成分との相互作用を促進することを示した。HMEゲルは構造中に粗分散粒子を持たず、弱いゲルとして振る舞っていた(G'~G″)。一方、PMゲルは、薬物結晶を含み、弾性的な挙動を示した(G'>G″)。一般的に、ＨＭＥゲルはＰＭゲルに比べて粘性が低く、特にＨＰβＣＤを用いて調製したゲルでは高い薬物フラックスが得られた。また、HPβCDとPEG6000の結合により、ゲル粘度が高くても超分子ゲルからの薬物流速が速くなった。これらの結果は、HME処理が決定的に超分子ゲル内の成分の配置を変更することができ、その結果、その特性、特に薬物放出速度を向上させることができることを証明している。
This study aimed to investigate whether hot-melt extrusion (HME) processing can modify the interactions between drugs, cyclodextrins and polymers, and in turn alter the microstructure and properties of supramolecular gels. Mixtures composed of amphiphilic polymer (Soluplus), cyclodextrin (HPβCD or αCD), plasticizer (PEG400 or PEG6000) and colloidal silicon dioxide were processed by HME. Carvedilol (CAR) was added to the formulation aiming its transdermal delivery. Extrudates were characterized by HPLC, XRPD, FTIR, DSC, and solid-state NMR. Gels prepared from extrudates (HME gels) or the corresponding physical mixtures (PM gels) in PBS were analyzed regarding components ordering (NMR, SEM), rheology, and CAR diffusion rate. HME led to the loss of the crystalline lattice of CAR and αCD, without causing any drug degradation. Solid NMR indicated that HME promoted the interaction of α-CD and HPβCD with the other components. HME gels had no coarsely disperse particles in their structure and behaved as weak gels (G' ~ G″). In contrast, PM gels contained drug crystals and showed elastic behavior (G' > G″). In general, HME gels were less viscous than PM ones and led to higher drug flux, especially those prepared using HPβCD. Moreover, the association of HPβCD and PEG6000 provided faster drug flux from supramolecular gels regardless the higher gel viscosity. The results evidenced that HME processing can decisively modify the arrangement of the components in the supramolecuar gels and, consequently, their properties, notably increasing drug release rate.
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