مقدمه
داروی مایکوفنولات موفتیل با نام تجاری سلسپت یکی از مهمترین داروهای پایینآورنده سیستم ایمنی بدن است که برای جلوگیری از رد پیوند قلب، کلیه و کبد در بیماران بزرگسال و اطفال به کار میرود. پس از پیوند عضو، سیستم ایمنی عضو پیوندی را عامل بیگانه میشناسد و به عضو پیوندی حملهور میشود و سعی میکند آن را از بین ببرد و به همین دلیل، داروهای تضعیفکننده ایمنی تجویز میشوند تا سیستم ایمنی را از این کار باز دارند [
1 ,
2 ,
3].
مایکوفنولیک اسید، متابولیت فعال مایکوفنولات، مهارکننده قوی، اختصاصی و غیرقابل برگشت آنزیم اینوزین مونوفسفات دهیدروژناز است. بنابراین مسیر ساخت بازهای آلی آدنین و گوانین را مهار میکند. لنفوسیتهای بی و تی برای تکثیر به این آنزیم وابستگی زیادی دارند، درحالیکه سایر سلولهای بدن میتوانند از مسیرهای جایگزین دیگری استفاده کنند [
4 ,
5].
این دارو بهصورت قرص و کپسول، 250 و 500 میلیگرمی، پودر آماده تزریق 500 میلیگرمی و نیز سوسپانسیون خوراکی 200 میلیگرم در میلیلیتر در دنیا موجود است [
6,
7]. تولید انواع قرص و کپسول دارو در داخل کشور بومیسازی شده است، اما تولید پودر آماده برای تهیه سوسپانسیون هنوز در کشور انجام نمیشود. باتوجهبه مشکلات ارزی و هزینه بالای این دارو در سالهای اخیر واردات آن به کشور با مشکلات بسیاری همراه بوده که برای کودکان پیوندی و خانوادههای آنها چالشهای بسیاری به همراه داشته است و حتی در صورت موفقیت به خرید این دارو، هزینه بسیار گزافی بابت آن پرداخت میشود و ازآنجاکه این دارو باید بهمدت طولانی مصرف شود، تکمیل دوره درمان برای بسیاری از بیماران غیرممکن شده است.
هدف این مطالعه، بهرهگیری از اطلاعات موجود و بهویژه پتنت شرکت سازنده دارو بهمنظور بومیسازی تولید این فرآورده در داخل کشور بوده است.
تهیه فرمولاسیون پودر آماده برای تهیه سوسپانسیون همواره با چالشهای متعدد همراه بوده است که شامل پایداری فیزیکی و شیمیایی، حلالیت وابسته به pH، رسوب ذرات، پوشش مناسب طعم و نگهداری علیه عوامل میکروبی است. در این میان، رسوب ذرات که میتواند یکنواختی دُز تجویزی را متأثر سازد، نسبت به سایر عوامل از اهمیت بالاتری برخوردار است. استفاده از عامل سوسپانسیونکننده مناسب و در مقدار بهینه میتواند با افزایش ویسکوزیته سیستم، سرعت رسوب را کاهش دهد [
8].
در این مطالعه براساس پتنت شرکت سازنده برند، مواد جانبی مختلف جهت تهیه سوسپانسیون پایدار بهکار برده شد تا درنهایت، فرمولاسیون مناسب تهیه شود [
9,
10]. در مرحله پیش فرمولاسیون، مواد جانبی در محدوده غلظتی متفاوت بهکار برده شدند و فرمولاسیونها ازنظر خصوصیات ارگانولپتیک، حجم رسوب، اندازه ذرات و همچنین تحلیل تعیین محتوای ماده اولیه بررسی شدند. حجم رسوب در سوسپانسیون با عبارت F value یا فاکتور F بیان میشود که حاصل تقسیم حجم رسوب ایجادشده پس از نگهداری در حالت سکون سوسپانسیون برای زمان مشخص به حجم کلی سوسپانسیون است [
11].
ازجمله مواد جانبی استفادهشده در فرمولاسیون سوسپانسیون مایکوفنولات موفتیل میتوان به ترکیبات بافری، نگهدارنده ضدمیکروبی، سورفکتانت، شیرینکننده، افزایشدهنده ویسکوزیته و عامل ضدایجاد کیک اشاره کرد [
12 ,
13 ,
14]. نتایج غربالگری مقادیر مواد جانبی، مبین نقش بارز 2 ماده جانبی زانتان گام و سوربیتول در خصوصیات نهایی فرآورده بود که شامل فاکتور F، مقدار ماده مؤثره محافظتشده پس از تهیه سوسپانسیون و پس از نگهداری بهمدت 3 ماه در درجه حرارت 45 درجه سانتیگراد بود.
طی مطالعات قبلی کاربرد سوربیتول در فرآوردههای دارویی مایع تا 70 درصد هم مجاز است که بهدلیل خاصیت شیرینکنندگی میتواند بهعنوان جایگزین سوکروز استفاده شود و همچنین در انواع فرآوردههای مایی ازجمله، سوسپانسیونها بهعنوان پایدارکننده نیز بهکار برده میشود [
15]. افزایش پایداری سوسپانسیون توسط سوربیتول میتواند از یک طرف ناشی از تأثیر آن بر افزایش ویسکوزیته باشد که موجب بهبود پایداری فیزیکی فرآورده میشود. همچنین تأثیر سوربیتول بر خواص رئولوژیک سوسپانسیون آبی آلومینا مبین این بود که سوربیتول با جذب بر سطح ذرات سوسپانسیون قرار گرفته و با ایجاد ممانعت فضایی در اتصال ذرات به یکدیگر موجب بهبود پایداری سوسپانسیون شد [
16].
خصوصیات رئولوژیک محلول حاوی زانتان گام موجب کاربرد گسترده این ترکیب در سوسپانسیونها شده است. ایجاد ویسکوزیته مطلوب و فراهم کردن سوسپانسیون فلوکوله از ویژگیهای زانتان گام است. با افزایش ویسکوزیته، حجم سدیمانتاسیون یا ضریب تهنشینی سوسپانسیون به میزان قابلتوجهی به عدد 1 که مطلوب فرمولاسیون است، نزدیک میشود. از طرفی، کاهش مناسب ویسکوزیته با حضور زانتان گام در صورت اعمال نیروی برشی شدید موجب تسهیل مطلوب دآگلومره شدن سیستم و اختلاط راحت میشود [
17].
بهعلاوه حضور زانتان گام در سیستمهای کلوئیدی بهعنوان عامل افزایشدهنده ویسکوزیته با رفتار سودوپلاستیک و پایداری مناسب در محدودههای وسیعی از pH، دما و سرعت هم زدن همواره مطلوب بوده است و موجب کاهش فرایندهای ناپایدارکننده سیستمهای 2 فازی نظیر کولسنس و اسوالد رایپنینگ شده است [
18].
باتوجهبه اینکه این 2 ماده جانبی در محدوده غلظتی نسبتاً وسیعی استفاده شدند، (25 تا 75 میلیگرم برای زانتان گام و 10 تا 25 گرم از سوربیتول)، هدف این مطالعه بهینهسازی مقادیر این 2 ماده جانبی با استفاده از نرمافزار Design Expert و روش سطح پاسخ بود. طراحی آزمایشها یکی از ابزارهای کاربردی است که امروزه در صنایع مختلف بهویژه فعالیتهای آزمایشگاهی مطرح میشود. درواقع، طراحی آماری جهت آزمایشهای تجربی یک اصل اساسی در انجام تحقیقات آزمایشگاهی بهشمار میرود. این گونه از طراحی باعث دستیابی به نتایج مطمئنتر، صرفهجویی در زمان، کاهش قابلملاحظه در تعداد آزمایشها و درنهایت، موجب بهینهسازی فرایند میشود [
19,
20].
برای این منظور از روش طراحی مرکب مرکزی در 3 سطح از متغیرهای مستقل، شامل مقدار زانتان گام و مقدار سوربیتول استفاده شد. فرمولاسیونهای پیشنهادی نرمافزار تهیه شدند و ازنظر متغیرهای وابسته شامل فاکتور F و مقدار ماده مؤثره پس از تهیه و نگهداری 3 ماهه در محفظه پایداری با دمای 45 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 75 درصد ارزیابی شدند. درنهایت، عملیات بهینهسازی انجام شد. فرمولاسیون بهینه 3 بار ساخته شد، تحلیل آن انجام و مقدار خطای پیشبینی گزارش شد.
روشها
طراحی تجربی با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی
مطالعه برهمکنش 2 ماده جانبی زانتان گام و سوربیتول ازطریق روش طراحی مرکب مرکزی و با 2 متغیر مستقل X1 مقدار زانتان گام و X2 مقدار سوربیتول و متغیرهای وابسته شامل فاکتور F و مقدار ماده مؤثره طراحی شد. ترکیب متغیرهای وابسته و مستقل و همچنین واحدهای آنها در
جدول شماره 1 نمایش داده شده است.
طراحی شامل 13 فرمولاسیون پیشنهادی بود. ترکیب فرمولاسیونهای تهیهشده در
جدول شماره 2 نشان داده شدهاست.
نتایج با نرمافزار Design Expert نسخه 13 (State-Eease, InC. Mineapolis) تحلیل شد و مقدار بهینه از هر 2 ماده جانبی پیشنهاد شد [
21]. مدل غیرخطی Quadratic پیشنهادشده در
فرمول شماره 1 به صورت ذیل است::
1. Y= b0+b1X1+ b2X2+ b12X12+b11X12+ b22X22
که در آن Y متغیر وابسته اندازهگیریشده، شامل فاکتور F، مقدار ماده مؤثره پس از تهیه، برحسب درصد و مقدار ماده مؤثره پس از 3 ماه نگهداری در دمای 45 درجه سانتیگراد، برحسب درصد است. X1 و X2 بهترتیب مقادیر متغیرهای مستقل، شامل زانتان گام و سوربیتول، برحسب میلیگرم و گرم است. ضریب X1X2 مبین برهمکنش میان 2 متغیر مستقل است. ضرایب X1
2 و X2
2 از نوع درجه دوم محسوب میشود. b0 بهعنوان عرض از مبدأ فرمول و b1 تا b22 ضرایب رگرسیون هستند. تحلیل براساس P معنادار آماری، کمتر از 0/05 انجام شد.
تهیه فرمولاسیونهای پودر آماده برای تهیه سوسپانسیون بهروش گرانولاسیون مرطوب
برای تهیه 13 فرمولاسیون پیشنهادی و همچنین نمونه منتخب بهینه از روش گرانولاسیون مرطوب استفاده شد. پس از اختلاط اجزای فرمولاسیون شامل مایکوفنولات موفتیل (مهبان شیمی) به میزان ثابت 10 گرم، زانتان گام (مرک، آلمان)، سیلیکون دی اکساید کلوئیدی (مرک، آلمان)، لسیتین سویا (مرک، آلمان) و سوربیتول (روتک، فرانسه)، در مخلوطکن مکعبی 15 دقیقه، انتقال به دستگاه خمیرکن زیگما انجام شد. سپس سیتریک اسید (مرک، آلمان) و سدیم سیترات (مرک، آلمان) در آب حل شده و بهتدریج به پودری که در دستگاه در حال اختلاط بود، اضافه شد.
خمیر تهیهشده 24 ساعت در دمای اتاق خشک شده و سپس با استفاده از اسیلاتور، گرانولاسیون انجام شد و از الک با اندازه ذرهای 12 میکرومتر عبور داده شد. در مرحله آخر با افزودن آب حاوی مواد نگهدارنده (مرک، آلمان) و طعمدهنده، حجم سوسپانسیون به 50 میلی لیتر رسانده شد و در ظرف شیشهای دربسته برای سایر تحلیلها نگهداری شد. قبل از انجام آزمونهای کنترل کیفیت، سوسپانسیون 10 دقیقه با کمک استیرر همزده شد تا یکنواختی محتوا انجام شود.
تحلیل سوسپانسیون ازنظر فاکتور F
مقدار مشخصی از سوسپانسیون حاوی ذرات جامد در فاز مایی که بهطور مناسبی در محیط پراکنده شده بودند، در یک استوانه مدرج ریخته شده و ساکن نگه داشته شد. در فواصل زمانی مشخص تا نهایتاً 72 ساعت، زمانی که تغییری در حجم رسوب ایجاد شده مشاهده نشد، حجم رسوب یادداشت شد [
22]. کلیه فرمولاسیونهای تهیهشده ازنظر فاکتور F، ارزیابی شدند. فاکتور F یا ضریب تهنشینی در
فرمول شماره 2 بیان شده است:
2. F= VF/V0
در
فرمول شماره 2، از تقسیم (Vf) که برابر با حجم رسوب ایجاد شده، برحسب میلیلیتر، بر (V0) که حجم اولیه رسوب است، برحسب میلیلیتر، به ضریب تهنشینی میرسیم [
23]. اعداد گزارششده در انتهای روز سوم ثبت شدند.
تحلیل مقدار ماده مؤثره پس از تهیه و 3 ماه نگهداری در دمای 45 درجه سانتیگراد
غلظت ماده مؤثره مایکوفنولات موفتیل در سوسپانسیون تهیه شده، بلافاصله پس از تهیه و نیز پس از 3 ماه نگهداری در محفظه پایداری با دمای 45 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 75 درصد، مطابق روش استاندارد کروماتوگرافی مایع با فشار بالا تعیین شد. ستون استفادهشده (C18 (125×4.6 mm, 5µm بوده و فاز متحرک تهیه شده شامل ترکیب استونیتریل (سیگما، آلمان) و آب با نسبت 42 به 58 و pH 3/5 بود [
24]. سرعت جریان برابر 1/2 میلیلیتر در دقیقه و طول موج دتکتور ماوراء بنفش روی 219 نانومتر تنظیم شده بود. نمونههای تهیهشده 3 بار به دستگاه تزریق شدند.
تعیین اندازه ذرات توسط Malvern Master Sizer
اندازه ذرهای میکروذرات سوسپانسیون بهروش تفرق اشعه لیزر با دستگاه Malvern Master Sizer تعیین شد. پس از پراکنده کردن گرانولهای سوسپانسیون در فاز مایی، 2 دقیقه در حمام سونیکاتور، سونیکه شدند. سپس توسط دستگاه در محدوده کدورت 50 درصد قطر معادل حجمی میانگین آنها، برحسب میکرومتر، اندازهگیری و برای هر نمونه 3 بار تکرار شد. توزیع اندازه ذرهای و میانگین اندازه ذرهای برای نمونه بهینه پس از تهیه و پس از 3 ماه نگهداری در دمای 45 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 75 درصد گزارش شد [
25].
بهینهسازی دادههای تجربی
بهینهسازی فرمولاسیون ازنظر مقدار زانتان گام و سوربیتول، براساس میزان مورد انتظار هر متغیر وابسته، مطابق آنچه که در
جدول شماره 1 نمایش داده شده است، انجام شد. فرمولاسیون منتخب حاوی 10 گرم مایکوفنولات موفتیل، 68/81 میلیگرم زانتان گام، 500 میلیگرم سیلیکون دی اکساید کلوئیدی، 100 میلیگرم لسیتین سویا، 16/69 گرم سوربیتول، 55 میلیگرم سیتریک اسید، 500 میلیگرم سدیم سیترات، 45 میلیگرم متیل پارابن، 5 میلیگرم پروپیل پارابن، اسانس موز 3 قطره بوده و با آب مقطر به حجم نهایی 50 میلیلیتر رسانده شد.
این فرمولاسیون 3 بار تهیه شد و ازنظر متغیرهای وابسته مطالعه شامل (Y3 ،Y2 ،Y1) ارزیابی شد تا خطای پیشبینی براساس درصد گزارش شود. حد قابلقبول این خطا برای هر متغیر وابسته 5 درصد درنظر گرفته شد.
یافتهها
در این مطالعه فرمولاسیون سوسپانسیون مایکوفنولات موفتیل ازنظر مقادیر زانتان گام و سوربیتول توسط نرمافزار Design Expert بهینهسازی شد [
26]. فرمولاسیونها حاوی مقادیر ثابت ماده اولیه معادل 10 گرم و مواد جانبی متعدد بوده و ازنظر محتوای زانتان گام و سوربیتول مطابق طراحی پیشنهادی نرمافزار تفاوت داشتند که پس از تهیه برای تحلیلهای مرتبط استفاده شدند.
تأثیر مقادیر متغیرهای مستقل بر فاکتور F
همانطور که در
جدول شماره 2 نشان داده شده است، مقادیر فاکتور F در فرمولاسیونهای تهیهشده بین 0/3 تا 0/9 درصد متغیر بود. نتایج تحلیل آنووای این متغیر وابسته در
جدول شماره 3 نشان داده شده است.
فرمول مدل Quadratic این متغیر در
فرمول شماره 3 بیان شده است:
3. Y= 0/83+0/2X1+ 0/01X2-0/12X12-0/07X22
با بررسی P حاصل برای هر متغیر مشخص شد، غلظت زانتان گام نقش معناداری در میزان فاکتور F دارد. بهاینترتیب که با افزایش درصد زانتان گام، فاکتور F افزایش قابلتوجهی مییابد. میزان سوربیتول تأثیر معناداری در افزایش فاکتور F ندارد. برهمکنش معناداری میان حضور همزمان این 2 ماده جانبی در افزایش فاکتور F بر اساس P، تشخیص داده نشد. تصویر 3 بُعدی این متغیر وابسته در
تصویر شمارهالف-1 نمایش داده شده است.
تأثیر مقادیر متغیرهای مستقل بر محافظت ماده مؤثره پس از تهیه و شرایط نگهداری 3 ماهه
فرمولاسیونهای تهیهشده ازنظر محتوای ماده مؤثره پس از تهیه و نیز پس از 3 ماه نگهداری در دمای 45 درجه سانتیگراد ارزیابی شدند (
جدول شماره 2). در حضور مواد جانبی متعدد و با روش تهیه گرانولاسیون مرطوب، پس از تهیه سوسپانسیون بین 80 تا 100 درصد ماده اولیه محافظت شده بود و این مقدار پس از نگهداری 3 ماهه در شرایط گفتهشده به محدوده 75 تا 98 درصد در فرمولاسیونهای مختلف رسید. تحلیل آماری نتایج حاصل در
جدول شماره 3 نمایش داده شده است. فرمولهای Quadratic حاصل برای میزان ماده مؤثره پس از تهیه،
فرمول شماره 4 و پس از نگهداری،
فرمول شماره 5، بهترتیب عبارتاند از:
4. Y= 98+7/63X1+ 1/19X2+ 0/75X12-3/75X12+ -3/50X22
5. Y= 95/20+8/43X1+ 2/02X2+ 0/5X12-3/47X12-5/47X22
همانطور که مشخص است، براساس
فرمولهای شماره 4 و
5، میزان زانتان گام نقش معناداری بر میزان ماده مؤثره محافظتشده دارد و افزایش آن موجب بهبود محافظت دارو میشود. درحالیکه، مقادیر بالاتر سوربیتول لزوماً پایداری فرآورده را بهبود نمیبخشد.
مطابق
تصویرهای شماره 1-ب و
1-ج، مقادیر میانی سوربیتول برای ایجاد پایداری مناسب در سوسپانسیون مایکوفنولات موفتیل کفایت میکند و با وجود ضریب مثبت برای این متغیر مستقل در هر 2
فرمول (
شماره 4 و
5)، این اثر فاقد معنای آماری است.
تهیه و تحلیل فرمولاسیون بهینهسازیشده
فرمولاسیون منتخب 3 بار تهیه و ارزیابی شد. مقدار پاسخ پیشبینیشده برای فاکتور F برابر با 0/92 درصد و میزان پاسخ اندازهگیریشده برابر با 0/89 درصد بود که خطای پیشبینیشده 3/26 درصد شد. درباره میزان محافظت ماده اولیه پس از تهیه در هر 2 مورد پاسخ پیشبینیشده و اندازهگیریشده برابر با 100 درصد و خطای صفر درصد را به همراه داشت. پاسخ میزان محافظت ماده اولیه پس از نگهداری، پاسخ پیشبینیشده 99/3 درصد و پاسخ اندازهگیریشده 98 درصد بوده که درصد خطای پیشبینیشده 1/31 بود. در همه موارد خطای کمتر از 5 درصد مؤید صحت پیشبینی مدل بود [
27].
نمونه بهینه ازنظر اندازه ذرات تحلیل شد. متوسط اندازه ذرهای پس از تهیه برابر با 70/25 میکرومتر با توزیع اندازه ذرهای 0/76 و پس از 3 ماه نگهداری در دمای 45 درجه سانتیگراد و رطوبت 75 درصد برابر با 75/50 میکرومتر با توزیع اندازه ذرهای 0/94 گزارش شد. تصویر میکروسکوپ نوری تهیهشده از نمونه بهینه پس از تهیه، در
تصویر شماره 2 قابل مشاهده است.
بحث و نتیجهگیری
ازجمله چالشهای مهم سوسپانسیونها، ناپایداری این سیستمهاست. از راهکارهای کلی جهت بهبود پایداری سوسپانسیونها میتوان به جلوگیری از کوآگولاسیون سیستم بهواسطه ایجاد دافعه بین ذرات و کاهش سرعت رسوب ذرات ازطریق افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته اشاره کرد [
28].
در ساخت انواع سوسپانسیونها، تنوعی از مواد جانبی در غلظتهای مختلف استفاده میشود. برای مثال، مواد تعلیقدهنده باعث میشوند ماده اصلی دارویی در داخل سوسپانسیون به حالت پراکنده و معلق باقی بمانند. مواد تر یا خیسکننده مانند انواع سورفکتانتها و کلوئیدهای هیدروفیلیک مانند صمغ آکاسیا و زانتان گام از دیگر مواد جانبی پرکاربرد محسوب میشوند. حلالها، بافرها و همچنین انواع نگهدارندهها نیز در تهیه سوسپانسیون کاربرد دارند [
29،
30].
محدوده میزان استفاده از مواد جانبی در ترکیب سوسپانسیونهای ویژه اطفال بسته به نوع ماده اولیه دارویی، نوع ساخت و سایر اجزای فرمولاسیون متفاوت است [
13،
29]. تعیین میزان مواد جانبی استفادهشده در فرمولاسیون سلسپت در پتنت شرکت سازنده برند دارو، US5688529A، بهصورت درصدهای مختلف و در محدوده نسبتاً وسیعی گزارش شده است،
زانتان گام یک پلیساکارید با وزن مولکولی بالا، غیرسمی و سازگار است و بهعنوان یک افزاینده ویسکوزیته و تعلیقدهنده در سوسپانسیون ها کاربرد دارد [
31،
32]. درصد مورد استفاده در سوسپانسیونها هم تا 150 میلیگرم در هر 100 میلیلیتر از سوسپانسیون است [
33،
34]. درباره سوسپانسیون مایکوفنولات موفتیل درصد استفادهشده از زانتان گام بین 1 تا 1/5 میلیگرم در هر میلیلیتر از سوسپانسیون است که درصدهای استفادهشده از آن در مرحله پیش فرمولاسیون بین 25 تا 75 میلیگرم متغیر بود [
35]. باتوجهبه اینکه تغییر میزان زانتان گام تأثیر معناداری بر کیفیت سوسپانسیون نهایی داشت، بهعنوان یکی از متغیرهای مستقل در بهینهسازی کیفیت فرآورده درنظر گرفته شد.
از راههای مؤثر در کاهش سرعت تهنشینی ذرات در سوسپانسیونها افزایش ویسکوزیته است که در این مطالعه با استفاده از زانتان گام در مقدار بالا حاصل شد. مطابق نتایج تحلیل آماری، افزایش مقدار زانتان گام، نهتنها بر فاکتور F تأثیر معنادار و مثبت داشت، بلکه در حفظ ماده مؤثره سوسپانسیون پس از تهیه و شرایط نگهداری نیز اثر مثبت داشت.
طی مطالعات متعدد از زانتان گام بهعنوان بهبوددهنده رفتار رئولوژی و ویسکوزیته سیستمهای 2 فازی نظیر سوسپانسیونها استفاده شده است. برای مثال، سوسپانسیون حاوی سولفامرازین با حضور زانتان گام بهصورت فلوکوله ایجاد کرد و بهازای هر 0/1 درصد افزایش در میزان گام استفادهشده تا حد بهینه، سرعت رسوب ذرات تا 5 برابر کاهش یافت [
36].
همچنین در مطالعه دیگر ثابت شد با افزایش میزان زانتان گام در فرمولاسیون سوسپانسیون علاوه بر افزایش ویسکوزیته با ایجاد ممانعت فضایی بین ذرات موجب افزایش دافعه آنها و در نتیجه جلوگیری از اتصال ذرات به یکدیگر و کواگولاسیون شد [
37]. بهعلاوه مهار رشد کریستالی ذرات سوسپانسیون و درنتیجه ناپایداری ماده مؤثره از دیگر روشهای پایداری سوسپانسیون با زانتان گام بهشمار میرود [
38].
در این مطالعه، اندازه ذرهای سوسپانسیون پس از 3 ماه نگهداری در دمای بالا نسبت به اندازه ذرات پس از تهیه دستخوش تغییر قابلتوجهی نشد. باتوجهبه عدم افزایش قابلتوجه اندازه ذرات پس از نگهداری میتوان فرض کرد که رشد کریستالی ذرات سوسپانسیون تا حد قابلتوجهی مهار شده است؛ بنابراین زانتان گام ازطریق این سازوکار توانسته است میزان ماده مؤثره مایکوفنولات موفتیل را پس از نگهداری طولانیمدت تا بیش از 98 درصد محافظت کند. وجود احتمالی سایر سازوکارهای پایدارکنندگی زانتان گام مستلزم انجام بررسیهای بیشتر است.
سوربیتول بهعنوان شیرینکننده، پایدارکننده و هومکتانت در ساختار سوسپانسیونها بهکار میرود. ازنظر شیمیایی تقریباً بیاثر بوده و به سایر مواد دارویی واکنش نشان نمیدهد و میتوان به جای سوکروز برای ساخت شربت در غلظت 70 تا 90 درصد وزنیحجمی از آن استفاده کرد [
15،
39]. همچنین توسط افراد دیابتی بهتر تحمل میشود و کمتر باعث پوسیدگی دندان میشود. میزان معمول آن در سوسپانسیونها و سایر اشکال مایع از 30 تا 70 درصد متفاوت است و در سوسپانسیون ساختهشده براساس مقادیر ذکرشده در منابع علمی میزان سوربیتول بهکاررفته بین 10 تا 25 گرم درنظر گرفته شد [
40].
اگرچه در این رِنج، شکل ظاهری، بازپراکنش و فاکتور F قابلقبول برآورد شد، استفاده از میزان بالای سوربیتول ازنظر فرمولاسیون و بهویژه دیدگاه اقتصادی مقرون به صرفه نیست؛ بنابراین مقدار سوربیتول بهعنوان یکی دیگر از مواد جانبی تعیینکننده کیفیت درنظر گرفته شد تا درصورت امکان از افزودن مقادیر بالاتر آن جلوگیری بهعمل آید.
سرعت رسوب فاکتور مهم در تعیین کیفیت مطلوب سوسپانسیون محسوب شده که باید باتوجهبه نوع ماده اولیه دارویی و نوع مواد جانبی تنظیم شود. در این مطالعه برای تهیه ترکیب مواد جانبی از روش گرانولاسیون مرطوب استفاده شد. با این روش اندازه ذرات افزایش یافته و سیستم فلوکوله ایجاد شد.
اگرچه سرعت رسوب ذرات در این حالت بیشتر از وقتی خواهد بود که ذرات ریزتر باشند، اما پخشپذیری مناسب (که صرفاً بهصورت چشمی و کیفی بررسی شد) در پی نشست ذرات با همزدن ساده، عدم تشکیل کیک و حصول فاکتور F مناسب، مزایای تهیه گرانول را تأیید کرد. درنتیجه افزایش اندازه ذرات جریانپذیری آنها بهبود قابلتوجهی یافته که نهتنها در مقیاس آزمایشگاهی و داروخانهای تسهیل ایجاد میکند، بلکه ازنظر تولید صنعتی نیز بسیار مهم است.
در یک مطالعه، از قرص و کپسول برای تهیه سوسپانسیون مایکوفنولات موفتیل استفاده شد. فرمولاسیون مذکور حاوی پایه تجاری Ora-Plus® بود و به آن مایکوفنولات موفتیل، شربت ساده، متیل پارابن، پروپیل پارابن، اسانس و آسپارتام اضافه شد. مقدار ماده مؤثره مایکوفنولات موفتیل پس از 7، 14 و 28 روز از تهیه و نگهداری در شرایط آزمایشگاهی ازنظر دما و رطوبت اندازهگیری شده بود و درنهایت، مقدار ماده مؤثره تا 70 درصد حفظ شده بود [
24]، درحالیکه در مطالعه فعلی تا 98 درصد ماده اولیه در فرمولاسیون بهینه، حفظ شده بود. تشکیل گرانول و حضور زانتان گام و سوربیتول در مقادیر مناسب میتواند ازجمله دلایل این تفاوت باشد.
در این مطالعه از روش گرانولاسیون مرطوب برای تهیه سوسپانسیون مایکوفنولات موفتیل استفاده شد. مقادیر مواد جانبی شامل زانتان گام و سوربیتول بهروش دادههای تجربی تعیین شد. افزایش ویسکوزیته باعث کاهش سرعت رسوب شد و تهیه گرانول بهواسطه افزایش اندازه ذرات، با وجود سرعت بیشتر تهنشینی ذرات، کمک به ایجاد سیستم فلوکوله با پخشپذیری مناسب کرد. درحالیکه افزایش زانتان گام باعث بهبود خواص فیزیکی و همچنین پایداری ماده مؤثره دارو شد، افزایش سوربیتول باعث بهبود خواص کیفی فرآورده نشد و کاربرد آن در مقادیر کمتر پیشنهاد میشود.
کاهش مقدار سوربیتول نسبت به بیشینه آن هم ازنظر فرمولاسیون و هم ازنظر اقتصادی مطلوب است. بهینهسازی فرمولاسیون ازنظر مقدار این 2 ماده جانبی با خطای قابلقبول انجام شد که کاربرد موفق روش طراحی آزمایش را در تهیه فرمولاسیون منتخب این ماده دارویی با پیشبینی مناسب تأیید کرد.
بدیهی است جهت عملیاتی کردن تولید فرآورده به شکل داروی ترکیبی، باید بررسیهای بیشتر نظیر انجام تحلیل میکروبی، بررسی پایداری در محدودههای دمایی بالاتر و پایینتر و همچنین بررسی میزان یکنواختی دُز دارو در هر بار تجویز انجام شود.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این پژوهش براساس استانداردهای موجود در آزمایشگاه فرایندهای فارماسیوتیکس دانشکده داروسازی دانشگاه علومپزشکی ایران انجام شد. کد اخلاق مصوب برای انجام پایاننامه برگرفته از این مقاله IR.IUMS.REC.1399.1235. است.
حامی مالی
این پژوهش هیچگونه کمک مالی از سازمانهای دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
مفهومسازی و طراحی مطالعه: هما فقیهی، امین عمرانی و حامد منتظری قدس؛ حمایت اداری، فنی یا موادی، کسب، تحلیل و تفسیر دادهها: هما فقیهی، امین عمرانی، حامد منتظری قدس و پرستو میرزابیگی؛ تهیه پیشنویس دستنوشته: هما فقیهی، امین عمرانی و زهره محمدی؛ بازبینی نقادانه دستنوشته برای محتوای فکری مهم: هما فقیهی، امین عمرانی، حامد منتظری قدس و علی رستگاری؛ تحلیل آماری: هما فقیهی؛ نظارت بر مطالعه: هما فقیهی، امین عمرانی، حامد منتظری قدس و زهره محمدی.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان از دانشکده داروسازی، آزمایشگاه فرایندهای فارماسیوتیکس، اسکیل لب دانشکده و همچنین از شرکت داروسازی زهراوی که در تحلیل نمونههای تهیهشده همکاری شایسته داشتهاند، تشکر و قدردانی میکنند.
References
1.Allison AC, Eugui EM. Mycophenolate mofetil and its mechanisms of action. Immunopharmacology. 2000; 47(2-3):85-118. [DOI:10.1016/S0162-3109(00)00188-0]
2.Songwisit S, Kosiyakul P, Jitprapaikulsan J, Prayoonwiwat N, Ungprasert P, Siritho S. Efficacy and safety of mycophenolate mofetil therapy in neuromyelitis optica spectrum disorders: A systematic review and meta-analysis. Scientific Reports. 2020; 10(1):16727. [PMID] [PMCID]
3.Riskalla MM, Somers EC, Fatica RA, McCune WJ. Tolerability of mycophenolate mofetil in patients with systemic lupus erythematosus. The Journal of Rheumatology. 2003; 30(7):1508-12. [PMID]
4.Stepkowski SM. Molecular targets for existing and novel immunosuppressive drugs. Expert Reviews in Molecular Medicine. 2000; 2(4):1-23. [DOI:10.1017/S1462399400001769] [PMID]
5.McMurray RW, Harisdangkul V. Mycophenolate mofetil: Selective T cell inhibition. The American Journal of The Medical Sciences. 2002; 323(4):194-6. [DOI:10.1097/00000441-200204000-00005] [PMID]
6.Kim JM, Oh JW, Kim S, Rhu J, Lee JS, Kim KS, et al. Tablet or capsule form of generic mycophenolate mofetil (My-Rept®) after liver transplantation: a prospective randomized trial. Drug Design, Development and Therapy. 2019; 13:2187-93. [PMID] [PMCID]
7.Downing HJ, Pirmohamed M, Beresford MW, Smyth RL. Paediatric use of mycophenolate mofetil. British Journal of Clinical Pharmacology. 2013; 75(1):45-59. [DOI:10.1111/j.1365-2125.2012.04305.x] [PMID] [PMCID]
8.Li Y, Zhang D, Ash J, Jia X, Leone A, Templeton A. Mechanism and impact of excipient incompatibility: Cross-linking of xanthan gum in pediatric powder-for-suspension formulations. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2019; 108(11):3609-15. [DOI:10.1016/j.xphs.2019.07.005] [PMID]
9.Johnston A, He X, Holt DW. Bioequivalence of enteric-coated mycophenolate sodium and mycophenolate mofetil: A meta-analysis of three studies in stable renal transplant recipients. Transplantation. 2006; 82(11):1413-8. [DOI:10.1097/01.tp.0000242137.68863.89] [PMID]
10.Venkataramanan R, McCombs JR, Zuckerman S, McGhee B, Pisupati J, Dice JE. Stability of mycophenolate mofetil as an extemporaneous suspension. Annals of Pharmacotherapy. 1998; 32(7-8):755-7. [DOI:10.1345/aph.17213] [PMID]
11.Papuga K, Kaszubkiewicz J, Kawałko D. Do we have to use suspensions with low concentrations in determination of particle size distribution by sedimentation methods? Powder Technology. 2021; 389:507-21. [DOI:10.1016/j.powtec.2021.05.060]
12.Johnston D, Gray MR, Reed CS, Bonner FW, Anderson NH. A comparative evaluation of five common suspending agents used in drug safety studies. Drug Development and Industrial Pharmacy. 1990; 16(12):1893-909. [DOI:10.3109/03639049009028346]
13.Rouaz K, Chiclana-Rodríguez B, Nardi-Ricart A, Suñé-Pou M, Mercadé-Frutos D, Suñé-Negre JM, et al. Excipients in the paediatric population: A review. Pharmaceutics. 2021; 13(3):387. [PMID] [PMCID]
14.Binson G, Beuzit K, Migeot V, Marco L, Troussier B, Venisse N, et al. Preparation and physicochemical stability of liquid oral dosage forms free of potentially harmful excipient designed for pediatric patients. Pharmaceutics. 2019; 11(4):190. [PMID] [PMCID]
15.Dash RP, Srinivas NR, Babu RJ. Use of sorbitol as pharmaceutical excipient in the present day formulations - issues and challenges for drug absorption and bioavailability. Drug Development and Industrial Pharmacy. 2019; 45(9):1421-9. [DOI:10.1080/03639045.2019.1640722] [PMID]
16.Yu XL, Xiao CX, Guo LC. [Effect of D-sorbitol on Rheology of Aqueous Alumina Suspensions with Poly(Acrylic Acid) (Chinese)]. Journal of Inorganic Materials. 2011; 26:545-9. [DOI:10.3724/SP.J.1077.2011.00545]
17.Comba S, Sethi R. Stabilization of highly concentrated suspensions of iron nanoparticles using shear-thinning gels of xanthan gum. Water Research. 2009; 43(15):3717-26. [DOI:10.1016/j.watres.2009.05.046] [PMID]
18.Petri DFS. Xanthan gum: A versatile biopolymer for biomedical and technological applications. Journal of Applied Polymer Science. 2015; 132(23):1-13. [DOI:10.1002/app.42035]
19.Campisi B, Chicco D, Vojnovic D, Phan-Tan-Luu R. Experimental design for a pharmaceutical formulation: Optimisation and robustness. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 1998; 18(1-2):57-65. [DOI:10.1016/S0731-7085(98)00175-7]
20.Patel R, Patel N, Patel M. Design, development and optimization of new high performance thin-layer chromatography method for quantitation of Retapamulin in pharmaceutical formulation: Application of design of experiment. Separation Science Plus. 2020; 3(4):121-8. [DOI:10.1002/sscp.202070007]
21.Faghihi H, Najafabadi AR, Vatanara A. Optimization and characterization of spray-dried IgG formulations: A design of experiment approach. Daru: Journal of Faculty of Pharmacy, Tehran University of Medical Sciences. 2017; 25(1):22. [PMID] [PMCID]
22.Alam A, Ahuja A, Baboota S, Gidwani SK, Ali J. Formulation and evaluation of pharmaceutically equivalent parenteral depot suspension of methyl prednisolone acetate. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2009; 71(1):30-4. [PMID] [PMCID]
23.Nayak AK, Pal D, Pany DR, Mohanty B. Evaluation of spinacia oleracea L. leaves mucilage as an innovative suspending agent. Journal of Advanced Pharmaceutical Technology & Research. 2010; 1(3):338-41. [PMID]
24.Fahimi F, Baniasadi S, Mortazavi SA, Dehghan H, Zarghi A. Physical and chemical stability of mycophenolate mofetil (MMF) suspension prepared at the hospital. Iranian Journal of Pharmaceutical Research. 2012; 11(1):171-5. [PMID]
25.Haghighi DM, Faghihi H, Darabi M, Mirmoeini MS, Vatanara A. Spray freeze drying to solidify Nanosuspension of Cefixime into inhalable microparticles.Daru: Journal of Faculty of Pharmacy, Tehran University of Medical Sciences. 2022; 30(1):17-27. [PMID]
26.Smith WC, Bae J, Zhang Y, Qin B, Wang Y, Kozak D, et al. Impact of particle flocculation on the dissolution and bioavailability of injectable suspensions. International Journal of Pharmaceutics. 2021; 604:120767. [PMID]
27.Mirfakhraei Y, Faghihi H, Zade AHM, Darabi M, Vatanara A. Optimization of Stable IgG formulation containing amino acids and trehalose during freeze-drying and after storage: a central composite design. AAPS PharmSciTech. 2019; 20(4):154. [PMID]
28.Fauchais P, Vardelle M, Goutier S, Vardelle A. Key Challenges and Opportunities in Suspension and Solution Plasma Spraying. Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2015; 35(3):511-25. [DOI:10.1007/s11090-014-9594-5]
29.Moreton RC. Commonly used excipients in pharmaceutical suspensions. In: Kulshreshtha A, Singh O, Wall G, editors. Pharmaceutical Suspensions. New York: Springer; 2009. [DOI:10.1007/978-1-4419-1087-5_3]
30.Frederick KJ. Performance and problems of pharmaceutical suspensions. Journal of Pharmaceutical Sciences. 1961; 50(6):531-5. [PMID]
31.Singhvi G, Hans N, Shiva N, Kumar Dubey S. Chapter 5 - Xanthan gum in drug delivery applications. In: Hasnain MS, Nayak AK, editors. Natural polysaccharides in drug delivery and biomedical applications. Cambridge: Academic Press; 2019. [DOI:10.1016/B978-0-12-817055-7.00005-4]
32.Alhalmi A, Ali NH, Altowairi M, Almoiliqy M, Sharma B. Xanthan gum; its biopharmaceutical applications: An overview. World Journal Of Pharmacy And Pharmaceutical Sciences. 2018; 7(1):1536-48. [Link]
33.Shayoub ME, Sami MA, Ali MS, Shaddad SA, Dawoud AH, Abdella MS, et al. Evaluation of guar gum as suspension agent in comparison with xanthan gum using metronidazole benzoate as model of drug to estimate the effects of temperatures and storage on its suspension ability. Journal of Global Biosciences. 2015; 4(6):2452-8. [Link]
34.Verhoeven E, Vervaet C, Remon JP. Xanthan gum to tailor drug release of sustained-release ethylcellulose mini-matrices prepared via hot-melt extrusion: In vitro and in vivo evaluation. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics: Official Journal of Arbeitsgemeinschaft fur Pharmazeutische Verfahrenstechnik e.V. 2006; 63(3):320-30. [DOI:10.1016/j.ejpb.2005.12.004] [PMID]
35.Berninger T, Dietz N, González López Ó. Water-soluble polymers in agriculture: Xanthan gum as eco-friendly alternative to synthetics. Microbial Biotechnology. 2021; 14(5):1881-96. [DOI:10.1111/1751-7915.13867] [PMID] [PMCID]
36.Zatz JL, Yarus C. Stabilization of sulfamerazine suspensions by xanthan gum. Pharmaceutical Research. 1986; 3(2):118-21. [DOI:10.1023/A:1016301721900] [PMID]
37.Zhang X, Liu J. Effect of Arabic gum and xanthan gum on the stability of pesticide in water emulsion. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011; 59(4):1308-15. [DOI:10.1021/jf1034459] [PMID]
38.Benmounah A, Khaled B, Khaled, Chelah K, Djemiat D. Effect of xanthan gum and sodium carboxymetylcellulose on the rheological properties and zeta potential of bentonite suspensions. Paper presented at: CFM 2017 - 23ème Congrès Français de Mécanique. August 2017; Lille, France. [Link]
39.Newman AW, Vitez IM, Mueller RL, Kiesnowski CC, Findlay WP, Rodriguez C, et al. Sorbitol. In: Brittain HG, editor. Analytical profiles of drug substances and excipients. Cambridge : Academic Press; 1999. [DOI:10.1016/S0099-5428(08)60629-2]
40.Lutomski DM, Gora ML, Wright SM, Martin JE. Sorbitol content of selected oral liquids. The Annals of Pharmacotherapy. 1993; 27(3):269-74. [PMID]