Michał Krzysztof Kołodziejczyk, Monika Klimczuk, Justyna Kołodziejska, Małgorzata Godlewska, Michał Nachajski
Formulacja mukoadhezyjnej postaci leku do miejscowego stosowania w jamie ustnej – aplikacja, wytwarzanie, metody badań
2021-12-17
Można wyróżnić ponad czterysta różnych schorzeń występujących w obrębie jamy ustnej. Są to między innymi zapalenie błony śluzowej, przyzębia, dziąseł, próchnica, infekcje jamy ustnej i zwykle leczone są miejscowo. Substancje lecznicze do stosowania miejscowego w jamie ustnej mogą być podawane w postaci filmów polimerowych. Filmy polimerowe mogą zapewnić dostarczenie substancji leczniczych bezpośrednio do miejsca chorobowo zmienionego oraz dłuższą obecność substancji leczniczych w jamie ustnej, co zwiększa efektywność leczenia. Aplikacja filmu jest łatwa, możliwe jest również szybkie przerwanie leczenia. Systemy o przedłużonym uwalnianiu umożliwiają zmniejszenie częstotliwości podania leku, dawki oraz ograniczają działania niepożądane.
Infekcje mogą być spowodowane uszkodzeniem błony śluzowej, a jedną z zalet filmów podpoliczkowych jest tworzenie bariery ochronnej na uszkodzonej tkance, co zmniejsza ból i zwiększa efektywność leczenia. W zależności od zastosowanej substancji leczniczej, filmy mogą mieć działanie antyseptyczne, przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze, przeciwzapalne, przeciwbólowe.
W pracy opisano charakterystykę miejsca aplikacji filmów polimerowych, czyli błonę śluzową jamy ustnej oraz środowisko śliny. Przedstawiono zalety mukoadhezyjnej postaci leku o działaniu miejscowym w porównaniu z tabletkami, formulacjami płynnymi oraz półpłynnymi. Wymieniono cechu idealnego filmu do miejscowego stosowania w jamie ustnej. Do ważnych czynników, mających wpływ na mukoadhezję, zalicza się czynniki związane z właściwościami polimerów, fizyczne oraz fizjologiczne. Aktualnie obowiązuje sześć teorii mukoadhezji: teoria adsorpcyjna, dyfuzyjna, elektrostatyczna, złamania, zwilżenia i mechaniczna. Wśród metod badania mukoadhezji przeważają metody in vitro, polegające na badaniu sił potrzebnych do złamania wiązania między substancją mukoadhezyjną a modelową membraną. Do najważniejszych metod badań należą: wytrzymałość na rozciąganie, oderwanie i ścinanie. Polimery stosowane do wytwarzania filmów należą do pierwszej i drugiej generacji. Do pierwszej grupy zaliczają się polimery anionowe, kationowe i niejonowe. Do drugiej generacji należą polimery tiolowane, które mogą przedłużać czas przebywania leku w miejscu aplikacji i pozwalają na kontrolowane uwalnianie substancji leczniczej. Do metod otrzymywania filmów polimerowych należą: metoda wylewania, ekstruzji topliwej, wytwarzania półstałych odlewów, prasowania, ekstruzji stałych despersji i metody z użyciem drukarek 3D. Badania filmu obejmują badanie masy żelowej, pomiar grubości filmu, pH, indeks pęcznienia, wchłanianie wilgoci, procentową zawartość wilgoci, charakterystykę powierzchni, badanie organoleptyczne, badanie stabilności chemicznej, czasu rozpadu, jednolitość zawartośći substancji leczniczej i uwalniania.. Wyróżnić należy badania teksturometryczne o dużym potencjale aplikacyjnym, takie jak wytrzymałość na zginanie i rozciąganie.
Słowa kluczowe: film mukoadhezyjny, schorzenia jamy ustnej, teorie mukoadhezji, polimery, metody wytwarzania i badania filmów, teksturometr.
© Farm Pol, 2021, 77 (10): 622–633
The formulation of mucoadhesive drug form for topical application in the oral cavity - application, manufacturing technology, and testing methods
There are over four hundred different diseases occurring within the oral cavity. These include, among others, mucositis, periodontitis, gingivitis, caries, oral infections, which are usually treated topically. Active substances for topical application in the oral cavity can be administered in the form of polymer films. Polymer films can ensure the delivery of the active substances directly to the affected area and a longer presence of the active substances in the oral cavity, which increases the effectiveness of the treatment. The film is easy to apply and the treatment can be discontinued immediately. The sustained-release systems can reduce the frequency of drug administration, the doses, and side effects.
Infections can be caused by damage to the mucosa, and one of the benefits of buccal films is to create a protective barrier on the surface of the damaged tissue, which alleviates pain and increases the effectiveness of the treatment. Depending on the active substance applied, the films may have antiseptic, antibacterial, antifungal, anti‑inflammatory, and analgesic effects.
The paper describes the characteristics of the site of application of polymer films, i.e. the oral mucosa and the saliva environment. The advantages of a topical mucoadhesive drug form in comparison with tablets, liquid, and semi-liquid formulations have been presented. Furthermore, characteristics of an ideal film for topical application in the oral cavity have been listed. Important factors which influence mucoadhesion are factors related to the properties of polymers as well as physical and physiological factors.
Currently, there are six theories of mucoadhesion, such as adsorption theory, diffusion theory, electrostatic theory, fracture theory, wettability theory, and mechanical theory. The predominant methods of mucoadhesion testing are in vitro methods, which consist in testing the forces needed to break the connection between the mucoadhesive substance and the model membrane. The most important test methods include tensile strength and percentage elongation, folding endurance.
The polymers used to make the films are of the first and second generation. The first group includes anionic, cationic, and non-ionic polymers. The second generation includes thiolated polymers, which can extend the residence time of the therapeutic substance at the site of application and allow for its controlled release. The methods of obtaining polymer films include the pouring method, hot‑melt extrusion method, semi-solid casting production method, pressing method, solid dispersion extrusion method, and methods using 3D printers. The film tests include the following: the study of the gel mass, measurement of the film thickness, pH, swelling index, moisture absorption, percentage of moisture, surface characteristics, organoleptic testing, chemical stability testing, disintegration time, drug content uniformity, and in vitro drug release.
Keywords: mucoadhesive film, oral cavity diseases, mucoadhesion theories, polymers, film production and testing methods, texturometer.
© Farm Pol, 2021, 77 (10): 622–633