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Administración transbucal del sulfato de salbutamol: Determinación in vitro de las rutas de transporte bucal. (Transbuccal delivery of salbutamol sulphate: In vitro determination of routes of buccal transport)

De
16 pages
Resumen
Se estudió la influencia de la concentración de fármaco, el pH del compartimento dador y el coeficiente de partición 1-octanol/tampón en la permeación transbucal del sulfato de salbutamol (pKa1 = 9,3
pKa2 = 10,3) a través de mucosa bucal porcina utilizando una célula de difusión de Franz en línea a 37 ºC. El pH se ajustó a varios valores y la solubilidad del fármaco se midió en distintos pH. La solubilidad del sulfato de salbutamol descendió al aumentar el pH. Se evaluó la permeabilidad del fármaco a diferentes concentraciones de fármaco y pH dador. Se calculó la permeabilidad de especies ionizadas (Pi) y no ionizadas (Pu) del fármaco. El flujo de estado estable aumentó de forma lineal con la concentración dadora (r2=0,9683) con pH 7,4. El coeficiente de partición y permeabilidad aumentaron al aumentar el pH. Los valores de Pu y Pi del sulfato de salbutamol fueron 8,89 ? 10-6 cm?s-1 y 2,49 ? 10-6 cm?s-1, respectivamente. El coeficiente de permeabilidad total aumentó al aumentar la fracción de la forma no ionizada del fármaco. El fármaco penetró a través de la mucosa bucal mediante un proceso de difusión pasivo. El coeficiente de partición y la dependencia del pH de la permeabilidad del fármaco indicaron que el sulfato de salbutamol se transportó principalmente a través de la ruta paracelular mediante un mecanismo de partición.
Abstract
The influence of drug concentration, pH in donor chamber, and 1-octanol/buffer partition coefficient on transbuccal permeation of salbutamol sulphate (pKa1 = 9.3, pKa2 = 10.3) across porcine buccal mucosa was studied by using in-line franz type diffusion cell at 37ºC. The pH was adjusted to several values, and the solubility of the drug in different pH was measured. Solubility of salbutamol sulphate decreased with increasing the pH. The permeability of the drug was evaluated at different donor pH and drug concentrations. Permeability of unionized (Pu) and ionized (Pi) species of drug was calculated. The steady state flux increased linearly with the donor concentration (r2=0.9683) at pH 7.4. The permeability and the partition coefficient increased with increasing pH. The value of Pu and Pi of salbutamol sulphate were 8.89 ? 10-6 cm?s-1 and 2.49 ? 10-6 cm?s-1 respectively. The total permeability coefficient increased with increasing the fraction of unionized form of the drug. The drug permeated through buccal mucosa by a passive diffusion process. The partition coefficient and pH dependency of drug permeability indicated that salbutamol sulphate was transported mainly via the paracellular route by a partition mechanism.
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ADMINISTRACIÓN TRANSBUCAL DEL SULFATO DE SALBUTAMOL: DETERMINACIÓN IN VITRO DE LAS RUTAS DE TRANSPORTE BUCAL 337
TRANSBUCCAL DELIVERY OF SALBUTAMOL SULPHATE: IN VITRO DETERMINATION OF ROUTES OF BUCAL TRANSPORTTRABAJOS ORIGINALES
ORIGINALS WORKS
Administración transbucal del sulfato
de salbutamol: Determinación in vitro
de las rutas de transporte bucal
Transbuccal delivery of salbutamol sulphate: In vitro determination
of routes of buccal transport
SUTARIYA VB*, MASHRU RC, SANKALIA MG Y SANKALIA JM
Pharmacy Department. Center of relevance and excellence in NDDS. G.H. Patel building. The M.S.
University of Baroda. Kalabhavan, Vadodara – 390002. Gujarat, India
Correo electrónico: vsutariya@yahoo.co.in * Autor de contacto.
RESUMEN
Se estudió la influencia de la concentración de fármaco, el pH del compartimento dador y el coeficiente
de partición 1-octanol/tampón en la permeación transbucal del sulfato de salbutamol (pKa = 9,3; pKa1 2
= 10,3) a través de mucosa bucal porcina utilizando una célula de difusión de Franz en línea a 37 ºC.
El pH se ajustó a varios valores y la solubilidad del fármaco se midió en distintos pH. La solubilidad
del sulfato de salbutamol descendió al aumentar el pH. Se evaluó la permeabilidad del fármaco a
diferentes concentraciones de fármaco y pH dador. Se calculó la permeabilidad de especies ionizadas (Pi)
y no ionizadas (Pu) del fármaco. El flujo de estado estable aumentó de forma lineal con la concentración
2dadora (r =0,9683) con pH 7,4. El coeficiente de partición y permeabilidad aumentaron al aumentar el
-6 -1 -6 -1pH. Los valores de Pu y Pi del sulfato de salbutamol fueron 8,89 · 10 cm·s y 2,49 · 10 cm·s ,
respectivamente. El coeficiente de permeabilidad total aumentó al aumentar la fracción de la forma no
ionizada del fármaco. El fármaco penetró a través de la mucosa bucal mediante un proceso de difusión
pasivo. El coeficiente de partición y la dependencia del pH de la permeabilidad del fármaco indicaron
que el sulfato de salbutamol se transportó principalmente a través de la ruta paracelular mediante un
mecanismo de partición.
PALABRAS CLAVE: Permeabilidad. Membrana mucosa. Especies ionizadas. Especies no ionizadas.
ABSTRACT
The influence of drug concentration, pH in donor chamber, and 1-octanol/buffer partition coefficient on
transbuccal permeation of salbutamol sulphate (pKa = 9.3, pKa = 10.3) across porcine buccal mucosa1 2
was studied by using in-line franz type diffusion cell at 37ºC. The pH was adjusted to several values,
and the solubility of the drug in different pH was measured. Solubility of salbutamol sulphate decreased
with increasing the pH. The permeability of the drug was evaluated at different donor pH and drug
concentrations. Permeability of unionized (Pu) and ionized (Pi) species of drug was calculated. The
2steady state flux increased linearly with the donor concentration (r =0.9683) at pH 7.4. The permeability
and the partition coefficient increased with increasing pH. The value of Pu and Pi of salbutamol sulphate
-6-6-6-6-6 -1-1-1-1-1 -6 -6 -6 -6 -6 -1-1-1-1-1were 8.89 · 10 cm·s cm·s cm·s cm·s cm·s and 2.49 · 10 and 2.49 · 10 and 2.49 · 10 and 2.49 · 10 and 2.49 · 10 cm·scm·scm·scm·scm·s respectively. The total permeability coefficient increased
with increasing the fraction of unionized form of the drug. The drug permeated through buccal mucosa
by a passive diffusion process. The partition coefficient and pH dependency of drug permeability
indicated that salbutamol sulphate was transported mainly via the paracellular route by a partition
mechanism.
KEY WORDS: Permeability. Mucous membrane. Ionized species. Unionized species.
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.SUTARIYA VB, MASHRU RC, SANKALIA MG, SANKALIA JM338
INTRODUCCIÓN INTRODUCTION
La administración de fármacos a través de The drug delivery through oral mucosa offers
la mucosa oral ofrece ciertas ventajas frente a a number of advantages over oral delivery,
la administración oral, especialmente para especially for those drugs that have poor so-
aquellos fármacos con baja solubilidad, baja lubility, poor bioavailability, and/or those drugs
biodisponibilidad y/o aquellos fármacos que that suffer from extensive first pass metabo-
sufren un amplio metabolismo de primer paso lism in the liver. Conceivably, buccal deli-
en el hígado. Como se puede imaginar, los very systems may provide for easy adminis-
sistemas de administración bucal pueden pro- tration with little or no irritation, there by
porcionar una administración sencilla con muy increasing patient compliance. In addition,
poca o ninguna irritación y de este modo gastric acid- or digestive enzyme-mediated
aumentar el cumplimiento de las pautas por degradation in the gastrointestinal tract is also
parte del paciente. También se evita la degra- avoided. Moreover, absorption following oral
dación mediada por enzimas digestivas o áci- mucosal administration is not influenced by
do gástrico en el tracto gastrointestinal. Ade- the potential variation in the gastric-emptying
1-7más, la posible variación de la tasa de vaciado rate or the presence of food .
gástrico o la presencia de alimentos no afecta Weak acids and weak bases are subject to
a la absorción después de la administración a pH-dependent ionization. It is presumed that
1-7través de la mucosa oral . ionized species penetrate poorly through the
Las bases y los ácidos débiles están some- oral mucosa compared with non-ionized spe-
tidos a la ionización dependiente del pH. Se cies. An increase in the amount of non-ioni-
asume que las especies ionizadas penetran con zed drug is likely to increase the permeability
mayor dificultad a través de la mucosa oral of the drug across an epithelial barrier, and
en comparación con las especies no ioniza- this may be achieved by a change of pH of
das. Es probable que un aumento en la can- the drug delivery system. It has been reported
tidad de fármaco no ionizado aumente la per- that pH has effect on the buccal permeation
8-15meabilidad del fármaco a través de una barrera of drug through oral mucosa . Previous drug
epitelial. Esto se puede conseguir mediante absorption studies have demonstrated that
una modificación del pH del sistema de admi- buccal absorption through oral mucosa for drugs
8 9,10nistración del fármaco. Se ha demostrado que such as morphine sulphate , nicotine , fle-
11 11 12 13-15el pH afecta a la permeación bucal del fárma- cainide , sotalol , propanol and others
8-15co a través de la mucosa oral . Estudios changed with change in pH.
anteriores relacionados con la absorción de The examination of penetration route for
fármacos han demostrado que la absorción transbuccal drug delivery is important becau-
bucal a través de la mucosa oral de fármacos se it is fundamental to select the proper pene-
8como, por ejemplo, el sulfato de morfina , la tration enhancer to improve the drug permeabi-
9,10 11 11nicotina , la flecainida , el sotalol , el pro- lity. The routes of drug transport have been
12 13-15panol , entre otros , cambió con la modi- visualized directly by scanning electron mi-
ficación del pH. croscopy, autoradiography and confocal laser
15El examen de la ruta de penetración para scanning microscopy . An indirect way to
la administración transbucal de fármacos es examine the routes of drug transport across
importante porque es básica para seleccionar buccal mucosa is to study permeation in vi-
el potenciador de la capacidad de penetración tro. Previous drug absorption studies have
adecuado que mejore la permeabilidad del demonstrated that oral mucosal absorption of
fármaco. Las rutas de transporte del fármaco amines and acids at constant concentration is
16,17se visualizaron directamente a través de mi- proportional to their partition coefficients .
croscopía electrónica de barrido, autorradio- Similar dependencies on partition coefficients
15 15grafía y microscopía de barrido con láser . El were obtained for acyclovir , β-adrenoceptor
18 19estudio de la permeación in vitro es una for- blocking agents , tetramethylpyrazine , subs-
20 16,17ma indirecta de examinar las rutas de trans- tituted acetanilide and others .
porte de fármacos a través de la mucosa bu-
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.ADMINISTRACIÓN TRANSBUCAL DEL SULFATO DE SALBUTAMOL: DETERMINACIÓN IN VITRO DE LAS RUTAS DE TRANSPORTE BUCAL 339
TRANSBUCCAL DELIVERY OF SALBUTAMOL SULPHATE: IN VITRO DETERMINATION OF ROUTES OF BUCAL TRANSPORT
cal. Estudios anteriores relacionados con la Based on the cellular structure of the oral
absorción de fármacos han demostrado que la mucosa, there are two possible pathways for
absorción a través de la mucosa oral de las passive drug transportation – the paracellular
aminas y los ácidos a una concentración cons- route and the transcellular route. The physi-
tante es proporcional a sus coeficientes de cochemical properties of the diffusant deter-
16,17partición . Se obtuvieron dependencias si- mine the dominant route. For lipophilic com-
milares en los coeficientes de partición del pounds, the transcellular pathway is the main
15aciclovir , los agentes de bloqueo del β-adre- route. For hydrophilic compounds, paracellu-
18 19 21-23noceptor , la tetrametilpirazina , la acetanili- lar transport is the primary route .
20 16,17da sustituida , entre otros . The flux of drug through the membrane
En función de la estructura celular de la under sink condition for paracellular route can
15,19,24mucosa oral, las dos posibles rutas para el be written as :
transporte de fármacos pasivo son las siguientes:
D εla ruta paracelular y la ruta transcelular. Las p (1)J = Cp dpropiedades fisicoquímicas del medio de dis- hp
persión determinan la ruta dominante. En el
caso de los compuestos lipofílicos, la ruta trans- Where, D = diffusion coefficient of the per-
p
celular es la ruta principal. En el caso de los meate in the intercellular spaces, h = path length
p
compuestos hidrofílicos, la ruta principal es el of the paracellular route, ε = area fraction of
21-23transporte paracelular . the paracellular route and C = donor drugd
El flujo de fármaco a través de la membra- concentration.
na en condición de medio de disolución de la The flux of drug through the membrane
ruta paracelular se puede redactar con la si- under sink condition for transcellular route can
15,19,24 15,19,24guiente fórmula : be written as the following equation :
(1- ε)D KD ε c cp (1) J = C (2)J = C c dp d hchp
Where, K = partition coefficient between lipo-
c
Donde, D = coeficiente de difusión del per- philic cell membrane and the aqueous phase,p
meado de los espacios intercelulares, h = lon- D = diffusion coefficient of the drug in the
p c
gitud de la ruta paracelular , ε = fracción de transcellular spaces and h = pathlength of the
c
área de la ruta paracelular y C = concentra- transcellular route.
d
ción de fármaco dadora. Salbutamol sulphate, (RS)-1-(4-hydroxy-3-
hydroxy-methyl phenyl)-2-(tert-butylamino)
El flujo de fármaco a través de la membra- ethanol sulphate, a β receptor agonist is most
2
na en condición de medio de disolución de la widely used sympathomimetics for the treat-
ruta transcelular se puede redactar con la si- ment of acute as well as chronic asthma.
15,19,24guiente fórmula : Generally, it is given through inhalation route
but is also effective after oral administration.
(1- ε)D K Despite the fact that salbutamol sulphate isc cJ = C (2)c d well absorbed, its systemic bioavailability ishc
only 50% due to extensive presystemic meta-
Donde, K = coeficiente de partición entre la bolism in the gastrointestinal tact (GIT) and
c
fase acuosa y la membrana de la célula lipo- liver. Hence, the oral administration of salbu-
fílica, D = coeficiente de difusión del fárma- tamol sulphate shows marginal and slow on-
c
co de los espacios transcelulares y h = longi- set of action. The metabolite possesses little
c
25,26tud de la ruta transcelular. or no β-adrenergic activity .
El sulfato de salbutamol, (RS)-1-(4-hidroxi- The present study is to examine the effects
3-hidroxi-metil fenil)-2-(tert-butilamino) sulfato of drug concentration at pH 7.4, pH in donor
de etanol, un agonista del receptor β es el chamber, and 1-octanol/buffer partition coeffi-
2
agente simpatomimético utilizado de forma más cient on transbuccal permeation and the pos-
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generalizada para el tratamiento de asma cró- sible in-vitro transport route of both drugs across
nico y agudo. Por lo general, se administra a porcine buccal mucosa. The permeability of
través de ruta inhalatoria, pero también es eficaz salbutamol sulphate at several pH values through
tras su administración oral. A pesar de que el guinea pig mucosa as a model membrane were
sulfato de salbutamol se absorbe correctamente, measured to compare the permeability of io-
su biodisponibilidad sistémica es sólo del 50% nized and nonionized species
debido a un amplio metabolismo presistémico
en el tracto gastrointestinal (TGI) y el hígado.
Por ello, la administración oral del sulfato de MATERIALS
salbutamol muestra un inicio de la acción lento
y marginal. El metabolito posee poca o nin- Salbutamol sulphate was as gift sample from
25,26guna actividad β-adrenérgica . Relax Pharmaceuticals Pvt. Ltd. (Baroda, In-
El presente estudio va a examinar los efec- dia). Potassium dihydrogen phosphate and
tos de la concentración de fármaco con pH phosphoric acid were purchased from S. D.
7,4, el pH del compartimento dador y el co- Fine Chem. (Mumbai, India). Other reagents
eficiente de partición de 1-octanol/tampón en used were of analytical grade and were used
la permeación transbucal y la posible ruta de without additional purification.
transporte in vitro de ambos fármacos a tra-
vés de mucosa bucal porcina. Se midió la
permeabilidad del sulfato de salbutamol con METHODS
distintos valores de pH a través de la mucosa
de un cerdo de Guinea como membrana mo- Solubility measurement
delo para comparar la permeabilidad de espe-
cies ionizadas y no ionizadas. Solubility of salbutamol sulphate was de-
termined at several pH 6.0, 7.4, 8.0, 9.0, 10.0
and 11.0. Excess of salbutamol sulphate was
MATERIALES added to 10 ml of Mcllvaine buffer solutions
at each level. The samples were stirred in a
La muestra de sulfato de salbutamol fue conical flask for 24 hour at 37 ºC. The pH of
proporcionada de forma gratuita por Relax the samples was checked, adjusting the pH
Pharmaceuticals Pvt. Ltd. (Baroda, India). El with 0.1 M citric acid as necessary. The sus-
ácido fosfórico y el fosfato dihidrógeno de pensions were filtered using a 0.45 micron
potasio se adquirieron a S. D. Fine Chem. whatman filter paper. The concentration of
(Mumbai, India). El resto de reactivos utiliza- salbutamol sulphate in the filtrate was deter-
dos fueron de grado analítico y se utilizaron mined spectrophotometrically by measuring
27sin purificación adicional. absorbance at 276 nm .
MÉTODOS Determination of partition coefficient
Medición de la solubilidad 1-Octanol was used to represent the bio-
membrane. The partition coefficients between
La solubilidad del salbutamol se determinó 1-octanol and Mcllvaine buffer solutions at
con distintos pH 6,0, 7,4, 8,0, 9,0, 10,0 y different pH (from 6.0 to 11.0) at 37ºC were
2711,0. Se agregó un exceso de sulfato de sal- determined by shake-flask method . 1-octa-
butamol a 10 ml de soluciones tampón Mcll- nol and buffer solution were co-saturated with
vaine en cada nivel. Las muestras se agitaron each other for 24 hr at 37ºC before use. 1-
en un matraz cónico durante 24 horas a 37 Octanol (5 ml) was shaken with 5 ml buffer
ºC. Se comprobó el pH de las muestras y se solution containing salbutamol sulphate (10
ajustó el pH con 0,1 M de ácido cítrico según mg/ml) for 8 hrs at 37 ºC. The mixture was
fue necesario. Las suspensiones se filtraron then centrifuged at 2000 rpm for 10 minutes
con un papel de filtro Whatman de 0,45 mi- and the concentration of drug in each phase
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.ADMINISTRACIÓN TRANSBUCAL DEL SULFATO DE SALBUTAMOL: DETERMINACIÓN IN VITRO DE LAS RUTAS DE TRANSPORTE BUCAL 341
TRANSBUCCAL DELIVERY OF SALBUTAMOL SULPHATE: IN VITRO DETERMINATION OF ROUTES OF BUCAL TRANSPORT
cras. La concentración de sulfato de salbuta- was determined sphectrophotometrically by
mol del filtrado se determinó de forma espec- measuring absorbance at 276 nm in aqueous
trofotométrica mediante la medición de la phase. The partition coefficient (K ) was cal-
p
27absorbencia a 276 nm . culated from the following equation:
C -C1 2K = (3)pDeterminación del coeficiente de partición C2
Where C is the original concentration of drugSe utilizó 1-octanol para representar la bio- 1
membrana. Se determinaron los coeficientes in aqueous phase and C is the final concen-2
de partición entre las soluciones tampón Mc- tration of drug in aqueous phase.
llvaine y 1-octanol con distintos pH (entre 6,0
y 11,0) a 37 ºC con el procedimiento de agi-
tación del matraz (27). Las soluciones tam- Collection and preparation of buccal tissue
pón y 1-octanol se saturaron mutuamente
durante 24 horas a 37 ºC antes de su uso. Se Guinea pig buccal tissue was chosen, be-
agitaron 5 ml de 1-octanol con 5 ml de solu- cause its non-keratinized morphology is quite
1,11ción tampón que contenía sulfato de salbuta- similar to human buccal epithelium . Buccal
mol (10 mg/ml) durante 8 horas a 37 ºC. A tissue was removed after sacrificing the ani-
continuación, se centrifugó la mezcla a 2000 mal and was stored in Krebs buffer pH 7.4
rpm durante 10 minutos y se determinó de and was immediately transported to the expe-
forma espectrofotométrica la concentración de rimental set-up. The buccal mucosa membra-
fármaco en cada fase mediante la medición nes were separated by removing the under-
de la absorbencia a 276 nm en fase acuosa. lying connective tissues using surgical scissors,
El coeficiente de partición (K ) se calculó a making, sure that the basal membrane wasp
28-30partir de la siguiente ecuación: still present . Slice thickness was ranged
from 500-600 µm and mounted between do-
nor and receiver chambers of the diffusionC -C1 2K = (3)p cells for permeation studies.C2
Donde C es la concentración original de fár-
1
maco en fase acuosa y C es la concentración In vitro permeation study through buccal
2
final de fármaco en fase acuosa. mucosa
The prepared buccal mucosa membranes
2Obtención y preparación del tejido bucal with an approximate area of 4.00 cm were
mounted between the donor and receiver cham-
Se seleccionó el tejido bucal de un cerdo bers of Franz type diffusion cells with an
2de Guinea, porque su morfología no querati- available diffusion area of 1.76 cm . The re-
nizada es bastante similar al epitelio bucal ceiver chambers were filled with 10 ml of
1,11humano . El tejido bucal se extrajo tras el Mcllvaine buffer solution at pH 7.4 and the
sacrificio del animal, se almacenó en un tam- donor chambers were filled with 5 ml solution
pón Krebs pH 7,4 y se transportó inmediata- of salbutamol sulphate of different concentra-
mente a las instalaciones donde se iba a rea- tion at Mcllvaine buffer pH 7.4 or solution of
lizar el experimento. Las membranas mucosas salbutamol sulphate (0.4 mg/ml) in Mcllvaine
bucales se separaron mediante la extracción buffer solutions of different pH (6.0, 7.4, 8.0,
de los tejidos conjuntivos subyacentes con unas 9.0, 10.0, 11.0). Samples (0.3 ml) were
tijeras quirúrgicas, asegurándose de no retirar withdrawn from receptor compartment at pre-
28-30la membrana basal . El grosor de los frag- determined time interval (10, 30, 60, 90, 120,
mentos osciló entre 500-600 µm. Dichos frag- 180 minutes) replaced with the same volume
mentos se colocaron entre los compartimen- of fresh medium and subsequently assayed
tos receptores y dadores de las células de by HPLC method. The amount of drug pre-
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difusión para realizar los estudios de permea- sent in donor compartment was determined
ción. and was plotted as a function of time. The
permeability coefficients (P) were calculated
from the linear part of the curves as follows
Estudio de permeación in vitro a través de la (19):
mucosa bucal
dQ/dt
P = (4)Las membranas mucosas bucales prepara- ACd2das con un área aproximada de 4,00 cm se
montaron entre los compartimentos recepto- Where, A = the surface area of diffusion, dQ/
res y dadores de las células de difusión Franz dt = amount of drug permeated per unit time
con un área de difusión disponible de 1,76 at steady state and C = donor drug concen-
d
2cm . Los compartimentos receptores se relle- tration.
The permeability of salbutamol sulphate wasnaron con 10 ml de solución tampón Mcllvai-
ne pH 7,4 y las cámaras dadoras se rellenaron evaluated at different pH (from 6.0 to 11.0).
con 5 ml de solución de sulfato de salbutamol The steady state flux (J = P x C ) of the drug
ss d
de distinta concentración en tampón Mcllvai- at pH 7.4 was calculated at different drug
ne pH 7,4 o solución de sulfato de salbutamol concentration. Permeability coefficients of
unionized (P ) and ionized species (P) of sal-(0,4 mg/ml) en soluciones tampón Mcllvaine u i
con distintos pH (6,0, 7,4, 8,0, 9,0, 10,0, 11,0). butamol sulphate at different pH were also
Las muestras (0,3 ml) se transfirieron desde el calculated.
compartimento receptor a intervalos de tiem-
po predeterminados (10, 30, 60, 90, 120, 180
minutos), se sustituyeron por el mismo volu- Drug retention in mucosa
men de medio y posteriormente se sometieron
a ensayo mediante el método HPLC. Se deter- The mucosa was separated from the diffu-
minó la cantidad de fármaco presente en el sion cell after the permeation run of donor
compartimento dador y se trazó como una solution containing 0.4 mg/ml salbutamol sul-
ecuación de tiempo. Los coeficientes de per- phate at various pH and was homogenized
meabilidad (P) se calcularon a partir de la parte using a mortar and pestle and extracted three
lineal de las curvas, tal como se muestra a times with 10 ml methanol. The organic layer
19continuación : was centrifuged at 7000 rpm for 10 min to
separate the cellular components. The extract
dQ/dt was diluted suitably and was analyzed by HPLC
P = (4)
method.ACd
Donde, A = área de superficie de difusión,
dQ/dt = cantidad de fármaco penetrada por HPLC method
unidad de tiempo en estado estable y C =d
concentración de fármaco dadora. The HPLC system consisted of an LC 290
La permeabilidad del sulfato de salbutamol pump (Model LC 290, Perkin-Elmer, Inc., MA,
se evaluó con distintos pH (entre 6,0 y 11,0). USA) with UV detector (Model 290, Perkin
Se calculó el flujo de estado estable (J = P x Elmer, Inc., MA, USA) set at 276 nm, PE
ss
C ) del fármaco con pH 7,4 a distintas con- Nelson 1020 integrator and PE Nelson 1020d
centraciones de fármaco. También se calcula- computer system. The samples were injected
ron los coeficientes de permeabilidad de es- manually using a Rheodyne injector (Model
pecies ionizadas (P) y no ionizadas de sulfato 7125, Rheodyne, Cotati, California, USA) with
i
de salbutamol con distintos pH. a 20-µl loop. HPLC column (250 x 4.6 mm)
was a 5 micron C column (Hypersil, BDS,18
Reverse phase) from Thermo Electron Corpo-
ration, USA. The Mobile phase consisted of
water (70 %), methanol (20 %) and acetonitri-
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.ADMINISTRACIÓN TRANSBUCAL DEL SULFATO DE SALBUTAMOL: DETERMINACIÓN IN VITRO DE LAS RUTAS DE TRANSPORTE BUCAL 343
TRANSBUCCAL DELIVERY OF SALBUTAMOL SULPHATE: IN VITRO DETERMINATION OF ROUTES OF BUCAL TRANSPORT
Retención del fármaco en la mucosa le (10 %) and was filtered through a 0.45-
micron whatman filter paper before use. The
La mucosa se separó de la célula de difu- chromatography was performed isocratically
at a flow rate of 1.2 ml/min at room tempera-sión tras la permeación de la solución dadora
que contenía 0,4 mg/ml de sulfato de salbuta- ture (approximately 29 ºC) and retention time
mol con distintos pH, se homogeneizó me- of 3.5 min was obtained. The amount of sal-
diante un mortero y una mano de mortero y butamol sulphate present in sample was cal-
se extrajo tres veces con 10 ml de metanol. culated from prepared standard calibration curve
having correlation coefficient value more thanLa capa orgánica se centrifugó a 7000 rpm
durante 10 min para separar los componentes 0.9996. The calibration graph was linear in
celulares. El extracto se diluyó adecuadamen- the concentration range of 0.2-2.0 µg/ml. The
te y se analizó mediante el método HPLC. precision and accuracy of the method was
between 0.96-2.28 % and 98.71-100.83 %,
respectively.Método HPLC
EL sistema HPLC consta de una bomba LC
290 (modelo LC 290, Perkin-Elmer, Inc., MA, RESULTS AND DISCUSSION
EE.UU.) con detector de UV (modelo 290,
Perkin Elmer, Inc., MA, EE.UU.) fijado en Effect of pH on solubility
276 nm, y un integrador y un sistema infor-
mático PE Nelson 1020. Las muestras se in- The solubility of salbutamol sulphate at
yectaron manualmente con un inyector Rheo- different pH buffer solution decreased with
dyne (modelo 7125, Rheodyne, Cotati, increasing pH. The solubility of the drug at
California, EE.UU.) con un volumen de in- pH 11.0 was about five times lesser than
yección de 20-ìl. La columna HPLC (250 x that of at pH 6.0. The results are shown in
4,6 mm) era una columna de C de 5 micras Table 1.18
(Hypersil, BDS, fase inversa) de Thermo Elec-
tron Corporation, EE.UU. La fase móvil con-
sistió en agua (70%), metanol (20%) y aceto-
nitrilo (10%) y se filtró a través de un papel
de filtro Whatman de 0, 45 micras antes de su
uso. La cromatografía se realizó isocrática-
mente con una velocidad de flujo de 1,2 ml/
min a temperatura ambiente (aproximadamente
29 ºC) y se obtuvo un tiempo de retención de
3,5 minutos. La cantidad de sulfato de salbu-
tamol presente en la muestra se calculó a partir
de la curva de calibración estándar preparada
con un valor de coeficiente de correlación
superior a 0,9996. El gráfico de calibración
fue lineal en el rango de concentración de
0,2-2,0 µg/ml. La precisión y la exactitud del
método se situaron entre 0,96-2,28% y 98,71-
100,83%, respectivamente.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Efecto del pH en la solubilidad
La solubilidad de la solución tampón de
sulfato de salbutamol con distintos pH des-
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.SUTARIYA VB, MASHRU RC, SANKALIA MG, SANKALIA JM344
cendió al aumentar el pH. La solubilidad del
fármaco con pH 11,0 fue aproximadamente
tres veces inferior a la obtenida con el pH
6,0. Los resultados aparecen en la Tabla 1.
TABLA 1.TABLA 1.TABLA TABLA 1.TABLA 1. 1. Solubilidad del sulfato de salbutamol con distintos pH.
TABLE 1TABLE 1TABLE 1. Solubility of salbutamol sulphate at different pH.
pH 6,0 7,4 8,0 9,0 10,0 11,0
Solubilidad (mg/ml) 409,58 328,74 298,20 210,17 129,34 82,63
Solubility
Parámetros de permeación Permeation parameters
Los perfiles de permeación del sulfato de The permeation profiles of salbutamol sul-
salbutamol en solución tampón Mcllvaine (10 phate in Mcllvaine buffer solution (10 mg/ml)
mg/ml) con distintos valores de pH aparecen having different pH values are shown in Fi-
en la Figura 1. La permeación del fármaco gure 1. Permeation of the drug was highest at
fue superior con pH 11,0 que con el resto de pH 11.0 than that of the other pH studied.
pH estudiados. La cantidad de fármaco pene- The permeated amount of drug increased li-
trada aumentó de forma lineal después de una nearly after 1 hr at each pH value. The per-
hora en cada valor de pH. Los parámetros de meated parameters such as steady state flux
permeación como, por ejemplo, el coeficiente rate and permeability coefficient are given in
de permeabilidad y la velocidad de flujo de Table 2. The flux rate of the drug increased
estado estable aparecen en la Tabla 2. La as the pH value of the donor solution increa-
velocidad de flujo del fármaco aumentó a sed, and the total flux at pH 11.0 was approxi-
medida que aumentaba el valor del pH de la mately 3.5 times higher than that of it at pH
solución dadora, y el flujo total con pH 11,0 6.0. The permeability coefficient increased with
fue aproximadamente 3,5 veces superior a aquel increasing the pH value.
con pH 6,0. El coeficiente de permeabilidad
aumentó al aumentar el valor de pH.
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.ADMINISTRACIÓN TRANSBUCAL DEL SULFATO DE SALBUTAMOL: DETERMINACIÓN IN VITRO DE LAS RUTAS DE TRANSPORTE BUCAL 345
TRANSBUCCAL DELIVERY OF SALBUTAMOL SULPHATE: IN VITRO DETERMINATION OF ROUTES OF BUCAL TRANSPORT
FIGURA 1. Los perfiles de permeación del sulfato de salbutamol a través de la mucosa bucal porcina:
( %) pH 6,0, ( %) pH 7,4, ( %) pH 8,0, ( %) pH 9,0, ( ) pH 10,0, ( %) pH 11,0. Cada punto
representa la media ± D. E. de cinco experimentos.
FIGURE 1. Permeation profiles of salbutamol sulphate through porcine buccal mucosa: ( %) pH 6.0,
( %) pH 7.4, ( %) pH 8.0, ( %) pH 9.0, ( ) pH 10.0, ( %) pH 11.0. Each point represents the mean
± S. D. of five experiments.
1000
800
600
400
200
0
0 30 60 90 120 150 180 210
Tiempo (min)
TABLA 2.TABLA 2. Parámetros de permeación del sulfato de salbutamol (concentración del compartimento dador:
10 mg/ml).
TABLE 2.TABLE 2. Permeation parameters of salbutamol sulphate (Donor Compartment Concentration-10 mg/ml).
b -2 2 b -5pH J x 10 (µg/cm /seg.) P x 10 (cm/seg.)
6,0 4,39 ± 0,36 0,25 ± 0,02
7,4 6,79 ± 0,48 0,38 ± 0,02
8,0 8,52 ± 0,62 0,48 ± 0,04
9,0 10,85 ± 0,81 0,61 ± 0,05
10,0 14,29 ± 0,94 0,81 ± 0,07
11,0 15,43 ± 0,87 0,87 ± 0,13
b 2Los valores de flujo de estado estable (J, µg/cm /seg.) y el coeficiente de permeabilidad (P, cm/seg.) se calcularon a
2partir de la línea recta obtenida mediante la determinación de la cantidad de fármaco penetrada (µg/cm ) frente al tiempo
(seg.). Cada valor representa la media ± D. E. (n=5).
b 2The values of steady state flux (J, µg/cm /sec) and permeability coefficient (P, cm/sec) were calculated from the straight
2line obtained by plotting the permeated amount of drug (µg/cm ) versus time (sec). Each value represents the mean ± S.
D. (n=5).
El flujo de estado estable del sulfato de The steady state flux of salbutamol sulpha-
-salbutamol con pH 7,4 aumentó de 4,8 ± 0,18 te at pH 7.4 increased from 4.8 ± 0.18 x 10
-5 -5 2 5 -5 2x 10 a 31,36 ± 0,42 x 10 mg/cm /seg. mien- to 31.36 ± 0.42 x 10 mg/cm /sec as the
tras que la concentración de fármaco del com- drug concentration in donor compartment was
partimento dador aumentó de 5,0 a 25,0 increased from 5.0 to 25.0 mg/ml. The effect
mg/ml. El efecto de la concentración dadora of donor concentration of the drug on steady
del fármaco en flujo de estado estable con pH state flux at pH 7.4 is shown in Figure 2. A
7,4 aparece en la Figura 2. Se observó una linear relationship was observed between the
2relación lineal entre el flujo y la concentra- flux and drug concentration (r =0.9683) whi-
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.
?USSz?czU??c
Sulfato de salbutamol penetrado
2
(µg/cm )SUTARIYA VB, MASHRU RC, SANKALIA MG, SANKALIA JM346
2ción de fármaco (r =0,9683), que demostró ch showed that the transport of drug through
que el transporte del fármaco a través de la buccal mucosa over the range of concentra-
mucosa bucal en el rango de concentraciones tions investigated was a passive diffusion pro-
investigado fue un proceso de difusión pasi- cess.
vo.
FIGURA 2.FIGURA 2. Efecto de la concentración dadora de sulfato de salbutamol en flujo de estado estable con
pH 7,4. Cada punto representa la media ± D. E. de cinco experimentos.
FIGURE 2. Effect of donor concentration of salbutamol sulphate on steady state flux at pH 7.4. Each
point represents the mean ± S. D. of five experiments.
40
y = 1,392x - 3,9647
2
= 0,9683r30
20
10
0
0 5 10 15 20 25 30
Concentración (mg/ml)
Efecto del pH en el coeficiente de partición y Effect of pH on partition coefficient and
la permeabilidad permeability
Tanto el coeficiente de partición de la so- Both the apparent 1-octanol/buffer solution
lución 1-octanol/tampón como el coeficiente partition coefficient and the permeability coeffi-
de permeabilidad aumentaron al aumentar el cient increased with increasing the pH of buffer
pH de la solución tampón de 6,0 a 11,0 del solution from 6.0 to 11.0 in the donor com-
compartimento dador. El efecto del pH sobre partment. The effect of pH on permeability
el coeficiente de permeabilidad y el coeficiente coefficient and partition coefficient of the drug
de partición del fármaco aparece en la Figura is shown in Figure 3. The partition coefficient
3. El coeficiente de partición y el coeficiente and the total permeability coefficient increa-
de permeabilidad total aumentaron al aumen- sed with increasing the pH and with increa-
tar el pH y al aumentar la fracción de la for- sing the fraction of unionized form. The total
ma no ionizada. El coeficiente de permeabili- permeability coefficient at pH 11.0 was 3.5
dad total con pH 11,0 fue 3,5 veces superior times higher than that of at pH 6.0. The sta-
que el obtenido con pH 6,0. El aumento esta- tistically significant increased in permeation
dísticamente significativo de la permeación a across porcine buccal mucosa may be due to
través de la mucosa bucal porcina se pudo the increased lipophilicity at pH 11.0 as com-
deber al aumento de la lipofilicidad con el pH pared with pH 6.0
11,0 en comparación con el pH 6,0.
Ars Pharm 2005; 46 (4): 337-352.
-5 2
10 × Flujo estable (mg/cm /seg.)