Cyclodextrins and ternary complexes: technology to improve solubility of poorly soluble drugs

Abstract

Cyclodextrins (CDs) are cyclic oligosaccharides composed of D-glucopyranoside units linked by glycosidic bonds. Their main property is the ability to modify the physicochemical and biological characteristics of low-soluble drugs through the formation of drug:CD inclusion complexes. Inclusion complexation requires that host molecules fit completely or partially within the CD cavity. This adjustment is directly related to the physicochemical properties of the guest and host molecules, easy accommodation of guest molecules within the CD cavity, stoichiometry, therapeutic dose, and toxicity. However, dosage forms may achieve a high volume, depending on the amount of CD required. Thus, it is necessary to increase solubilization efficiency in order to use smaller amounts of CD. This can be achieved by adding small amounts of water-soluble polymers to the system. This review addresses aspects related to drug complexation with CDs using water-soluble polymers to optimize the amount of CD used in the formulation in order to increase drug solubility and reduce dosage form volume. Uniterms:Cyclodextrins. Ternary complexes. Drugs/complexation. Water-soluble polymers/use. Drugs/ solubility. Inclusion complexe.Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, compostos por unidades D-glicopiranosídicas ligadas entre si por meio de ligações glicosídicas e sua principal propriedade está na capacidade de alterar as características físico-químicas e biológicas de fármacos com baixa solubilidade por meio da formação de complexos de inclusão fármaco:CD. Para a formação dos complexos de inclusão a molécula hospedeira necessita ajustar-se total ou parcialmente no interior da cavidade da CD, onde este ajuste está diretamente ligado a propriedades físico-químicas da molécula hóspede e hospedeira, facilidade de alojamento da molécula hóspede no interior da cavidade da CD, estequiometria, dose terapêutica e toxicidade. No entanto, as formas farmacêuticas podem atingir um elevado volume, em função da quantidade de CD requerida, sendo necessário aumentar sua eficiência de solubilização para que seja possível utilizar menores quantidades das mesmas. Isso pode ser obtido com a inclusão de pequenas quantidades de polímeros hidrossolúveis ao sistema. Nessa revisão, são abordados aspectos relacionados à complexação de fármacos com ciclodextrinas empregando-se polímeros hidrossolúveis para otimização da quantidade de CD utilizada na formulação, com a finalidade de aumentar a solubilidade do fármaco e reduzir o volume das preparações.Unitermos: SCiclodextrinas. Complexos ternários. Fármacos/complexação. Polímeros hidrossolúveis/ uso. Fármacos/solubilidade. Complexos de inclusão.

Compatibility studies of hydrocortisone with excipients using thermogravimetric analysis supported by multivariate statistical analysis

“…It can thus be concluded that b-cyclodextrin and magnesium stearate are incompatible with hydrocortisone. Hydrocortisone has been found to form an inclusion complex with b-cyclodextrin [19][20][21][22]. Incompatibility of hydrocortisone with magnesium stearate is probably due to interaction of the -OH group of hydrocortisone with the bridging carboxylic group of magnesium stearate via hydrogen bonding involving water, similarly as in the case of captopril and magnesium stearate.…”

BINARY, TERNARY AND QUATERNARY INCLUSION COMPLEXES CONTAININGLippia sidoidesESSENTIAL OIL

“…A principal propriedade das CDs é a capacidade de alterar as características físico-químicas de compostos com baixa solubilidade por meio da formação de complexos de inclusão. 10 Em determinadas situações, a eficiência da complexação é baixa, inviabilizando o processo, problema que pode ser contornado pela adição de polímeros e/ou tensoativos gerando complexos multicomponentes, técnica que provoca um efeito sinérgico. Quando se adiciona um polímero ou tensoativo na solução de CD, obtêm-se complexos ternários; quando se adiciona ambos, são obtidos complexos quaternários.…”

“…Quando se adiciona um polímero ou tensoativo na solução de CD, obtêm-se complexos ternários; quando se adiciona ambos, são obtidos complexos quaternários. 10,11 A adição de polímeros e tensoativos aos complexos de inclusões resultam em um aumento da solubilidade e/ou da taxa de dissolução do composto ativo a ser complexado requerendo menores quantidades de CD para formação do complexo. Para a avaliação do efeito sinérgico entre CD, polímero e tensoativo, na eficiência de formação de complexos binários, ternários e quaternários, utilizou-se neste estudo o kollidon VA 64 (polímero solúvel em água) e o tween 80 (tensoativo) cujas estruturas químicas estão apresentadas na Figura 3.…”

“…Os resultados encontrados no presente trabalho são semelhantes aos encontrados na literatura, onde os usos de adjuvantes aumentaram a capacidade de solubilidade dos complexos de inclusão. 10,20 Formulações contendo complexos de inclusão OE:β-CD com a adição de polímero hidrossolúvel provaram ser capazes de aumentar a biodisponibilidade das formulações enquanto que são responsáveis também pela redução da quantidade de ciclodextrina necessária para formação do complexo em até 80%. 10 Na presença de água, o polímero ajuda na molhabilidade das partículas, resultando na aceleração do processo de dissolução e aumentando a quantidade de composto ativo liberado in vitro, assim como ocorre no caso da adição de tensoativos.…”

Validation of a New RP-HPLC Method for Determination of Hydrocortisone Acetate Complexed with HPβCD in a Oral Liquid Pharmaceutical Preparation

“…The 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) is a chemical modified CD, where the group 2-hydroxypropyl replaces hydrogen atoms of the free groups [10]. Nowadays, HPβCD is the most versatile excipient among the cyclic oligosaccharides; it can be used in oral, rectal, dermal, ocular, and parenteral formulations.…”