Polymers in Medicine

Polim. Med.
Scopus CiteScore: 3.5 (CiteScore Tracker 3.6)
Index Copernicus (ICV 2023) – 121.14
MEiN – 70
ISSN 0370-0747 (print)
ISSN 2451-2699 (online) 
Periodicity – biannual

Download PDF

Polymers in Medicine

2011, vol. 41, nr 2, April-June, p. 23–34

Publication type: original article

Language: English

Formulation and Evaluation of Mucoadhesive Matrix Tablets of Taro Gum: Optimization Using Response Surface Methodology

Formułowanie i ocena mukoadhezyjnych matryc tabletek gumy Taro: optymalizacja wyników przy zastosowaniu metody powierzchni odpowiedzi

Gurpreet Arora1,, Karan Malik1,, Inderbir Singh2,

1 School of Pharmaceutical Sciences, Chitkara University, Solan-174103 (HP), India

2 Chitkara College of Pharmacy, Chitkara University, Chandigarh-Patiala Highway, Rajpura-140401, Patiala, Punjab, India

Abstract

The present study was aimed to formulate and evaluate oral controlled release mucoadhesive matrix tablets of taro gum incorporating domperidone as model drug. Tablets were prepared by direct compression and were evaluated for bioadhesive strength and in vitro dissolution parameters. A central composite design for 2 factors, at 3 levels each, was employed to evaluate the effect of critical formulation variables, namely the amount of taro gum (X1) and PVP K 30 (X2), on mucoadhesive strength, tensile strength, release exponent (n) and t50 (time for 50 % drug release). The mucoadhesive detachment force (evaluated using texture analyzer) was found to be 18.266, 54.684 and 65.904 N for A4, A5 and A6 batches of the formulated tablets. The polynomial equation indicates that taro gum has dominating effect on mucoadhesive strength and both X1 and X2 have almost equal and comparable effect on tensile strength. The drug release follows first order kinetics (release of drug depends on remaining concentration of drug) and shows best linearity (r2= 0.983) with higuchi model. Polimery w Medycynie 2011, T. 41, Nr 2 The release exponent (n) lies between 0.339 and 0.543 indicating drug release from the matrix tablets may be fickian or non fickian (anamolous) depending upon the concentration of natural polymer. T50 was 58, 140 and 220 minutes for A7, A8 and A9 batches showing overriding potential of taro gum but still the effect of PVP K 30 is noteworthy. PVP K 30 has indirect effect on all the factors by increasing tensile strength and making the tablet firm and intact.

Streszczenie

Celem pracy było formułowanie i ocena ustnie kontrolowanego uwalniania z mukoadhezyjnych matryc tabletek gumy Taro domperidon jako modelu leku. Tabletki były przygotowane przez bezpośrednią kondensację i oceniano właściwości bioadhezyjne i in vitro parametry rozpuszczalności. Centralny kompozyt składający się z 2 czynników, na 3 poziomach każdy, został użyty w celu oceny wpływu zmiennych decydujących preparatu, czyli ilości użytej Taro gumy (X1), PVP K 30 (X2), właściwości mukoadhezyjnych, wytrzymałości na rozciąganie, wykładników uwalniania i T50 (czas 50% uwalniania). Siła mukoadhezyjnego uwalniania (oceniana przy użycia analizatora), wynosiła 18,266, 54,684 i 65,904 N dla A4, A5 i A6 sformułowanych partii tabletek. Wyniki wykazały, że guma taro ma dominujący wpływ na mukoadhezyjne właściwości i zarówno X1 jak i X2 ma równy i porównywalny wpływ na wytrzymałość na rozciaganie. Uwalnianie leku następuje wg kinetyki pierwszego rzędu (uwalnianie leku w zależności od pozostałego stężenia w leku) i wykazuje najlepszą liniowość z modelem Higuchi. Wykładniki uwalniania znajdujące się miedzy 0,339 i 0,543 wskazują, że uwalnianie z matrycy tabletek może być typowe i nietypowe, w zależności od koncentracji polimeru. t50 wynosił 58, 140 i 220 minut dla A7, A8, A9 partii pokazując nadrzędny potencjał gumy Taro, ale efekt PVP K 30 jest nadal godny uwagi. PVP K 30 ma pośredni wpływ na wszystkie czynniki poprzez zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i tworzenie tabletki twardą i nienaruszoną.

Key words

Gastro retentive, mucoadhesive, taro gum, response surface methodology, release mechanism

Słowa kluczowe

matryce mukoadhezyjne, guma taro, metoda powierzchni odpowiedzi, mechanizm uwalniania

References (23)

  1. Ponchel G., Irache J.: Specific and non-specific bioadhesive particulate systems for oral delivery to the gastrointestinal tract. Adv. Drug Deliv. Rev. (1998), 34 (2–3), 191–219.
  2. Peppas N. A., Sahlin J. J.: Hydrogels as mucoadhesive and Bioadhesive materials: a review. Biomaterials. (1996), 17 (16), 1553–1561.
  3. Hou S. Y., Cowles V. E., Berner B.: Gastric retentive dosage forms: a review. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. (2003), 20 (60), 459–497.
  4. Shweta A., Ali J., Ahuja A., Roop K. K., Sanjula B.: Floating drug delivery system: A review. AAPS PharmSciTech. (2005). 6 (3), 372–390.
  5. Singh B. N., Kim K. H.: Floating drug delivery systems: an approach to oral controlled drug delivery via gastric retention. J. Control Release. (2000), 63 (3), 235–259.
  6. Moes A. J.: Gastro retentive dosage forms. Crit. Rev. Ther. Drug carrier syst. (1993), 10 (2), 143– 195.
  7. Groning R., Henu G.: Dosage forms with controlled gastrointestinal passage-studies on the absorption of nitrofurantoin. Int. J. Pharm. (1989), 56 (2), 111–116.
  8. Mamjek R. C., Moyer E. S.: Drug Dispensing Device and Method. U.S. Patent. 4, 207, 890 (1980).
  9. Smart J. D., Kellaway I. W., Worthington H. E.: An in vitro investigation of mucosa adhesive materials for use in controlled drug delivery. J. Pharm. Pharmacol. (1984), 36 (5), 295–299.
  10. Harding S. E., Davis S. S., Deacon M. P., Fiebrig I.: Biopolymer bioadhesives. Biotechnol. Genet. Eng. Rev. (1999), 16, 41–85.
  11. Rathbone M. J., Hadgraft J.: Absorption of drugs from the human oral cavity. Int. J. Pharm. (1991), 74 (1), 9–24.
  12. Kumar P., Singh I.: Formulation and characterization of tramadol-loaded IPN microgels of Alginate and glutraldehyde: optimiztion using response surface methodology. Acta Pharm. (2010), 60, 295–310.
  13. Singh B., Kumar R., Ahuja N.: Optimizing drug delivery systems using systematic “design of experiments”. Part I: Fundamental aspects. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. (2005), 22 (1), 27–105.
  14. Singh B., Dahiya M., Saharan V., Ahuja N.: Optimizing drug delivery systems using systematic “design of experiments”. Part II: Retrospect and prospects. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. (2005), 22 (3), 215–293.
  15. Martindale P. K.: The Complete Drug Referance, The Royal Pharmaceutical Society Great Britain: Pharmaceutical Press (1999).
  16. Tripathi K. D. Essential of Medical Pharmacology. New Delhi, India: Jaypee brothers medical Publisher Ltd. (2008), pp. 639.
  17. Lin H., Huang A. S.: Chemical composition and some physical properties of a water-soluble gum in taro (Colocasia esculenta.). Food Chemistry. (1993), 48 (4), 403–409.
  18. Nasipuri R. N.: Evaluation of cocoyam starch as tablet binder and disintegrant. Pharmaceutica Acta Helvetiae. (1979), 54 (2), 48–53.
  19. Chukwu K. I., Udeala O. K.: Binding effectiveness of Colocassia esculenta gum in poorly compressible drugs-paracetamol and metronidazole tablet formulations. Boll. Chim. Farm. (2000), 139 (2), 89–97.
  20. Higuchi T.: Rate of release of medicament from ointment bases containing drugs in suspension. J. Pharm. Sci. (1961), 50 (10), 874–875.
  21. Hixson A. W., Crowell J. H.: Dependence of reaction velocity upon surface and agitation (I) theoretical consideration. Ind. Eng. Chem. (1931), 23, 923–931.
  22. Korsmeyer R. W., Gurny R., Doelker E., Buri P., Peppas N. A.: Mechanisms of solute release from porous hydrophilic polymers. Int. J. Pharm. (1983), 15 (1), 25–35.
  23. Peppas N. A.: Analysis of Fickian and non-Fickian drug release from polymers. Pharm. Acta Helv. (1985), 60(4), 110–111.
© Wroclaw Medical University