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

2012, vol. 42, nr 1, January-March, p. 79–88

Publication type: original article

Language: Polish

Wpływ wielkocząsteczkowych substancji pomocniczych na proces wymiany masy na granicy faz z modelowego preparatu przeciwłupieżowego do kompartmentu zewnętrznego w warunkach in vitro

The influence of macromolecular excipients on the process of mass transfer at the boundary phase from a model anti-dandruff preparation into the external compartment under in vitro conditions

Michał Krzysztof Kołodziejczyk1,, Marian Mikołaj Zgoda1,

1 Zakład Technologii Postaci Leku, Katedra Farmacji Stosowanej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Łódź

Streszczenie

Cel pracy. Celem badań była ocena aplikacyjna modelowego preparatu – emulsji przeciwłupieżowej. Badania zrealizowano w warunkach in vitro, wykorzystując jako układ modelowy w stosunku do skóry ludzkiej celulozowe membrany dializacyjne o standaryzowanej wielkości porów. Zbadano jak zachowuje się preparat na membranie dializacyjnej, oceniono stopień tworzenia filmu pełniącego funkcję bariery ochronnej, po delikatnym spłukiwaniu letnią wodą bez dodatku środków myjących. Sprawdzono, czy warstwa produktu pozostająca na membranie nie blokuje procesów dyfuzji i przenikania. Dodatkowo podjęto próbę oceny charakteru warstwy, przy wykorzystaniu hydrofilowego markera.
Materiał i metody. Modelowa emulsja przeciwłupieżowa, membrany dializacyjne Servapor Dialysis Tubing 100 o grubości ściany d=0,1 mm i deklarowanej średnicy porów φ=25 A°, sodu chlorek, woda oczyszczona – ocena stopnia pozostałości preparatu badanego na membranie dializacyjnej, Badanie przenikania markera przez membranę dializacyjną pokrytą modelowym preparatem przeciwłupieżowym. Aproksymacja otrzymanych wyników badań.
Wyniki. Pierwszym etapem analizy było przygotowanie membran dializacyjnych do procesu adsorpcji modelowego preparatu przeciwłupieżowego, następnie jego adsorpcja, spłukanie letnią wodą i sprawdzenie stopnia pozostałości wyrobu na membranie. Zauważono wzrost masy membrany, na którą nanoszono preparat w stosunku do membrany z próby kontrolnej. Wzrostowi masy membrany w próbie badanej towarzyszył wzrost jej grubości, spowodowany zaadsorbowaną ilością produktu i wody na membranie. Okazało się, że dyfuzja przez membranę w próbie kontrolnej przebiega nieco wolniej, co może świadczyć o charakterze pozostałości błonowej modelowego preparatu przeciwłupieżowego.
Wnioski. Technologia modelowej emulsji przeciwłupieżowej, umożliwia uzyskanie na powierzchni membrany dializacyjnej warstwy stanowiącej swoistą barierę ochronną. Obecność warstwy modelowego preparatu przeciwłupieżowego na membranie potwierdzają wartości średnie przyrostu masy i grubości membrany dializacyjnej. Hydrofobowa warstwa dyfuzyjna ma charakter zmienny. Prawidłowo aplikowana emulsja może w warunkach in vivo wypełniać wolne przestrzenie warstwy rogowej naskórka, tworząc strukturę o charakterze filmu pełniącego funkcję bariery ochronnej. Na podstawie oceny in vitro można wnioskować o efektywnej skuteczności terapeutycznej in vivo.

Abstract

Aim of the study. The aim of the research was the application assessment of a model preparation – anti-dandruff emulsion. The experiments was conducted under in vitro conditions using of a model system of human skin, which are cellulose dialysis membranes with a standardized pore size. The behaviour of the preparation on the dialysis membrane was analyzed, and the degree of film formation performing the function of a protective barrier was evaluated after gentle rinsing with tepid water without cleaning agents. It was checked whether the product layer remaining on the membrane product layer does not block diffusion and penetration processes. Additionally, an attempt to assess the character of the layer with the use of a hydrophilic marker was made.
Materials and methods. Model anti-dandruff emulsion, Servapor Dialysis Tubing 100 dialysis membranes with a wall thickness d=0.1 mm and a declared pore diameter φ =25 A°, sodium chloride, purified water – assessment of the residue level of the analyzed preparation on the dialysis membrane. Examination on the marker diffusion through the dialysis membrane covered with the model anti-dandruff preparation, Approximation of the obtained results.
Results. The first phase of the experiment was the preparation of dialysis membranes for the adsorption process of a model anti-dandruff preparation, then its adsorption, rinsing with tepid water and the measurement of residue level of the product on the membrane control. It has been observed that the mass of the membrane on which the preparation was applied increased in relation to the membrane from a control sample. The mass increase of the membrane in a research sample is accompanied with the increase of its thickness caused by the adsorbed amount of the product and water on the membrane. The diffusion through the membrane in a control sample turned out to be slightly slower what may indicate the character of the membrane residue of the model anti-dandruff preparation.
Conclusion. The technology of model anti-dandruff emulsion enables the formation of a layer forming a specific protective barrier on the surface of the dialysis membrane. The presence of the layer of model anti-dandruff emulsion on the membrane is confirmed by mean values of mass and thickness increase of the dialysis membrane. The hydrophobic diffusion layer is of a variable character. The properly applied emulsion under “in vivo” conditions might fill voids of the corneal layer of epidermis creating a structure of a film character performing the function of a protective barrier. On the basis of the in vitro assessment, the therapeutic effectiveness under in vivo conditions may be concluded.

Słowa kluczowe

łupież, wymiana masy na granicy faz, membrany dializacyjne, emulsja przeciwłupieżowa, wielkocząsteczkowe substancje pomocnicze, polimery syntetyczne

Key words

dandruff, mass transfer at the phase boundary, dialysis membranes, anti-dandruff emulsion, macromolecular excipients, synthetic polymers

References (27)

  1. Schmidt-Rose T., Braren S., Fölster H., Hillemann T., Oltrogge B., Philipp P., Weets G., Fey S.: Efficacy of a piroctone olamine/climbazol shampoo in comparison with a zinc pyrithione shampoo in subjects with moderate to severe dandruff. Int. J. Cosmet. Sci. (2011), 1, 27.
  2. Kerr K., Schwartz J.R., Filloon T., Fielo A., Wehmeyer K., Szepietowski J. C., Mills K. J.: Scalp Stratum Corneum Histamine Levels: Novel Sampling Method Reveals Association with Itch Resolution in Dandruff/Seborrhoeic Dermatitis Treatment. Acta Derm. Venereol. (2011), 1, 21.
  3. Kerr K., Darcy T., Henry J., Mizoguchi H., Schwartz Jr., Morrall S., Filloon T., Wimalasena R., Fadayel G., Mills K. J.: Epidermal changes associated with symptomatic resolution of dandruff: biomarkers of scalp health. Int. J. Dermatol. 2011, 50(1), 102–113.
  4. Ranganathan S., Mukhopadhyay T.: Dandruff: the most commercially exploited skin disease, Indian J. Dermatol. (2010), 55, 2,130–134.
  5. Seite S., Rougier A., Talarico S.: Randomized study comparing the efficacy and tolerance of a lipohydroxy acidshampoo to a ciclopiroxolamine shampoo in the treatment of scalp seborrheic dermatitis. J. Cosmet. Dermatol. (2009), 8, 4, 249–253.
  6. Sinclair R. D., Schwartz J. R., Rocchetta H. L., Dawson T. L. Jr, Fisher B. K., Meinert K., Wilder E. A.: Dandruff and seborrheic dermatitis adversely affect hair quality. Eur. J. Dermatol. (2009), 19, 4, 410–411.
  7. Schwartz J. R., Rocchetta H., Asawanonda P., Luo F., Thomas J. H.: Does tachyphylaxis occur in long-term management of scalp seborrheic dermatitis with pyrithione zinc-based treatments? Int. J. Dermatol. (2009), 48, 1, 79–85.
  8. Waldroup W., Scheinfeld N.: Medicated shampoos for the treatment of seborrheic dermatitis, J. Drugs Dermatol. (2008), 7, 7, 699–703.
  9. Piérard-Franchimont C., Uhoda E., Loussouarn G., Saint-Léger D., Piérard G. E.: Effect of residence time on the efficacy of antidandruff shampoos. Int. J. Cosmet. Sci. (2003), 25, 267–271.
  10. Lodén M., Wessman C.: The antidandruff efficacy of a shampoo containing piroctone olamine and salicylic acid in comparison to that of a zinc pyrithione shampoo. Int. J. Cosmet. Sci. (2000), 22, 4, 285–289.
  11. Sawleshwarkar S. N., Salgaonkar V., Oberai C.: Multicenter, open-label, noncomparative study of a combination of polytar and zinc pyrithione shampoo in the management of dandruff. Indian J. Dermatol Venereol Leprol. (2004), 70, 25–28.
  12. Reygagne P., Poncet M., Sidou F., Soto P.: Clobetasol propionate shampoo 0.05% in the treatment of seborrheic dermatitis of the scalp: results of a pilot study. Cutis. (2007), 79, 5, 397–403.
  13. Trüeb R. M.: Shampoos: ingredients, efficacy and adverse effects. J. Dtsch. Dermatol. Ges. (2007), 5, 5, 356–65.
  14. Nowicki R.: Modern management of dandruff. Pol. Merkur. Lekarski. (2006), 20, 115, 121–124.
  15. Warner R. R., Schwartz J. R., Boissy Y., Dawson T. L. Jr.: Dandruff has an altered stratum corneum ultrastructure that is improved with zinc pyrithione shampoo. J. Am. Acad. Dermatol. (2001), 45, 6, 897–903.
  16. Baroni A., De Rosa R., De Rosa A., Donnarumma G., Catalanotti P.: New strategies in dandruff treatment: growth control of Malassezia ovalis. Dermatology (2000), 201, 4, 332–336.
  17. Bailey P., Arrowsmith C., Darling K., Dexter J., Eklund J., Lane A., Little C., Murray B., Scott A., Williams A., Wilson D.: A double-blind randomized vehicle-controlled clinical trial investigating the effect of ZnPTO dose on the scalp vs. antidandruff efficacy and antimycotic activity. Int. J. Cosmet. Sci. (2003), 25, 4, 183–188.
  18. Piérard-Franchimont C., Xhauflaire-Uhoda E., Piérard G. E.: Revisiting dandruff, Int. J. Cosmet. Sci. 2006, 28, 5, 311–318.
  19. FARMAKOPEA POLSKA VIII, PZWL, Warszawa, 2009.
  20. Kołodziejczyk M. K., Sobolewski M.: Modyfikacja chemiczna struktury substancji leczniczej i jej dostępność farmaceutyczna w warunkach „in vitro” z modelowej postaci leku podawanej na skórę. Polish Journal of Cosmetology, (2004), 3,177–188.
  21. Krówczyński L.: Podstawy Biofarmacji, PZWL, Warszawa, 1986,
  22. Kołodziejczyk M. K., Wnuk J., Studzińska A., Zgoda M. M.: Wykorzystanie techniki stosowanej dla transdermalnych systemów terapeutycznych (Ph. Eur.) do oceny dostępności farmaceutycznej kapsaicyny i dihydrokapsaicyny z preparatu Kapsiplast i Kapsiplast Plus. Polish Journal of Cosmetology, (2007), 3, 171–178.
  23. Zgoda M. M., Ogiński M.: Przydatność wybranych membran dializacyjnych do oceny w warunkach in vitro procesu wymiany masy na granicy faz z preparatu typu hydrożeli. Polish Journal of Cosmetology. (1999), 3, 197–208.
  24. Janicki S., Sznitowska M., Zieliński W.: Dostępność farmaceutyczna i biologiczna Leków. (2001), Wydawnictwo Naukowe Polfa, Warszawa.
  25. Kołodziejczyk M. K., Zgoda M. M.: Dostępność farmaceutyczna soli cholinowej naproksenu z modelowego środka farmaceutycznego typu hydrożel w warunkach „in vitro”. Farmacja Polska, (2001), LVII, 4, 16–28.
  26. Kołodziejczyk M. K, Kołodziejska J., Zgoda M. M.: Wpływ lepkości strukturalnej na uwalnianie środka leczniczego z form hydrożeli zawierających kwas poliakrylowy. Polish Journal of Cosmetology, (2008), 11(1), 72–80.
  27. Kołodziejczyk M. K., Kołodziejska J., Zgoda M. M.: Rheological properties of hydrogels applied on skin and pharmaceutical availability of non-steroidal anti-inflammatory drug. Military Pharmacy and Medicine, (2009), 2(1–2), 153–158.
© Wroclaw Medical University