Properties and potential application of modern adsorbents in formulation of solid drug delivery systems

Abstract

In latest years, many natural and synthetic solid carriers attract increasing attention, due to theirs biocompatibility, acceptable ecological and toxicological properties, possible modification of physico-chemical properties, simple production, high stability and relatively low price. These carriers have similar chemical structure, mostly based on silicon-dioxide, magnesium aluminometasilicate and calcium phosphate, and differ from each other in structure porosity, specific surface area, size, volume and shape of pores, and possibility of surface functionalization. Ordered mesoporous materials like MCM - 41 and SBA - 15, as well as porous materials from Neusilin® and Sylysia® groups, represent the most common adsorbents evaluated in order to increase drug dissolution rate, and its bioavailability, and also in modifiedand targeted drug release formulations. Also, natural silica material, isolated from diatomites, diatom microshells, with its unique characteristics, represents relatively cheap solid carrier used in formulation of oral dosage forms and implants. Modern adsorbents are mostly used in formulations of solid dispersions with low water-soluble drugs, or as solid carriers for lipid formulations. In latest years, modern porous carriers are evaluated for possible surface functionalization in order to achieve prolonged or signal-initiated drug release.

Poslednjih godina veliki broj adsorpcionih nosača prirodnog i sintetskog porekla privlači sve više pažnje zbog svoje biokompatibilnosti, prihvatljivih ekoloških i toksikoloških osobina, velike mogućnosti za modifikaciju fizičkohemijskih osobina, jednostavnog dobijanja, visoke stabilnosti i relativno niske cene. Ovi nosači su slične hemijske strukture, najčešće na bazi silicijum-dioksida, magnezijum-aluminometasilikata i kalcijum-fosfata, a međusobno se razlikuju po poroznosti struktura, specifičnoj površini, veličini, zapremini i obliku pora kao i mogućnosti funkcionalizacije površine. Uređeni mezoporozni materijali kao što su MCM - 41 i SBA - 15, kao i porozni materijali iz grupe Neusilin®-a i Sylysia®-a predstavljaju najčešće ispitivane adsorbente sa ciljem da povećaju brzinu rastvaranja lekovite supstance, a samim tim i biološku raspoloživost, ali se koriste i u formulaciji preparata sa modifikovanim ili ciljanim oslobađanjem lekovite supstance u određeno tkivo. Takođe prirodni silika materijal jedinstvenih karakteristika, izolovan iz dijatomita, dijatomitne mikrokapsule, predstavlja relativno jeftin adsorbent za formulaciju nosača za peroralnu primenu lekovite supstance kao i primenu u obliku implanta. Savremeni adsorbenti najčešće se koriste u izradi čvrstih disperzija sa nisko rastvorljivom lekovitom supstancom, ili kao adsorbenti za različite lipidne formulacije. Jedna od mogućnosti primene savremenih nosača koja se poslednjih godina ispituje jeste i funkcionalizacija površine poroznih materijala u cilju postizanja usporenog ili signalinicirajućeg oslobađanja lekovite supstance.