Nanostructure-coated diclofenac-loaded microparticles: preparation, morphological characterization, in vitro release and in vivo gastrointestinal tolerance

Abstract

Micropartículas com revestimento nanoestruturado, contendo diclofenaco, foram preparadas e caracterizadas apresentando um rendimento de 80% e taxa de encapsulação de 83%. A análise morfológica (MEV) permitiu a visualização de nanoestruturas adsorvidas à superfície das micropartículas, que apresentaram uma diminuição da área superficial e do volume de poros em relação ao núcleo. A liberação in vitro do fármaco (pH 5,0 e 7,4) mostrou eficiência de dissolução de 34% e 78% (núcleo), 74% e 83% (mistura física), e 58% e 85% (micropartículas nanorrevestidas), respectivamente. A modelagem matemática mostrou os modelos biexponencial (pH 5,0) e monoexponencial (pH 7,4) como aqueles que melhor descreveram os perfis de liberação. Na tolerância digestiva, os índices lesionais totais foram de 156,1 ± 48,5 para a solução do diclofenaco sódico, de 132,4 ± 45,7 para o núcleo, de 109,1 ± 35,8 para a mistura física e de 29,9 ± 12,1 para as micropartículas, demonstrando o efeito protetor destas micropartículas frente à toxicidade do diclofenaco. Esta estratégia de revestimento apresenta um emprego potencial no desenvolvimento de sistemas de administração oral de fármacos.

This work reports the preparation and characterization of polymeric nanostructure-coated diclofenacloaded microparticles. After spray-drying, powders presented 80% of yield and encapsulation efficiency of 83%. SEM analyses showed nanostructures adsorbed onto the surface of microparticles presenting surface area (BET) and pore volumes (BJH) (83 m2 g-1, 0.10 cm3 g-1) smaller than the uncoated-core (163 m2 g-1, 0.25 cm3 g-1). In vitro drug release experiments at pH 5.0 and 7.4 showed dissolution efficiencies of 34% and 78% (uncoated-core), 74% and 83% (physical mixture of raw materials), and 58% and 85% (nanostructure-coated microparticles), respectively. Mathematical modeling of the dissolution profiles fitted a biexponential model at pH 5.0 and a monoexponential model at pH 7.4. Regarding the digestive tolerance experiments, the total lesional indexes were 156.1 ± 48.5 for sodium diclofenac aqueous solution, 132.4 ± 45.7 for uncoated-core, 109.1 ± 35.8 for physical mixture and 29.9 ± 12.1 for microparticles showing a protective effect of these microparticles against the mucosal diclofenac damage. This strategy of coating presents a potential use for oral administration of drugs.