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D-optimal mixture design inspired modified release tablet formulation of lamotrigine for the treatment of seizures: An in-depth characterization - 17/04/24

La conception du mélange D-optimal a inspiré la formulation de comprimés à libération modifiée de lamotrigine pour le traitement des convulsions : une caractérisation approfondie

Doi : 10.1016/j.pharma.2023.10.005 
Umesh Atneriya a, Jitendra Sainy a, Vijay R. Chidrawar b, Mayank Sharma c, Rahul Maheshwari b,
a School of Pharmacy, Devi-Ahilya-Vishwavidhylaya, Indore-454309, India 
b School of Pharmacy and Technology Management, SVKM's Narsee Monjee Institute of Management Studies (NMIMS) Deemed-to-University, Green Industrial Park, TSIIC, Jadcherla-509301, Hyderabad, India 
c School of Pharmacy and Technology Management, SVKM's Narsee Monjee Institute of Management Studies (NMIMS) Deemed-to-University, Shirpur-425405, MH, India 

Corresponding author.

Graphical abstract




Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Lamotrigine (LTG) is an antiseizure drug suffers from poor water solubility.
Eudragit RL and Eudragit RS and PVP K-30 were employed as rate controlling polymers and solid dispersion was used as formulation technology.
D-optimal mixture design was used for the optimization of the formulation batches.
The obtained data were kept into different in vitro kinetic models, including zero and first order, Higuchi and Hixon-Crowell model.
The investigation presents an industrially applicable solution to develop novel RCT.

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Summary

Objective

Lamotrigine (LTG) an anticonvulsant drug with a dissociation constant (pKa: 5.7), suffers from enhanced blood plasma spike after each dose, when administered as fast release tablet. Being BCS class-II candidate and pH dependent solubility, development of release-controlled tablets of LTG is a major challenge. This investigation aims at designing the release-controlled tablet (RCT) formulation of LTG using a solid dispersion (SD) technique via addressing its solubility and release problems.

Material and methods

RCT of LTG was fabricated using SD blend of Eudragit RL and Eudragit RS and PVP K-30 with different polymer blend ratio (1:5 and 1:7). The optimization of RCT of LTG was performed using D-optimal mixture design with three independent variables, three response variables, and one constraint. The dissolution rate was determined and data were then fitted to different mathematical models. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) studies and tableting parameters were analyzed.

Result

In vitro studies of predicted optimized batches (POBs) have shown that drug release over a period of 12hours was 88.05±3.4% in media I, 86.10±3.7% in media II and 85.84±4.2% in media III. An in vitro kinetic model equating R2-value for all the tested models indicated that the first order and Higuchi release kinetics model were the most appropriate.

Conclusion

Based on the optimized formulation consisting of SD of LTG with Eudragit RL, Eudragit RS and PVP K-30, the release rate was consistently similar throughout the GI tract, regardless of the pH of the environment.

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Résumé

Objectif

La lamotrigine (LTG), un médicament anticonvulsivant avec une constante de dissociation (pKa: 5,7), souffre d’un pic plasmatique accru après chaque dose, lorsqu’il est administré sous forme de comprimé à libération rapide. Étant un candidat BCS de classe II et une solubilité dépendante du pH, le développement de comprimés de LTG à libération contrôlée est un défi majeur. Cette étude vise à concevoir la formulation de comprimés à libération contrôlée (RCT) de LTG en utilisant une technique de dispersion solide (SD) en abordant ses problèmes de solubilité et de libération.

Matériel et méthodes

Le RCT de LTG a été fabriqué à l’aide d’un mélange SD d’Eudragit RL et d’Eudragit RS et de PVP K-30 avec un rapport de mélange de polymères différent (1 : 5 et 1 : 7). L’optimisation de l’ECR de LTG a été réalisée à l’aide d’un plan de mélange optimal avec trois variables indépendantes, trois variables de réponse et une contrainte. Le taux de dissolution a été déterminé et les données ont ensuite été adaptées à différents modèles mathématiques. Les études de microscopie électronique à balayage (SEM) et de diffraction des rayons X (XRD) et les paramètres de compression ont été analysés.

Résultat

Des études in vitro de lots optimisés prédits (POB) ont montré que la libération de médicament sur une période de 12heures était de 88,05±3,4 % dans le milieu I, de 86,10±3,7 % dans le milieu II et de 85,84±4,2 % dans le milieu III. Un modèle cinétique in vitro assimilant la valeur de R2 pour tous les modèles testés a indiqué que le premier ordre et le modèle cinétique de libération de Higuchi étaient les plus appropriés.

Conclusion

Sur la base de la formulation optimisée composée de SD de LTG avec Eudragit RL, Eudragit RS et PVP K-30, le taux de libération était systématiquement similaire dans tout le tractus gastro-intestinal, quel que soit le pH de l’environnement.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : D-optimal mixture design, Lamotrigine, Solid dispersion, Solubility, In vitro kinetics, Quality by Design (QbD)

Mots clés : Conception de mélange D-optimal, Lamotrigine, Dispersion solide, Solubilité, Qualité dès la conception (QbD), Cinétique in vitro


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Vol 82 - N° 3

P. 446-463 - mai 2024 Retour au numéro
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