Development and characterization of praziquantel amorphous solid dispersions for paediatric use by hot melt extrusion and 3d printing

Abstract

Nos últimos 40 anos, o praziquantel (PZQ) tem sido o tratamento padrão para a esquistossomose, uma doença parasitária negligenciada que afeta mais de 250 milhões de pessoas em todo o mundo. No entanto, não existe uma formulação pediátrica adequada no mercado, levando ao uso off-label e à divisão de comprimidos comerciais para adultos. Esta tese se concentrou no desenvolvimento de uma formulação de PZQ baseada em dispersão sólida amorfa (ASD) para resolver as desvantagens físico-químicas (baixa solubilidade em água) e sensoriais (sabor amargo) do PZQ – insumo farmacêutico ativo (IFA). ASD com 35 a 50 % p/p de IFA (sistemas binários e ternários) foram produzidos por extrusão de fusão a quente (HME) usando o copolímero de vinilpirrolidona-acetato de vinila (Kollidon® VA 64) como um carreador polimérico. Os sistemas binários consistiram em PZQ e Kollidon® VA 64. Para desenvolver racionalmente ASD com altas cargas de PZQ, o primeiro estudo desta tese focou na construção de um diagrama de fases PZQ- Kollidon® VA 64, obtido a partir de um estudo térmico de recristalização de uma ASD supersaturada (50 % PZQ), gerado por spray drying. Os sistemas ternários foram formulados com um surfactante como componente adicional (5 % p/p) e, utilizou-se dois tipos diferentes (Span ™ 20 e Kolliphor® SLS). Diversas técnicas foram empregadas para caracterizar a ASD produzida (teor de PZQ, propriedades térmicas, morfologia das partículas, solubilidade aparente, perfil de dissolução e estabilidade física). Todas as ASD binárias e ternárias aumentaram a solubilidade aparente do PZQ, mais especificamente, 70 % a 90 % a mais do que a concentração de equilíbrio em água a 37 °C. A cinética de dissolução também foi melhorada, por exemplo, 90 % da liberação do IFA em uma hora para a ASD ternária contendo SPAN 20 como surfactante e 35 % em peso do IFA. O segundo desafio é mascarar o sabor amargo do PZQ. Avaliações de mascaramento de sabor (in vivo e in vitro) e estudos farmacocinéticos foram realizados com formulações selecionadas. Resultados positivos relacionados ao mascaramento do sabor amargo para ambas as cargas de PZQ (50 e 35 % em peso) puderam ser demonstradas. O terceiro desafio para o PZQ pediátrico é a necessidade de um ajuste preciso da dose. Como alternativa para superar a barreira do ajuste de doses de um medicamento pediátrico a base de PZQ para crianças, foi proposta a utilização da tecnologia de impressão 3D (FDM) com alimentação direta dispersões sólidas amorfas em pó. Pudemos demonstrar a viabilidade de obter printlets (comprimidos obtidos por impressão 3D) com duas doses diferentes de PZQ (100 e 150 mg) usando ASD ternária. Os printlets contendo 35 % em peso do IFA e SPAN 20 apresentaram o melhor desempenho de dissolução. Este trabalho demonstrou o interesse de ASD ternária na forma de pellets ou pó para impressão 3D de comprimidos contendo PZQ. Os principais obstáculos para formulação do PZQ, como baixa solubilidade do fármaco, sabor inadequado e requisitos de dosagem alta e variável, puderam ser superados usando a combinação de diferentes tecnologias (produção de ASD por HME e FDM como tecnologia de impressão SD).