Chitosan-based mucoadhesive tablets for oral delivery of ibuprofen

Chitosan and its half-acetylated derivative have been compared as excipients in mucoadhesive tablets containing ibuprofen. Initially the powder formulations containing the polymers and the drug were prepared by either co-spray drying or physical co-grinding. Polymer–drug interactions and the degree of drug crystallinity in these formulations were assessed by infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry. Tablets were prepared and their swelling and dissolution properties were studied in media of various pHs. Mucoadhesive properties of ibuprofen-loaded and drug-free tablets were evaluated by analysing their detachment from pig gastric mucosa over a range of pHs. Greater polymer–drug interactions were seen for spray-dried particles compared to co-ground samples and drug loading into chitosan-based microparticles (41%) was greater than the corresponding half-acetylated samples (32%). Swelling and drug release was greater with the half-acetylated chitosan tablets than tablets containing the parent polymer and both tablets were mucoadhesive, the extent of which was dependent on substrate pH. The results illustrate the potential sustained drug delivery benefits of both chitosan and its half-acetylated derivative as mucoadhesive tablet excipients.

Efeitos de genótipos de feijão caupi e de espécies botânicas em diferentes formulações sobre Callosobruchus maculatus (FABR.)

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Influence of alternative drying aids on water sorption of spray dried mango mix powders: a thermodynamic approach

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Does diatomaceous earth control leaf-cutter ants (Hymenoptera: Formicidae) in the Eucalyptus plantations?

Genus Atta includes some of the most important Formicidae leaf cutter ants which cause extensive damage to the eucalyptus plantations. Atta sexdens rubropilosa Forel, one of the chief pests in Brazilian reforestation, can restrict and reduce forest productivity by its intense and constant leaf-cutting activities on plants at all stages. Therefore, the demand for new products to control A. sexdens rubropilosa indicates the study of the utilization of the dry powder formulation of diatomaceous earth (DE) against this pest in the eucalyptus cultivars. The study was conducted using 120 colonies of A. sexdens rubropilosa in Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden x Eucalyptus urophylla Blake (Myrtaceae) (urograndis) stand. The randomized block experimental design was used with six treatments (1, 10, 25, and 50 g/m2 of DE, 6.0 g/m2 sulfluramid bait per square meter of loose soil, and the control) with five replications, each with four colonies of this ant. Diatomaceous earth was applied to the active A. sexdens rubropilosa ant holes, and the sulfluramid bait was applied in bulk in a localized manner. The control efficacy of A. sexdens rubropilosa with DE was low, showing values similar to that of the control, and, for this reason, it cannot be used to control this ant. The bait with sulfluramid showed higher efficacy than those of the other treatments.

Neue Aspekte zur effektiven bronchialen Applikation inhalativer Medikamente im Kindesalter

Zur bronchialen Deposition von Arzneimitteln stehen im Wesentlichen drei Inhalationssysteme zur Verfügung: (1) Dosier-Aerosole (pressurized Metered Dose Inhaler, pMDI), (2) Trockenpulver-Inhalatoren (Dry Powder Inhaler, DPI) und (3) Druckluftvernebler zur Feuchtinhalation. Der Erfolg einer Inhalationstherapie hängt neben anderen Faktoren (s.u.) wesentlich vom Depositionsverhalten des als Aerosol inhalierten Medikamentes ab. Wie viel wirksame Substanz lagert sich an welchen Stellen der Atemwege ab und welche Dosis erreicht letztlich die kleinen Atemwege? Einflussfaktoren sind hier vor allem die Partikelgröße und die Inhalationstechnik. So verlangen beispielsweise DPI’s einen respiratorischen Spitzenfluss (PIF) von mindestens 30 l/min, wohingegen bei der Verwendung von pMDI’s ein gleich bleibender PIF von 40 bis 90 l/min erwünscht ist. Die für das jeweilige Inhalationssystem optimale Atemtechnik muss also vom Patienten erlernt werden. Mit den eigenen Arbeiten soll das Verständnis inhalativer Vorgänge sowie die bronchiale Deposition von inhalativen Medikamenten bei pädiatrischen Patienten verbessert werden. Aus der Vielzahl der Inhalatoren wählten wir für unsere Versuche fünf Systeme aus, deren unterschied-liche Anforderungen an den Patienten repräsentativ überprüft wurden: (1) DPI mit mittlerem Widerstand: Diskus®, (2) DPI mit hohem Widerstand: Turbohaler®, (3) pMDI: Autohaler®, (4) pMDI für Säuglinge: Budiair® mit verschiedenen Vorsatzkammern (Babyhaler®, AeroChamber® Plus small und medium) und (5) nachfüllbarer DPI mit niedrigem Widerstand: MAGhaler®. Für unsere Studien unverzichtbar war außerdem ein Testsystem, mit dem die Fähigkeit der Patienten überprüft und verbessert werden kann, einen bestimmten Inhalator effektiv zu benutzen, d.h. das gewünschte Atemmanöver durchzuführen und damit eine optimale Medikamenten-Deposition zu erreichen. Erste Untersuchungen ergaben, dass die kommerziell auf dem Markt verfügbaren Testsysteme suboptimal sind, weil sie sich nur auf die Messung des PIF’s konzentrieren und andere für die Deposition wichtige Parameter (Beschleunigung, Inhaltionsdauer etc.) außer Acht lassen. Wir entwickelten daher den Inhalation-Manager, der die Dokumentation des gesamten Atemmanövers ermöglicht. Es handelt sich dabei um ein computerbasiertes Mess- und Kontrollsystem, das unmittelbar nach der Inhalation ein optisches feedback des gesamten Manövers inklusive des generierten Partikelspektrums liefert. Die daraus weiterentwickelte Schulungssoftware ermöglicht die individuelle Schulung verschiedener Inhalationsmanöver auch mit neuen Inhalatoren. Patient und Arzt erhalten eine optische Rückmeldung, die den Erfolg oder Misserfolg der Inhalation erkennen lässt. Erste Schulungen mit dem neuen System von pädiatrischen Patienten mit Asthma bronchiale verliefen positiv: der Anteil der optimalen Inhalationsmanöver und damit auch der Therapieerfolg stiegen an. Allerdings zeigte sich auch, dass verschiedene Systeme nicht gleichzeitig geschult werden sollten. Generelle Schwierigkeiten bereitet die Inhalationstherapie von Kindern bis etwa zum 4. Geburtstag, da diese meist gar kein Inhalationsmanöver erlernen können. Die Medikamente müssen somit durch den Ruheatemfluss ins Bronchialsystem transportiert werden, wobei Dosieraerosole mit Vorsatzkammern (Spacer) oder Vernebler mit Masken zum Einsatz kommen sollten. Bei der Inhalation mit Spacer war bislang unklar, wie viel Prozent der Nominaldosis letztlich in die Lunge gelangen und therapeutisch wirksam werden. Unsere in-vitro Studien mit einem Dosieraerosol und verschiedenen Spacern zeigten, dass nach fünf Atemzügen maximal 20% der Nominaldosis das Gerät bzw. den Spacer verlassen. Nach nur einem Atemzug und bei Verwendung bestimmter Spacer (großes Totraumvolumen) beträgt dieser Wert sogar nur 5%. Dieses Ergebnis belegt, dass man vom Säuglings- bis zum Erwachsenenalter nahezu die gleiche Nominaldosis verabreichen kann, da durch unterschiedliche Inhalationsmanöver und –systeme die wirksame Dosis extrakorporal auf die altersentsprechende Dosis reduziert wird. Ein besonderes Problem ergibt sich schließlich bei der Feuchtinhalation mit Druckluftverneblern. Hier darf die Kompatibilität von unterschiedlichen Inhalationslösungen nicht außer Acht gelassen werden. So gaben in unserer Mukoviszidose-Ambulanz viele Betroffene an, aus Zeitgründen unterschiedliche Inhalationslösungen bei der Feuchtinhalation zu mischen. Physikalisch-chemische Inkompatibilitäten können dann die Wirksamkeit der Therapie beeinträchtigen und auch zu unerwünschten Nebenwirkungen führen. In einer interdisziplinären Arbeitsgruppe mit Chemikern und Pharmazeuten untersuchten wir daher die Mischbarkeit von häufig genutzten Inhalationslösungen (Salbutamol, Ipratropium, Cromoglicinsäure, Budenosid, Tobramycin und Dornase Alpha) und stellten die Ergebnisse (mögliche Inhaltionskombinationen) tabellarisch zusammen.

Konzept eines aktiven Pulverinhalators

In dieser Arbeit wird das Konzept eines aktiven Pulverinhalators entwickelt. Im Gegensatz zu einem passiven Pulverinhalator ist bei solch einem Gerät die Abgabe und Dispergierung der Arzneistoffformulierung nicht von einem Inhalationsmanöver abhängig, welches von Patient zu Patient variiert. Solch ein System würde folglich die Zuverlässigkeit und Effizienz der inhalativen Therapie verbessern. Mögliche Anwendungen für einen aktiven Pulverinhalator wären vor allem Indikationen, die die Abgabe hoher Dosen erfordern, wie z.B. in der Therapie mit Antibiotika.rnIn einem Designprozess, der alle aus Kundenwünschen ermittelten Konstruktionsanforderungen sammelt und verschiedene Lösungsansätze vergleicht, wird ein mit Treibgas betriebener atemzugsausgelöster, Mehrfach-Dosis Pulverinhalator als aussichtsreichstes Konzept ermittelt. Dieses Konzept wird in Form von eigens konstruierten Labor-Test-Rigs entwickelt und vor allem hinsichtlich Höhe der Dosierung, Dosiergenauigkeit, und Flussratenabhängigkeit evaluiert. In der Spitze können über 16 mg lungengängiger Dosis erreicht werden, bei im Vergleich zu dem eingesetzten passiven Inhalator mindestens nur halb so großer Streuung. Bei niedrigen Flussraten können immer noch bis zu 80 % der erzielten inhalierbaren Dosis von hohen Flussraten erreicht werden und damit die Ergebnisse des passiven Inhalators deutlich übertreffen.rnTeil der Aufgabe war es, dieses treibgasbetriebene Labor-Test-Rig so zu entwickeln, dass es implementierbar in einen atemzugsausgelösten Mehrfachdosis-Pulverinhalator ist. Dieser treibgasbetriebene, atemzugsausgelöste Mehrfachdosis-Pulverinhalator würde die Kundenwünsche und Konstruktionsanforderungen in sehr hohen Maße erfüllen, so dass hier die Möglichkeit besteht einen Inhalator mit sehr hohem Grad an Patienten-Compliance zu verwirklichen. Durch die Verwendung und Neukombination bereits etablierter Technologien und einen akzeptablen Stückkostenpreis besteht die Möglichkeit den Inhalator tatsächlich zu realisieren und zu vermarkten.

Deposition, imaging, and clearance: what remains to be done?

Deposition and clearance studies are used during product development and in fundamental research. These studies mostly involve radionuclide imaging, but pharmacokinetic methods are also used to assess the amount of drug absorbed through the lungs, which is closely related to lung deposition. Radionuclide imaging may be two-dimensional (gamma scintigraphy or planar imaging), or three-dimensional (single photon emission computed tomography and positron emission tomography). In October 2009, a group of scientists met at the "Thousand Years of Pharmaceutical Aerosols" conference in Reykjavik, Iceland, to discuss future research in key areas of pulmonary drug delivery. This article reports the session on "Deposition, imaging and clearance." The objective was partly to review our current understanding, but more importantly to assess "what remains to be done?" A need to standardize methodology and provide a regulatory framework by which data from radionuclide imaging methods could be compared between centers and used in the drug approval process was recognized. There is also a requirement for novel radiolabeling methods that are more representative of production processes for dry powder inhalers and pressurized metered dose inhalers. A need was identified for studies to aid our understanding of the relationship between clinical effects and regional deposition patterns of inhaled drugs. A robust methodology to assess clearance from small conducting airways should be developed, as a potential biomarker for therapies in cystic fibrosis and other diseases. The mechanisms by which inhaled nanoparticles are removed from the lungs, and the factors on which their removal depends, require further investigation. Last, and by no means least, we need a better understanding of patient-related factors, including how to reduce the variability in pulmonary drug delivery, in order to improve the precision of deposition and clearance measurements.

Inhalable microparticles containing large payload of antituberculosis

Microparticles containing large payloads of two anti-tuberculosis (TB) drugs were prepared and evaluated for suitability as a dry powder inhalation targeting alveolar macrophages. A solution containing one part each of isoniazid and rifabutin, plus two parts poly(lactic acid) (L-PLA) was spraydried. Drug content and in vitro release were assayed by HPLC, and DSC was used to elucidate release behaviour. Particle size was measured by laser scattering and aerosol characteristics by cascade impaction using a Lovelace impactor. Microparticles were administered to mice using an inhouse inhalation apparatus or by intra-tracheal instillation. Drugs in solution were administered orally and by intra-cardiac injection. Flow cytometry and HPLC were used to investigate the specificity and magnitude of targeting macrophages. Microparticles having drug content -50% (w/w), particle size -5 m and satisfactory aerosol characteristics (median mass aerodynamic diameter, MMAD = 3.57 m; geometric standard deviation, GSD = 1.41m; fine particle fraction, FPF <4.6"", = 78.91:1: 8.4%) were obtained in yields of >60%. About 70% of the payload was released in vitro in 10 days. Microparticles targeted macrophages and not epithelial cells on inhalation. Drug concentrations in macrophages were -20 times higher when microparticles were inhaled rather than drug solutions administered. Microparticles were thus deemed suitable for enhanced targeted drug delivery to lung macrophages.

Geochemistry of sediment core GeoB7920-2

The X-ray fluorescence (XRF) core scanner provides bulk-sediment chemistry data measured nondestructively at the split core sediment surface. Although this method is widely accepted, there is little known about the effects of physical properties such as density and water content on XRF core scanner data. Comparison of XRF scanner measurements from the sediment surface and dry powder samples of sediment core GeoB7920 indicates strongly reduced element intensities for the lighter elements Al and Si. We relate the lower element intensities of the measurements taken at the sediment surface to the amount of water in the sample volume analyzed by the XRF core scanner. The heavier elements K, Ca, Ti, and Fe remain relatively unaffected by the variation of any physical property within sediment core GeoB7920. Additionally, we successfully use the elemental intensity of Cl as a proxy for the seawater content in the sample volume analyzed by the XRF core scanner. This enables the establishment of a correction function for the elements Al and Si that corrects for the radiation absorption of the water content in sediment core GeoB7920 off Cape Blanc, NW Africa.

Flow patterns in granulating systems

Particle flow patterns were investigated for wet granulation and dry powder mixing in ploughshare mixers using Positron Emission Particle Tracking (PEPT). In a 4-1 mixer, calcium carbonate with mean size 45 mum was granulated using a 50 wt.% solution of glycerol and water as binding fluid, and particle movement was followed using a 600-mum calcium hydroxy-phosphate tracer particle. In a 20-1 mixer, dry powder flow was studied using a 600-mum resin bead tracer particle to simulate the bulk polypropylene powder with mean size 600 mum. Important differences were seen between particle flow patterns for wet and dry systems. Particle speed relative to blade speed was lower in the wet system than in the dry system, with the ratios of average particle speed to blade tip speed for all experiments in the range 0.01-015. In the axial plane, the same particle motion was observed around each blade; this provides a significant advance for modelling flow in ploughshare mixers. For the future, a detailed understanding of the local velocity, acceleration and density variations around a plough blade will reveal the effects of flow patterns in granulating systems on the resultant distribution of granular product attributes such as size, density and strength. (C) 2002 Elsevier Science B.V All rights reserved.

Modified release of beclometasone dipropionate from chitosan-basedd spray-dried respirable powders

Dry powders for inhalation were prepared by spray drying a 30% v/v aqueous ethanol formulation containing beclometasone dipropionate (BDP), lactose, leucine and chitosan (low, medium or high molecular weight (MW), or combinations thereof). Following physical characterisation of the powders, the aerosolisation and dissolution properties of the powders were investigated using Multi-Stage Liquid Impinger and USP II dissolution apparatus, respectively. The powders were highly dispersible, with emitted doses in excess of 90% of loaded powder aerosolised from a Spinhaler dry powder inhaler. The fine particle fraction (FPF) was observed to decrease, whereas the time for 100% drug release increased, with increasing chitosan MW. For example, the low MW formulation exhibited an FPF of 64% and a 100% dissolution time of 2 h, whereas the high MW formulation demonstrated an FPF of 54% and a dissolution time of 12 h. These powders would be anticipated to deposit predominately in the lower regions of the lung following inhalation, and then undergo delayed rather than instantaneous drug release, offering the potential to reduce dosing frequency and improve patient compliance. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Segregation of powder mixtures in silos with particular reference to dry mineral-based construction materials

Segregering eller segregation är ett fenomen som kan förekomma inom olika områden av samhället. Inom samhällsvetenskaperna kan segregering definieras som det rumsliga åtskiljandet av befolkningsgrupper på urval av ras eller etniskt ursprung, kön, social härkomst, religion, ålder, yrke, osv. Segregering av befolkningsgrupper sker ofta mer eller mindre frivilligt och är motsatsen till integration. Inom partikelteknologi definieras segregering oftast som det rumsliga åtskiljandet av beståndsdelarna i en blandning av olika partiklar. Segregering sker då på urval av bl.a. partiklarnas storlek, densitet, form, elektrostatiska eller mekaniska egenskaper, och kan beskrivas som motsatsen till blandning. Segregeringsmekanismer används för att förklara hur och varför en partikelblandning segregerar samt vad slutresultatet i form av den rumsliga fördelningen av partiklarna blir till följd av att blandningen utsetts för en viss behandling. I denna avhandling har segregering av partikelblandningar och speciellt torra mineralbaserade byggmaterial (t.ex. murbruk) till följd av lagring i siloer studerats. Vid industriell produktion av mineralbaserade byggmaterial används siloer för korttidslagring av slutprodukterna precis innan förpackning. Segregering leder till kraftiga variationer i sammansättningen för partikelströmmen ut ur silon, vilket gör att slutprodukterna inte uppfyller kvalitetskraven och kan därmed inte säljas till kunder. Detta leder till arbetsam och dyr bearbetning (återcirkulation) av produkterna med påföljder för produktionsekonomin samt hållbara utvecklingen. I avhandlingen identifierades de väsentligaste segregeringsmekanismerna för torra mineralbaserade byggmaterial i siloer. Dessutom klargjordes effekterna av materialegenskaper, processbetingelser och siloparametrar. Slutligen behandlas möjliga åtgärder för minskning av partikelsegregering i siloer samt tillämpning av matematiska metoder för simulering av partikelflöden med hjälp av datorer.

The importance of wet-powder dynamic mechanical properties in understanding granulation

Granule impact deformation has long been recognised as important in determining whether or not two colliding granules will coalesce. Work in the last 10 years has highlighted the fact that viscous effects are significant in granulation. The relative strengths of different formulations can vary with strain rate. Therefore, traditional strength measurements made at pseudo-static conditions give no indication, even qualitatively, of how materials will behave at high strain rates, and hence are actually misleading when used to model granule coalescence. This means that new standard methods need to be developed for determining the strain rates encountered by granules inside industrial equipment and also for measuring the mechanical properties of granules at these strain rates. The constitutive equations used in theoretical models of granule coalescence also need to be extended to include strain-rate dependent components.

Incorporation of bovine dry blood plasma into biscuit flour for the production of pasta

Spray-dried blood plasma (DBP) (10.9 g/100 g [w/w] nitrogen) was added to medium-protein biscuit flour (1.4 g/100 g N) during pasta manufacture. High-protein durum semolina (2.0 g/100 g N) Was used to produce the control pasta. Sensory data indicated that the addition of DBP produced pasta with significantly better colour intensity and acceptability. aroma intensity, flaN our intensity. textural strength, texture acceptability, aftertaste intensity, aftertaste acceptability. and overall acceptability The DBP/biscuit flour formulation that gave the optimum balance between pasta protein content and organoleptic acceptability contained 2.2 g/100 g DBP. A higher content of DBP resulted in increased protein levels, but these pasta formulations, ere less acceptable organoleptically. (C) 2002 Swiss Society of Food Science and Technology. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Evaluation of different Cypermethrin formulations and concentrations in the control of Musca domestica

Cypermethrin (4 g/l, 5 g/l wettable powder and 7 ml/l, 10 ml/l emulsifiable concentrate) was tested, under laboratory conditions, against the adult Musca domestica. As a standard for comparison, a 6 ml/l concentrate suspension formulation of deltamethrin was used. One and twenty-four hours after application, mortality counts showed that the substances under test killed, respectively, more than 80% and 85% of the exposed insects. Under the conditions of the test, cypermethrin was considered effective in the control of the house fly.