Co-amorphous of sulfasalazine:arginine with improved solubility and dissolution rate properties for enhanced bioavailability and therapeutic efficacy

Abstract

Introducción. La solubilidad y la velocidad de disolución son dos factores fisicoquímicos clave en la eficacia terapéutica de un fármaco administrado por vía oral, ya que estos parámetros determinan la cantidad de fármaco disponible para su absorción. En este contexto, el desarrollo de co-amorfos farmacéuticos es una estrategia prometedora para mejorar la solubilidad y la velocidad de disolución de compuestos poco solubles en medios fisiológicos. En este sentido, la sulfasalazina se caracteriza por una elevada permeabilidad intestinal pero una baja solubilidad que resulta en una biodisponibilidad menor al 15%. Con base en lo anterior, la obtención de sistemas co-amorfos de sulfasalazina que posean mayor solubilidad y velocidad de disolución, incrementaría la cantidad de fármaco disponible para su absorción, mejorando su biodisponibilidad y su eficacia terapéutica. Objetivo: Obtener y  caracterizar química y biofarmacéuticamente un co-amorfo de sulfasalazina:L-Arginina con propiedades mejoradas de solubilidad y velocidad de disolución. Metodología el co-amorfo se obtuvo mediante las técnicas de slurry y de molienda mecanoquímica en proporción 1:1 de sulfasalazina y L-Arginina. Su caracterización incluyó la difracción de rayos X para determinar su naturaleza cristalina o amorfa, espectroscopía FT-IR y microscopía Raman para analizar interacciones intermoleculares y homogeneidad. La estabilidad térmica y la presencia de solvatos o hidratos fueron evaluadas con calorimetría diferencial y termogravimetría. Además, se analizaron su estabilidad en medios fisiológicos, solubilidad y la velocidad de disolución. Resultados: Se obtuvo un co-amorfo puro con estequiometría sulfasalazina: L-Arginina:agua de 1:1:2, estable hasta 50 °C sin humedad y hasta 40 °C con 75 % de humedad relativa. Este mostró estabilidad en medios con pH 1.2, 4.5 y 6.8, y triplicó la solubilidad y la velocidad de disolución en comparación con la sulfasalazina libre. Conclusión: La obtención de un co-amorfo estable y con mejor solubilidad sugiere un potencial aumento en la biodisponibilidad de la sulfasalazina, favoreciendo su aplicación en formulaciones más eficaces.

Co-amorphous of sulfasalazine:arginine with improved solubility and dissolution
rate properties for enhanced bioavailability and therapeutic efficacy

Introduction: Solubility and dissolution rate are two key physicochemical factors in the therapeutic efficacy of an orally administered drug, as these parameters determine the amount of drug available for absorption. In this context, the development of pharmaceutical co-amorphoses is a promising strategy to improve both solubility and dissolution rate of poorly soluble compounds in physiological media. Sulfasalazine is characterised by high intestinal permeability but low solubility, resulting in a bioavailability of less than 15%. Based on the above, obtaining co-amorphous of sulfasalazine with higher solubility and dissolution rate would increase the amount of drug available for absorption, thereby improving its bioavailability. Objective: To obtain and characterize chemically and biopharmaceutically a sulfasalazine: L-arginine co-amorphous with improved solubility and dissolution rate properties. Methods The co-amorphous is obtained by slurry and/or mechanochemical milling in a 1:1 ratio of sulfasalazine and L- rginine. Its characterization included X-ray diffraction to determine its crystalline or amorphous nature, FT-IR spectroscopy and Raman microscopy to analyze intermolecular interactions and homogeneity. Thermal stability and the presence of solvates or hydrates were evaluated by differential calorimetry and thermogravimetry. In addition, their stability in physiological media, solubility and dissolution rate were analyzed. Results: A pure co-amorphous was obtained with a sulfasalazine:L-arginine:water stoichiometry of 1:1:2, which was stable up to 50°C without humidity and up to 40°C with 75% relative humidity. It showed stability in media with pH 1.2, 4.5 and 6.8 and tripled the solubility and dissolution rate compared to free sulfasalazine. Conclusion: Obtaining a stable co-amorph with better solubility suggests a potential increase in the bioavailability of sulfasalazine, favoring its application in more effective formulations.