Protocolo de servicio social: Pruebas de estabilidad acelerada para sistemas lipídicos autoemulsionables y caracterización de Diclofenaco

Abstract

Objective:The primary objective of this research was to optimize, characterize, and evaluate the stability of self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) loaded with Diclofenac sodium, a non-steroidal anti-inflammatory drug belonging to Biopharmaceutics Classification System (BCS) Class II. The aim was to enhance its solubility and bioavailability through an innovative lipid-based formulation and to determine the kinetic order of its degradation under accelerated stability conditions. Methods: Two primary SEDDS types were developed based on solubility studies: Type A (Maisine® CC oil) and Type B (Kollisolv® MCT 70 oil), both incorporating Kolliphor® ELP as a surfactant and Transcutol® HP as a cosolvent. A UV-Vis spectrophotometric method was rigorously validated for the quantification of Diclofenac in these complex systems. The formulations were comprehensively characterized by assessing particle size using dynamic light scattering, self-emulsification time, and dissolution profiles. Stability was evaluated through physical stress tests (centrifugation at 5000 rpm for 30 minutes and six heating-cooling cycles between 4°C and 40°C) and accelerated stability studies at 40°C over three months. Key performance metrics included mean dissolution time (MDT), dissolution efficiency (DE%), and similarity (f2) and difference (f1) factors. Results: The analytical method validation confirmed linearity (r² > 0.99), precision (CV < 3%), and specificity. All SEDDS formulations demonstrated favorable biopharmaceutical properties, exhibiting nanometric particle sizes (64–74 nm), rapid self-emulsification (under 25 seconds), and efficient drug release, with over 80% dissolved within 10 minutes. Stability testing revealed that formulation B11 was the most robust, maintaining consistent dissolution profiles, the highest DE%, and the lowest degradation rate constant. Kinetic analysis identified zero-order degradation for most formulations (A5, A11, B2, B5), while A2 and B11 followed second-order kinetics. Formulations B11 and A5 showed the most promising stability, with calculated half-lives of 57 and 40 months, respectively. Conclusion:The SEDDS formulation B11, utilizing Kollisolv® MCT 70, is identified as the lead candidate due to its exceptional physicochemical characteristics, rapid release profile, and superior chemical stability under accelerated conditions. This study successfully demonstrates the viability of SEDDS as a platform to improve the delivery and stability of Diclofenac. The findings provide a strong foundation for pre-clinical advancement, while also highlighting the need for further stabilization strategies, such as incorporating antioxidants or transitioning to solid SEDDS (S-SEDDS), to ensure long-term shelf-life.

El objetivo de esta investigación era optimizar, caracterizar y evaluar la estabilidad de SEDDS cargados con diclofenaco, un AINE clase II. El objetivo era mejorar su solubilidad y biodisponibilidad mediante una formulación lipídica y determinar el orden cinético de su degradación en condiciones de estabilidad acelerada. Método: Se desarrollaron dos tipos principales de SEDDS basados en estudios de solubilidad: el tipo A (aceite Maisine® CC) y el tipo B (aceite Kollisolv® MCT 70), ambos con Kolliphor® ELP como tensioactivo y Transcutol® HP como cosolvente. Se validó un método espectrofotométrico UV-Vis para la cuantificación del diclofenaco en estos sistemas. Las formulaciones se caracterizaron de forma mediante la evaluación del tamaño partícula mediante dispersión dinámica de luz, el tiempo de autoemulsificación y los perfiles de disolución. La estabilidad se evaluó mediante pruebas de estrés físico (centrifugación a 5000 rpm durante 30 minutos y seis ciclos de calentamiento-enfriamiento entre 4 °C y 40 °C) y estudios de estabilidad acelerada a 40 °C durante tres meses. Las métricas clave de rendimiento incluyeron el tiempo medio de disolución (MDT), la eficiencia de disolución (DE%), y los factores de similitud (f2) y diferencia (f1). Resultados: La validación del método analítico confirmó la linealidad (r² > 0,99), la precisión (CV < 3 %) y la especificidad. Todas las formulaciones SEDDS demostraron propiedades favorables, con tamaños de partículas nanométricas (64-74 nm), autoemulsificación menor a 25s y liberación eficiente del fármaco, con más del 80 % disuelto en 10 minutos. Las pruebas de estabilidad revelaron que la formulación B11 era la más robusta, ya que mantenía perfiles de disolución consistentes y la constante de velocidad de degradación más baja. El análisis identificó una degradación de orden cero para la mayoría de las formulaciones (A5, A11, B2, B5), mientras que A2 y B11 seguían una cinética de segundo orden. Las formulaciones B11 y A5 mostraron la estabilidad más prometedora, con vidas medias calculadas de 57 y 40 meses, respectivamente. Conclusión: La formulación SEDDS B1 se identifica como la principal candidata debido a su perfil de liberación rápido y su estabilidad química superior en condiciones aceleradas. Este estudio demuestra la viabilidad de SEDDS como plataforma para mejorar la administración. Los resultados proporcionan una base sólida para el avance preclínico, al tiempo que ponen de relieve la necesidad de estrategias de estabilización adicionales, como la incorporación de antioxidantes o la transición a SEDDS sólido (S-SEDDS), para garantizar una vida útil prolongada.