Experimental study of eutectogels for drug delivery

Due to the need to improve current solutions for controlled drug delivery to treat an ever-increasing number of injuries and diseases, novel supramolecular eutectogels loaded with ethosuximide have been proposed. Eutectogels, made of menthol and thymol, were prepared with 2 different weight contents of gelling agent – 1,3:2,4-dibenzylidene-D-sorbitol (DBS). The drug was loaded at three different concentrations. The analytical characterization of the gels included the study of the morphology with SEM technique, the investigation of the intermolecular interactions between the eutectogel components and the drug, using FT-IR technique. Moreover, High-Resolution Magic Angle Spinning (HR-MAS) NMR Spectroscopy has been used to investigate the transport behaviour of the drug, menthol, and thymol inside the 3D gel network. Finally, in vitro drug release study has been performed under different experimental conditions, such as different temperatures and different pHs. The obtained results confirmed the thermo-responsive and pH-responsive character of eutectogels, proving that different environments influence the strength of hydrogen bonds inside the structure. The mass of drug released was also dependent on the quantity of gelator, as higher values of drug release were observed from gels prepared with lower DBS content. The results allow concluding that the obtained eutectogels are a good system for the controlled release of ethosuximide, which occurs through a quasi-Fickian diffusion mechanism.

Lo studio di eutectogel supramolecolari con etosuccimide incapsulato all’interno nasce dalla necessità di migliorare le attuali soluzioni per la somministrazione controllata di farmaci per il trattamento di un numero sempre crescente di lesioni e malattie. Gli eutectogels, a base di mentolo e timolo, sono stati preparati con 2 diversi contenuti in peso di agente gelificante – 1,3:2,4-dibenzilidene-D-sorbitolo (DBS). Il farmaco è stato caricato a 3 diverse concentrazioni. La caratterizzazione analitica concerne la morfologia dei gels con la tecnica SEM, lo studio delle interazioni intermolecolari tra i componenti dell’eutectogel e il farmaco utilizzando la tecnica FT-IR. La Spettroscopia NMR ad Angolo Magico ad Alta Risoluzione (HR-MAS) è stata utilizzata per studiare i fenomeni di trasporto del farmaco, mentolo e timolo nella struttura 3D del gel. Infine, lo studio in vitro della cinetica di rilascio del farmaco è stato condotto in diverse condizioni sperimentali con diverse temperature e diversi condizioni di pH. I risultati ottenuti hanno confermato il carattere termo-responsivo e pH-responsivo degli eutectogels, dimostrando che ambienti diversi influenzano la forza dei legami a idrogeno all’interno della struttura tridimensionale dei gels. La massa di farmaco rilasciata dipende anche dalla quantità di agente gelificante usato nella preparazione del gel; infatti, sono stati osservati valori più alti di rilascio da gels preparati con un contenuto inferiore di DBS. I risultati ottenuti consentono di concludere che entrambe le formulazioni di eutectogel costituiscono un buon sistema per il rilascio controllato di etosuccimide, che avviene attraverso un meccanismo di diffusione quasi-Fickiano.