Estudio termodinámico de la solubilidad y solvatación preferencial de meloxicam en sistemas cosolventes acuosos binarios

Abstract

El meloxicam, fármaco semipolar del grupo de los analgésicos no-esteroideos, farmacológicamente posee menos efectos adversos que otros de su grupo, es prácticamente insoluble en agua, limitando su uso en algunas formas farmacéuticas. Como alternativa, la cosolvencia es uno de los medios más poderosos de disolución de solutos no-polares en medio acuoso. Se estudió la solubilidad en nueve sistemas binarios cosolvente-agua en el rango de temperatura entre 293,15 K y 313,15 K, mediante el método de agitación de frasco, para calcular las funciones termodinámicas de disolución, los parámetros de solvatación preferencial a través del método de integrales inversas de Kirkwood-Buff (IKBI), y desafiar ocho modelos matemáticos de cosolvencia. La solubilidad de meloxicam aumenta de manera logarítmica con el aumento de cosolvente en la mezcla, la magnitud de este aumento depende de la naturaleza estructural del cosolvente. Las cantidades termodinámicas obtenidas permiten inferir que los cosolventes trabajan reduciendo las interacciones cohesivas del agua. Las relaciones de compensación entálpica-entrópica en cada sistema fueron no lineales demostrando dos mecanismos de disolución, uno entálpico y el otro entrópico. Las funciones termodinámicas de transferencia de meloxicam desde el agua hasta el cosolvente mostraron que hay diferencias en los mecanismos de disolución de cada sistema. El análisis de solvatación preferencial por medio del método IKBI, demuestra que las mezclas binarias ricas en agua muestran hidratación preferencial, que aumenta con el aumento de la temperatura, mientras que en mezclas intermedias y en mezclas ricas en cosolvente, se evidencia solvatación preferencial por parte del cosolvente. Los perfiles de solvatación preferencial difieren de cosolvente a cosolvente. (Texto tomado de la fuente)

Meloxicam, a semipolar drug included in the group of non-steroidal analgesics, pharmacologically has fewer adverse effects than others in its group, but is practically insoluble in water, limiting its use in some pharmaceutical forms. As an alternative, cosolvency is one of the most powerful means of solubilizing non-polar solutes in aqueous media. Nine cosolvent-water binary systems were studied in the temperature range between 293.15 K and 313.15 K, using the shake-flask method, to calculate thermodynamic functions, preferential solvation parameters through the inverse Kirkwood-Buff integrals (IKBI) method, and challenge eight mathematical models of cosolvency. Meloxicam solubility increases logarithmically with the increase of cosolvent in the mixture, the magnitude of this increase depends on the structural nature of the cosolvent. The thermodynamic quantities obtained allow inferring that cosolvents work by reducing the cohesive interactions of water. Enthalpy-entropy compensation relationships in each system were nonlinear demonstrating two solubilization mechanisms, one enthalpic and the other entropic. The thermodynamic functions of meloxicam transfer from water to the cosolvent showed that there are differences in the solubilization mechanisms of each system. The preferential solvation analysis by means of the IKBI method, demonstrates that binary mixtures rich in water exhibit preferential hydration, which increases with increasing temperature, while in intermediate mixtures and in cosolvent rich mixtures, preferential solvation is evidenced by of the cosolvent. Preferential solvation profiles differ from cosolvent to cosolvent. (Text taken from source)