An In Vitro Model for Cocrystal Dissolution with Simultaneous Surface and Bulk Precipitation

共晶 溶解 过饱和度 降水 溶解度 材料科学 化学 生物系统 化学工程 物理化学 有机化学 物理 工程类 气象学 氢键 分子 生物
作者
Nethrue Pramuditha Mendis,Richard Lakerveld
出处
期刊:Molecular Pharmaceutics [American Chemical Society]
卷期号:20 (11): 5486-5499 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.molpharmaceut.3c00334
摘要

Cocrystals can be promising means of overcoming the poor aqueous solubility of many drugs. However, precipitation of the stable drug at the cocrystal surface or in the bulk medium is often provoked during cocrystal dissolution due to high drug supersaturation, which prevents sustaining high drug concentrations for enhanced bioavailability. There is a need for predictive in vitro models that can accurately describe this cocrystal dissolution-supersaturation-precipitation (DSP) process to aid drug development and formulation design. Consideration of surface precipitation is often essential for such models given the strong impact of surface precipitation on the drug concentration during cocrystal dissolution. However, DSP models that can explicitly account for the effect of surface precipitation are currently lacking. This work presents a population balance-based model to describe in vitro cocrystal DSP behavior, which accounts for cocrystal dissolution, surface precipitation, and bulk precipitation. Dissolution experiments with carbamazepine-succinic acid cocrystals are conducted for model development and validation. The developed model captures all of the principal experimental trends and predicts the dose-dependent DSP behavior outside the regression data set with reasonable accuracy. The results show that surface precipitation is an essential component of the model. Finally, the new model is integrated with numerical optimization to illustrate how it can be used to identify an optimal dose, particle size, and amount of predissolved coformer.
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