Optimization of a Spray Dried Dispersion Powder of Ritonavir with HPMCAS-L

Year 2025, Volume: 50 Issue: 2, 293 - 310, 26.08.2025

Ayşe Nur Oktay , James Polli

https://doi.org/10.55262/fabadeczacilik.1604503

Abstract

Ritonavir (RTN) is frequently administered as a drug metabolism inhibitor to “boost” other drugs, such as nirmatrelvir to treat COVID-19. However, like many orally administered drugs, RTN has low water solubility. Hence, RTN is formulated as an amorphous solid dispersion (ASD). The objective was to prepare an optimal RTN- spray dried dispersion (SDD) via spray drying. Using the polymer HPMCAS-L, an optimal spray drying condition was identified, where aspirator rate, spray gas flow, and solution feed rate were varied in a 23 (3 repeated) full factorial design. Yield %, moisture %, and Carr index were assessed. Optimal spray drying conditions were aspirator rate of 38 m3/h, spray gas flow rate of 742 L/h, and solution feed rate of 6mL/min, resulting in highest yield %, lowest moisture %, and lower Carr index. Next, optimal spray drying conditions were applied to fabricate RTN SDDs using HPMCAS-L, at each 70 °C and 140 °C inlet temperatures. Particle size, drug content %, DSC, yield %, moisture %, bulk density, tapped density, Hausner ratio, and Carr index of each SDD was assessed or conducted. Solubility, stability, and dissolution studies were also carried out. Both SDD were stable for three months and exhibited improved solubility, compared to unprocessed RTN and physical mixtures. SDD using HPMCAS-L polymer provided rapid RTN release. Overall, an optimal RTN SDD was achieved, and employed HPMCAS-L rather than PVP-VA, which is used in several commercial forms of RTN, albeit using hot melt extrusion.

Keywords

ritonavir , hpmcas-l , spray drying , design of experiment , optimization

Supporting Institution

The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK)

Project Number

1059B192000617 (BIDEB 2219)

Ritonavirin HPMCAS-L ile Püskürterek Kurutulmuş Dispersiyon Tozunun Optimizasyonu

Abstract

Ritonavir (RTN), COVID-19'u tedavi etmek için kullanılan nirmatrelvir gibi diğer ilaçları "desteklemek" amacıyla ilaç metabolizma inhibitörü olarak sıklıkla uygulanmaktadır. Ancak, oral yoldan uygulanan birçok ilaç gibi, RTN'nin de suda çözünürlüğü düşüktür. Bu nedenle, RTN amorf katı dispersiyon (ASD) olarak formüle edilmektedir. Amaç, püskürterek kurutma aracılığıyla optimum RTN- püskürterek kurutulmuş dispersiyonu (SDD) hazırlamaktır. HPMCAS-L polimeri kullanılarak, aspiratör hızı, sprey gaz akış hızı ve çözelti besleme hızının değiştirildiği 23 (3 tekrarlı) tam faktöriyel tasarımda optimum püskürterek kurutma koşulu belirlenmiştir. % Verim, % nem ve Carr indeksi değerlendirilmiştir. Optimum püskürterek kurutma koşulları olan aspiratör hızı 38 m3/sa, sprey gaz akış hızı 742 L/sa ve çözelti besleme hızı 6mL/dk ile en yüksek % verim, en düşük % nem ve daha düşük Carr indeksi sağlanmıştır. Daha sonra, HPMCAS-L kullanılarak 70 °C ve 140 °C giriş sıcaklıklarında RTN SDD'leri üretmek için optimum püskürterek kurutma koşulları uygulanmıştır. Her SDD'nin partikül boyutu, % etkin madde içeriği, DSC, % verim, % nem, küme dansitesi, sıkıştırılmış dansite, Hausner oranı ve Carr indeksi değerlendirilmiştir. Çözünürlük, stabilite ve çözünme hızı çalışmaları gerçekleştirilmiştir. SDD’ler üç ay boyunca stabil bulunmuştur, ve işlem görmemiş RTN ve fiziksel karışımlarla karşılaştırıldığında çözünürlük iyileştirilmiştir. HPMCAS-L polimeri kullanılan SDDler, RTN’nin hızlı salımını sağlamıştır. Genel olarak, optimum RTN SDD elde edilmiştir ve sıcak eriyik ekstrüzyonu kullanılmasına rağmen, çeşitli ticari RTN formlarında kullanılan PVP-VA yerine HPMCAS-L kullanılmıştır.

Keywords

ritonavir , hpmcas-l , püskürterek kurutma , deneysel tasarım

Project Number

1059B192000617 (BIDEB 2219)

References

• AbbVie. (2017). Ritonavir (package insert). https:// www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/ label/2017/209512lbl.pdf, (accessed 18 March 2024). Aviara, N. A., Power, P. P., & Abbas, T. (2013). Moisture-dependent physical properties of Moringa oleifera seed relevant in bulk handling and mechanical processing. Industrial Crops and Products, 42, 96-104.