FORMULATION AND EVALUATION OF CHITOSAN BASED BUCCAL PATCH OF GRANISETRON HYDROCHLORIDE

FORMULATION AND EVALUATION OF CHITOSAN BASED BUCCAL PATCH OF GRANISETRON HYDROCHLORIDE

P.K. Khobragade*, P.K. Puranik, S.D. Pol, R.G. Palasakar and B.A. Patil

Pharmaceutics Department, Government College of Pharmacy, Vedant Road, Osmanpura Aurangabad- 431005, Maharashtra, India

ABSTRACT

Granisetron  hydrochloride  is  most  commonly  used  as  an  antiemetic  agent  in  treatment  associated  with  cancer  chemotherapy  induced  nausea  and  vomiting.  If  the  dosage  form  is  designed  in  sustain  release  it  provide  more  advantage  for  the  antiemetic  therapy.  The  purpose  of  this  research  was  to  study  mucoadhesive  buccal  patches  of  Granisetron  hydrochloride  using  the  bioadhesive  polymers  chitosan  and  sodium  alginate.  Patches  containing  chitosan  in  1.5%w/v  and  sodium  alginate  2%w/v  had  maximum  percentage  of  in  vitro  drug  release  and  ex  vivo  drug  permeation  upto  8  hr.  The  swelling  index  was  proportional  to  chitosan  and  sodium  alginate  content.  The  surface  pH  of  all  patches  was  found  to  be  satisfactory  (7.0  ±  1.5),  close  to  neutral  pH;  hence,  buccal  cavity  irritation  will  not  be  a  problem  with  these  patches.  The  mechanism  of  drug  release  was  found  to  be  Higuchi  (matrix).  The  formulation  F6  was  optimized  based  on  good  bioadhesive  strength  (326.96±0.99  N/M²)  and  sustained  in  vitro  drug  release  (95.81%  ±  3.21%  for  8  hr),  ex  vivo  permeation  (96.59%  ±  3.69%  for  8  hr).

Buccal patches, granisetron hydrochloride, chitosan, sodium alginate

INTRODUCTION: There  is  need  to  develop  a  dosage  form  that  bypasses  first  pass  metabolism and GI  degradation. Oral  cavity  provide  route  for the  administration of  therapeutic  agent  for  local  as  well as systemic delivery,  so  that  first  pass  metabolism  and  GI  degradation  can  be  avoided. The  buccal  route  was  chosen  because  of  its  good  accessibility,  robustness  of  epithelium, facile  removal  of the  dosage  form,  relatively  low enzymatic  activity  and  natural  clearance  mechanism for  elimination  of  the  drug from buccal area, satisfactory  patient  acceptance and avoiding the hepatic  first  pass metabolism ¹.

GRA.HCl  is  rapidly  absorbed  from  the  GIT,  but  later  it  is  subjected  to  extensive  first  pass  metabolism.  In  healthy  volunteer,  half-life of the drug  is  reported  to  be  about  3-4  hr.

Therefore,  current  GRA.HCl  treatment  generally  involve  oral  dose  of  1-2 mg,  one  hour  before  start  of  chemotherapy  treatment,  then 2  mg  daily  in  1-2  divided  doses  upto  4  days.  Also  a  single 3 mg IV  dose  of GRA  can  be  administered,  repeated  if  necessary with a  maximum daily  dose of 9  mg ^{2,  3}.  But there are some limitations  for  GRA.HCl  when  given  by  oral  route.

If patient started vomiting,  oral  route  cannot  be used and some alternative routes of administration  like parenteral, transdermal, rectal or buccal  administration  are  needed.  Amongst  all,  parenteral  require  skillful person as well as hospitalization.  When  we  consider rectal route, it take  lag  time  to  show  antiemetic  action and  is  quite unacceptable route  by  the  patient.

But  if  we  consider  buccal  route,  it  may  provide  advantages  of  other routes.

Literature  survey  indicated  that  GRA.HCl  can  be  a  good  candidate  for  the  buccal  drug  delivery  system  and  also  no  work  is  reported  for  the  development  and  evaluation  of  GRA.HCl  as  a  buccal  patch.  Hence,  we  tried  to  develop  buccal  drug  delivery  system  containing  GRA.HCl.  Being  a  non-toxic,  biocompatible  and  biodegradable  polymer,  chitosan  has  been widely  used  for  pharmaceutical  and medical  applications.  Chitosan  was  considered  as  a  good  bioadhesive  material  for  the  present  study ^{4, 5.}  Hence  development  of  buccal  patch  of  GRA.HCl  providing  immediate  onset  of  action  followed  by  sustained  release  of  drug  so  as  to  have  effective  antiemetic  therapy  for  longer  period  of  time  is  the  need  of   an  hour.

In  this  study  attempt  was  made  to  develop  a  GRA. HCl  buccal  patch  which  will  initially  release  drug  immediately  followed  by  prolonged  release,  thus  avoiding  presystemic  metabolism  and  overcoming  the  limitation  of oral  route.

MATERIALS  AND  METHODS

Materials: GRA.HCl, a gift sample from  Wockhardt  ltd.  Aurangabad.  Chitosan,  gift sample from V. Kumar and sons Aurangabad. Sodium alginate, propylene glycol  purchase from Dipa chemicals  Aurangabad.

Preparation of Buccal  Patches: The  mucoadhesive  buccal  patches were prepared  by solvent  casting  method in different concentration of chitosan as  given  in  Table 1.

TABLE 1: COMPOSITION OF BUCCAL PATCHES OF GRA.HCl

GRA HCl indicates granisetron hydrochloride; Na-alginate sodium alginate

The  polymeric  solution  of  chitosan  was  prepared  using  1.5%v/v  acetic  acid  in  distilled  water  with  occasional  stirring  for  48  hr.  The  resultant  viscous  chitosan  solution  was  filtered  through  nylon  gauze  to  remove  cell  debris  and  suspended  particles.  Propylene  glycol  was  added  as  a  plasticizer  under  constant  stirring.  The  resultant  solution  was  left  overnight  at  room  temperature  to  ensure  clear  bubble  free  solution.

Then  the  solution  was  poured  into  the  mould.  The  amount  of  drug  required  in  the  mould  was  calculated.  The  amount  of  the  drug  required  in  the  mould  is  mainly  depends  on  the  surface area  of  the  mould ^{6, 7}. The  mould  was  kept  at  level  position  and  covered  by inverted funnel to controlled  evaporation  of  the  solvent  at  room  temperature  till  dried flexible  patch  was  formed.  Dried  patch  was  carefully  removed,  checked  for  any  imperfection  and  air  bubble  and  cut  into  patch  of  1cm². The  patch  containing  GRA.HCl  was  packed  in  aluminium  foil  and  stored  in  air  tight  container  to  maintain  integrity  and  elasticity  of  the  patch.   

Evaluation  of  Factorial  Batches  ^{8, 9}:

Uniformity  in  weight: Uniformity  in  weight  of  patch  was  determined by taking  weight of six patches  from  every batch and weighed individually on weighing  balance.

Thickness: The  thickness  of  three  randomly  selected  buccal  patches  from every  batch  was  determined  using  a  digital  vernier  calliper (STAINLESS HARDEND).

Surface  pH  study: A  combined  glass  electrode  was  used  for  this  purpose.  The  buccal  patch  was  allowed  to  swell  by  keeping  it  in  contact  with  1ml  of  distilled  water  for  1 hr  at  room  temperature.  The  pH  was  measured  by  bringing  the  electrode  in  contact  with  the  surface  of  the  patch  and  allowing  it  to  equilibrate  for  1min.  The  experiment  was  performed  in  triplicate,  and  average  values  were  reported.

Content  uniformity: Drug  content  uniformity  was  determined by dissolving  the  buccal  patch  from  each  batch by homogenization in 100ml of a  phosphate  buffer  (pH  6.8)  for  6 hr under  occasional  shaking. 5ml solution was taken  and  diluted with  phosphate  buffer pH 6.8 up to  20ml and the  resulting  solution was  filtered  through  a  0.45µm  syringe  filter. The drug content  was  then  determined  after  proper dilution at 302nm using a UV Spectro-photometer.

Folding  endurance: Folding  endurance  of  the  patch  was  determined  by  repeatedly  folding  one  patch  at  the  same  place  till  it  breaks  or  folded  upto  300  times  manually.  The  number  of times of  patch  could  be  folded  at  the  same  place  without  breaking  gave  the  value  of  the  folding  endurance.  This  test  was  done  on  randomly  selected  three  patches  from  each  batch.

Swelling  index  study: A  patch  from  every  batch  was  weighed  on  a  preweighed  cover  slip.  It  was  kept  in  a  petridish and  10ml  of  phosphate  buffer,  pH  6.8  was  added.  After  1  hr,  the  cover  slip  was  removed  and  weighed.  The difference in  the  weights  gives  the weight increase due  to  absorption  of  water  and  swelling  of  patch.

%  S  =  (Xt  –  Xo  /  Xo)  ×  100

Where,  Xt  is  the  weight  or area of the swollen  patch  after  time t and Xo  is  the  original  patch  weight  or  area  at  zero  time.

Determination of  in  vitro  Residence  Time: The  in  vitro  residence  time  was  determined  using  a  USP  disintegration  apparatus.  The  disintegration  medium  was  composed  of  800ml   pH  6.8  PB  maintained  at  37 ± 0.5°C. A goat buccal mucosa was vertically  attached  to  the  apparatus.  The  mucoadhesive  patch  was  hydrated  from  one  surface  using  15μl  pH  6.8  PB  and  then  the  hydrated  surface  was  brought  into  contact  with  the  mucosal  membrane.

The  glass  slab  was  vertically  fixed  to the  apparatus  and  allowed  to  move  up  and  down  so  that  the  patch  was  completely  immersed  in  the  buffer  solution  at  the  lowest  point  and  was  out  at  the  highest  point.  The  time  necessary  for  complete  erosion  or  detachment  of  the  patch  of  each  batch  from  the  mucosal  surface  was  recorded.

Measurement  of  Mucoadhesive  Strength: Fresh  goat  buccal  mucosa  was  obtained  from  a  local  slaughter  house  and  used  within  2  hr  of  slaughter.  The  mucosal  membrane  was  separated  by  removing  the  underlying  fat  and  loose  tissues. The  membrane  was  washed  with  distilled  water  and  then  with  pH  6.8  PB  as  moistening  fluid.  Briefly,  buccal mucosa  section  was  fixed  on the plane  surface  of  glass  slide  attached  (with  adhesive  tape)  to  bottom  of  smaller  beaker,  kept  inverted  in  500ml  beaker  attached  to  the  bigger  beaker.  Phosphate buffer  pH  6.8  was  added  to  the  beaker  up  to  the  upper  surface  of  inverted  beaker  with  buccal  mucosa. The buccal  patch  was  stuck  to  the  lower  side  of  the  upper  clamp  with  cyanoacrylate  adhesive.

The exposed  patch  surface  was  moistened  with  15μl  of  pH  6.8  PB  and  left  for  30s  for  initial  hydration  and  swelling.  Then  the  platform  was  slowly  raised  until  the  patch  surface  came  in  contact  with  mucosa.  Two  sides  of  the  balance  were  made  equal  before  study.  After  a  preload  (50g) time of 2min, water was added to the  polypropylene  bottle  present  in  another  arm,  until  the  patch  was  detached  from  the  buccal  mucosa.  The  water  collected  in  the  bottle  was  measured  and  expressed  as  weight  (g)  required  for  the  detachment.  The  force  measurement  was  repeated  3  times  for  each  formulation.  The  following  parameters  were  calculated  from  the  bioadhesive  strength:

Force  of  adhesion  (N)  =

(Bioadhesive  strength  (g)  ×  9.81)/1000

Bond  strength  (Nm^–2)  =

Force  of  adhesion  /  Disk  surface  area

Moisture  absorption  study: The  moisture  absorption  study  gives  an  indication about  the relative  moisture  absorption capacities of polymers and an idea  whether  the formulation maintains its integrity after absorption  of moisture, 5%w/v agar in distilled water, in hot  condition, was transferred into petri plates and  it  was allowed to solidify. Six patches of each  formulation were selected  and  weighed.  The  patches  were  placed  in  desiccator  overnight  prior  to  the  study  to  remove  moisture if any  and laminated  on  one side with water impermeable backing membrane. They  were placed on the  surface of the  agar and  incubated  at  37^oC  for  1  hr  in  incubator.  The  patches  were  removed  and  weighed  again.  The  percentage  of  moisture  absorbed  can  be  calculated  using  the  formula:

% Moisture  absorbed  =

Final  weight  -  Initial  weight/  Initial weight  ×  100

Surface Study of the Patch: Surface  of  the  patch  was  studied  by  optical  microscopy  with  digital  camera  (Olympus).

Ex  vivo  Buccal  Permeation  study: The  test  was  carried  out  using  goat  buccal  mucosa.  The  buccal  epithelium  was  used  within  2 hr  upon  removal.  The  Keshary  chain  diffusion  cell was  used  to  permeation  studies, it consists of  two compartments, one is  donor compartment and another is receptor compartment. The assembly of  diffusion  study  is  shown  in  Fig. 1.

FIG. 1:  ASSEMBLY  OF  DIFFUSION  CELL

The  receptor compartment  was  covered  with  water  jacket  to  maintain  temperature  37^oC.  The  receptor  chamber  was  filled  with  pH  6.8  PB  and  buccal  epithelium  was mounted  over  it.  Buccal  mucosa  was  allowed  to stabilize  for  the  period  of  1  hr.  After  stabilization, patch  was  kept on epithelium  and  periodically  (for  8  hr)  samples  were  withdrawn  and  maintained  sink  condition. The  aliquot  were  analyzed  spectrophotometrically  at  302nm. The  drug  permeation  was  correlated  with  cumulative  drug  released.

In  vitro  Release Study: The USP dissolution  apparatus  2  (paddle) was used  to  study  the  drug  release  from  buccal patches. The dissolution medium  consisted  of  500ml  of  pH  6.8  PB.  The  release  was  performed  at  37 ± 0.5°C,  at  a  rotation  speed  of  50rpm.  One  side  of  the  buccal  patch  was  attached  to  a  glass  disk  with  instant  adhesive  (cyanoacrylate).  The  disk  was  put  in  the  bottom  of  the  dissolution  vessel  so  that  the  patch  remained  on  the  upper  side  of  the  disk.  Samples  (5ml)  were  withdrawn  by  using  calibrated  pipette  at  pre-determined  time  (1  hr)  intervals  and  replaced  with  fresh  medium.  The  samples  were  filtered  through  0.45μm  syringe  filter  with  appropriate  dilutions  with  pH  6.8  PB  and  were  assayed  spectrophotometrically  at  302nm.

Kinetics  of  drug  release:  Curve  fitting  and  model  fitting: The  dissolution  profile  of  all  the  batches  were  fitted  to  various  mathematical  models  for  describing  the release mechanism  for buccal  patches;  Kosmeyer-Peppas,  zero  order  and  Higuchi release  model to ascertain  the  kinetic  modelling of drug  release  by  using  a (PCP Disso  V  2.08)  software and  the  model  with  the higher correlation coefficient  was  considered  to  be  the  best  fit  model.

Statistical  Analysis: A 3² full factorial design was  selected and  2 factors were evaluated  at 3 levels, respectively. The statistical treatment and inter-pretation of data was done by  Stat Ease Design  expert  8.05  software. The analysis of variance (ANOVA) was  calculated.  The  data were subjected to 3D  response  surface methodology to study the interaction of independent  variables.

RESULTS  AND  DISCUSSION: Chitosan and Na-alginate  were  selected  as  the  bioadhesive  polymers  because  of  their  excellent  bioadhesive  properties.

In the preparation of the patch concentration,  plasticizer  play  an  important role in flexibility and  formation of  the patch. Propylene  glycol  is  used  as  a  plasticizer.  Hence,  from  the  result  given  in  Table  2.

At  room  temperature  patches  were  formed  but  this  procedure  required  2-3  days.  So  drying  of  the  patch  was  carried  out  in  the  hot  air oven  at  40^oC.  Time is  important  factor  for  formation  of  the  patch.  The  optimization  of  drying  time  is  shown  in  Table  3.

If  the  patch  was  dried  for  less  than  8  hr  then  it  contained  some  amount  of  moisture  that  looses  physical  properties  of  the  patch  and  if  patch  was  over  heated  then  patch  loses  its  integrity,  breaks  easily.  Hence  at  8  hr  drying,  patch  was  found  with  optimized  moisture  and good  physical  properties. The  various  parameters  of  prepared  patches  were  evaluated as per prescribed method. Evaluation  parameters  are  shown  in  Table  4.

TABLE  2:  OPTIMIZATION  OF  PLASTICIZER

5%v/v  plasticizer  showed  optimizes  patch  physical  properties  i.e.  patch  with  good  flexibility.

TABLE  3:  OPTIMIZATION  OF  DRYING  TIME AT 40^oC

TABLE 4:  EVALUATION  PARAMETER  OF  FORMULATION

The  average  weight  of  buccal  patches  (F1  to  F9)  was  determined.  Result  indicated  that  there  was  good  uniformity  of  weight  in  patch.  The  average  weight  of  patches  (F1  –  F9)  were  found  to  be  28.93±0.901  mg,  32.76±0.802  mg,  37.16±0.939  mg,  32.89±0.912  mg,  45.005±0.835  mg,  45.90±0.877  mg,  36.08±0.723  mg,  44.3±0.593  mg,  55.35±0.559  mg.  The  surface  pH  of  buccal  patches  was  found  within  the  range.  The  pH of  patch  was  found  to  be  in  the  range  of  5.5  to  6.5.  Folding of the  patches  was  done  for  about  more than 300 times  at  same  point. There was no  breaking  of  the  patch  found.

The  swelling  index  of  all  patches  were  good.  From  the  study;  it  was  observed that the rate of swelling has direct correlation with amount of chitosan  present Sodium  alginate  polymer  is  hydrophilic  in  nature, due  to  this  patches  detaches  from  the  mucosa. Among  the  all  formulation  F5 shows highest mucoadhesion time. Concentration of mucoadhesive polymer increased there was increase in mucoadhesive  strength of the  patch. But due  to  presence  of  the  hydrophilic  polymer  the  mucoadhesive  strength  set  decreased. The F7 formulation showed highest  mucoadhesive  strength  380.976NM^-2.  Surface study of the patches showed  that  there  are  the  uniformity  in  thickness  within  a  patch  and  there  were  no  air  entrapment  in  the patch.   Surface  study  showed  in  the  Fig. 2.

FIG.  2: SURFACE PROPERTIES  OF  FACTORIAL  BUCCAL  PATCHES

Ex  vivo  permeation  through  the  goat  buccal  mucosa,  F6  batch  showed  drug  release  upto  96.59%.  F1  to  F3  showed  maximum  drug  release  at  7  hr.  F4  to  F9  exhibited  drug  release  upto  8  hr.  As  the  concentration  of  the  chitosan  increases  the  drug  release  also get  retarded.  As  the  concentration  of  the  hydrophilic  polymer  that  is  sodium  alginate  was  increased  there  is  increase  in  the  drug  release.  F9  batch however shows decrease in  the  permeation.

This may  be  attributed  to  the  fact  that  increase  in  hydrophilic  polymer  conc. i.e. sodium alginate,  because  of  its  low  bioadhesive  properties  may  get  detached  from  the  mucosal  surface  and  results  in  less  permeation  in addition  to the fact  that  increase  in chitosan  concentration causes increase in swelling and viscosity resulting in increase in tortuosity. Graphical  representation of ex vivo permeation studies are  shown  in  Fig.  3,  Fig.  4,  Fig.  5.

FIG. 3:  EX  VIVO  DRUG  RELEASE  OF  FORMULATION  F1,  F2,  F3

FIG.  4:  EX  VIVO  DRUG  RELEASE OF  FORMULATION  F4,  F5,  F6

FIG.  5:  EX  VIVO  DRUG  RELEASE  OF  FORMULATION  F7,  F8,  F9

It  was  found  that  during  dissolution  there  is  sudden  release  of  drug  maximum  upto  30%  in  1  hr.  This  is  due  to  the  fact  that  the  drug  is  hydrophilic  in  nature  as  well  as  highly  soluble  in  dissolution  medium.

If  the  amount  of  polymer  is  increased  in  order  to  prevent  sudden  release  of  drug  in  first  hour.  The  F3  have  shown maximum  drug  release  in  first  hour.  Increased in the concentration of the chitosan,  release  of  the  drug  get  retarded  due  to  high  polymeric  content.  But  as  the  concentration  of  the  sodium  alginate  which  is  hydrophilic  in  nature  increases,  it  enhanced  the  drug  release.

F1  shows  drug  release  upto  91.61%  in 7 hr  and  this  may  be  due to  less concentration  of chitosan present  in  patch. F2 showed drug  release up to 92.21% and F3  have shown  drug release  upto  94.81%  in 7 hr.  These  increased  in  cumulative  drug  release  may  take place due to  increase  in  the  concentration of hydrophilic polymer, sodium  alginate. F4,  F5 and  F6  formulation showed drug release 91.62%,  93.65%  and  95.81%  in  8  hr  respectively.

F7,  F8  and  F9  showed drug  release  83.01%,  88.21%,  and  91.01%  in  8 hr respectively. These  decreased  in  drug  release is due  to  increased  thickness  of  the  gel  layer formed by mucoadhesive polymer, chitosan  with  increase path length and tortuosity.

The gel layer is  formed on  contact  with  dissolution medium  which  lead  to retardation  of  drug  from  the  patch. The  T_50%  value  for  F1  to  F9  lies  in  between  3  to  5  hr.  In  vitro  drug  release studies  are  shown  in  Fig.  6,  Fig.  7,  and  Fig.  8 .

The  various  kinetic  models  were  applied  as  stated  earlier  in  order  to  interpret  the  drug  release  pattern.  The  kinetics  models  followed  by  all  formulation  from  F1  to  F9  are  shown  in  Table 5.

FIG.  6:  DRUG  RELEASE  PROFILE  OF  F1  TO  F3

FIG.  7:  DRUG  RELEASE  PROFILE  OF  F4  TO  F6

FIG. 8:  DRUG  RELEASE  PROFILE  OF  F7  TO  F9

TABLE 5 : DISSOLUTION MODELS

The  results  indicate  that all the formulation  followed  Matrix  (Higuchi) model. According  to  this  model  the  drug release is directly proportional to the square  root  of  time. The n value for all  formulation was  found to close  to  0.5. In  vitro  studies  were performed to get idea about  the  drug release from the dosage form in the physiological condition and kinetics of drug release. Depending upon the drug release from the dosage form, one  can  predict  the in  vivo drug release from the same dosage form. Various parameters of Kosmeyer Peppas are  shown  in Table 6.

TABLE 6:  PARAMETERS FOR KOSMEYER PEPPAS EQUATION

The  3²  full  factorial  designs  was  applied  to  study  the  effect  of independent  variables such  as chitosan  %  (X1) and sodium alginate % (X2) on dependent  variables such as mucoadhesion strength, Muco-adhesion time and  % drug  release  at  8h.  The  response  data was analysed  by  using Stat Ease  Design  Expert  8.0.5  software. This  gives  statistical  analysis  of  data. The  summary  of  statistical  design  and  summary  of  response  are  given  in  Table 7 and    8.  The  result  of  statistical  data  is  reported  in  Table  9.

TABLE 7:  SUMMARY  OF  STATISTICAL  DESIGN

TABLE 8:  SUMMARY RESPONSES

TABLE 9:  ANOVA  STUDY-P-VALUE

The  response  surface  method  shows  the  interaction  plot  of  independent  variables.  The  response  surface  plots  for  Y1,  Y2  Y3  are  shown  in  Fig.  9,  10 and 11 respectively.

FIG. 9: RESPONSE  SURFACE  PLOT OF  MUCOADHESIVE  STRENGTH

FIG.  10: RESPONSE  SURFACE  PLOT  OF  %  DRUG  RELEASE  AT  8  hr

FIG:  11:  RESPONSE  SURFACE  PLOT  OF  MUCOADHESION  TIME

The  effect  of  interaction  of  these  independent  factors  on  the  drug  release  at  various  intervals  can  be  studied  using  the  result  of  statistical  analysis Fig.  9,  10 and 11  represent  the  response  surface plots. The mucoadhesive strength was increased  with  increasing  amount  of  the  chitosan.

Chitosan  base  has  good  bioadhesion  properties  in  appropriate  concentration,  and  good  bond  strength  forming  capacity  with  mucin. But  as  the  concentration  of  sodium  alginate  increases,  the  bioadhesive  strength  was  found  very  less,  may  be  due  to  hydrophilic  natures  which  loosen  the  bond  strength  with  mucosal  area.

So  patch  might  be  detached  as  it  absorbs  water  molecule.  Fig.  10  shows  drug  release  in  8h.  is  decreases  as  the  amount  of  the  chitosan  increases.  Sodium  alginate  was  used  to  increases  the  drug  release  from  the  patch.  An  optimum  amount  of  the  hydrophilic  chitosan  and  sodium  alginate  in  F6  shows  highest  drug  release  at  8h.

Fig. 11  shows  the  response  of  the  mucoadhesion  residence  time  in  hours  in  that  case  as  the  concentration  of  the  chitosan  increases  with  increase  in  time  but  due  to  the  hydrophilic  polymer  i.e  sodium  alginate  which  help  to  detach  the  patch  from  mucosa.  The  correlation  coefficients  of all the three responses were found to be  significant.

CONCLUSION: The objective of work was to  formulate buccal patches of GRA.HCl using combination of hydrophobic and hydrophilic polymer such as  chitosan  and  sodium  alginate  respectively. The mucoadhesive patch  formulation  itself is a critical process  hence, it requires  optimization  at  various  stages.  First  stage  was  the  simple  formation  of  the  chitosan  film.  This  study  reveals  that  the  chitosan  has  good  patch  forming properties with varying  amount.

A  systematic  study  using  3²  factorial  designs  was  applied  to  optimize  the  formulation.  The  study  revealed  that  the  amount  of  chitosan  and  sodium  alginate  has  significant  effect  on  mucoadhesive  properties  such  as  swelling  index,  mucoadhesive  strength,  and  mucoadhesion  time  and  release  characteristics  of  the  drug.

In  vitro  cumulative  %  drug release of formulation  F6 was found to be 95.81% upto 8 hr. The  mucoadhesive strength was found to be 326.96N/M².  Ex  vivo  release  study  showed  96.59%  drug  release.  The  dissolution  study  indicates  release  of  the  drug  by  following  Higuchi  model.

Swelling  index  was  found  to  be  79.16%.  The  mucoadhesion  strength  was  found  to  be  3.21  hr  and  % moisture absorption was found to  be  167.35%.  Response  surface  methodology  study was carried  out  for  mucoadhesion  time,  strength  and in  vitro  drug  release.

It  was  found that the composition of hydrophilic  and hydrophobic polymer concentration plays a very  important role in various buccal patch  evaluation  parameters because of their mucoadhesive and  release  controlling  properties.

Thus,  GRA.HCl  buccal  patches  releasing  drug  upto  8  hr  can  be  successfully  formulated  which  can  be  comfortably  used  by  the  patients  with  improved  bioavailability  with  sustained  release  characteristics.  However  there  is  need  for  further  in  vivo  and  stability  studies.

ACKNOWLEDGEMENTS: Authors are acknowledged  to  the Principal, Government College of Pharmacy,  Aurangabad and AICTE, New Delhi, for financial  assistance.

  REFERENCES:

1. Das  R,  Ali  KA,  Bandopadhyay  AK.  Mucoadhesion  and mucoadhesive  tablets-a  review.  International  Journal of  Pharmaceutical Science Technology.  2011; 6(1): 64-115.
2. http://www.drugbank.ca/drugs/DB00889
3. British Pharmacopoeia. British Pharmacopoeia  commission  office. The department of health,  Great  Britain.  London.  2009: 2846 -2851.
4. Rowe  RC,  Sheskey  PJ.  Handbook  of  excipient.  Sixth  edition.  Pharmaceutical  press. 2009 :159 -161.
5. Punitha  S, Girish  Y.  Polymers  in  mucoadhesive  buccal  drug delivery  system – A review.  International Journal of Research and  Pharmaceutical  Science.  2010; 1(2):170-186.
6. Morales JO, McConville JT. Manufacture and  characterization  of  mucoadhesive  buccal  films. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmapeutics.  2011;77:187–199.
7. Bazigha  K.  Rasool  A.  In  vitro  evaluation  of  miconazole mucoadhesive buccal films.  International Journal  of  Applied  Pharmaceutics.  2010; 2(4): 23-26.
8. Parmar  HG,  Jain  JJ,  Patel  TK,  Patel  VM.  Buccal  patch:  a  technical  note.  International Journal of  Pharmaceutical  Science:  Review and Research.  2010; 4(3):178-182
9. Mujoriya  R,  Dhahmade  K.  A  Review  on  study  of  buccal  drug  delivery  system.  Innovative  Systemic  Disease  and  Engineering.  2(3):1-13.
   

   ---

   How to cite this article:

   Khobragade PK, Puranik PK, Pol SD, Palasakar RG and Patil BA: Formulation and Evaluation of Chitosan based Buccal Patch of Granisetron Hydrochloride.Int J Pharm Sci Res. 2013; 4(2); 706-716.

   ---