Magnetômetro de bombeamento óptico para avaliação de formas farmacêuticas sólidas - Silva, Mateus Padilha Pereira da [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A via oral é alvo de grande interesse da indústria farmacêutica, principalmente por ser a via mais utilizada na administração de fármacos, de melhor adesão pelo paciente e uma forma segura de administração. A formulação das formas farmacêuticas sólidas (FFS) são as mais utilizadas, assim, garantir a liberação adequada do fármaco é de suma importância. Nesse contexto, surge a necessidade de avaliar os parâmetros de FFS ao longo do trato gastrointestinal (TGI). Para esses estudos, a implementação de técnicas biomagnéticas têm se destacado ao longo dos anos. Entre as técnicas utilizadas, vale elencar a Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) - uma técnica versátil e não invasiva. Porém, para sua aplicação é necessário uma alta concentração de marcador magnético nas formulações (cerca de 50% da massa da FFS) o que pode influenciar em parâmetros farmacotécnicos. Por outo lado, os magnetômetros de bombeamento óptico (OPM) estão sendo propostos para uma vasta gama de aplicações, devido à sua sensibilidade. Esse trabalho busca desenvolver uma nova ferramenta para obter de maneira in vitro e in vivo via OPM, o tempo de desintegração de comprimidos (TDC) e o tempo de dissolução de revestimento (TDR), utilizando o mínimo possível de marcadores magnéticos na formulação das FFS. Foram realizados ensaios in vitro simulando o meio de dissolução do estômago e experimentos in vivo para obter e determinar o TDR e o TDC da FFS desenvolvida. Obteve-se in vitro o TDR e TDC das formulações 1 (F1), 2 (F2) e 3 (F3), de modo que a F1 utilizou-se de 50 mg de marcador magnético - esta sendo a nova FFS desenvolvida e utilizando 10 vezes menos marcador magnético do que em estudos farmacêuticos via BAC -, a F2 utilizou-se de 500 mg, e a F3 800 mg. Através dos resultados obteve-se o TDR (142,94 s, 167,21 s, 201,50 s) e TDC (67,21 s, 68,30 s, 84,50 s) das formulações 1, 2 e 3, respectivamente, demonstrando uma influência diretamente proporcional entre o marcador magnético utilizado e os processos tempo-dependentes analisados, também foi possível obter tais parâmetros nos experimentos in vivo. Dessa forma, o OPM se mostrou capaz de quantificar o TDR e TDC das FFS, e reduzir significativamente a quantidade de marcador magnético utilizado nas FFS in vitro, fornecendo resultados mais fidedignos e uma formulação muito mais próxima à comercial. O OPM apresentou excelentes resultados iniciais in vivo, porem novos ensaios devem ser realizados visando ainda mais minimizar a massa de material magnético empregada como traçador, devido a maior distância entre o sensor e a FFS localizada dentro do estômago dos voluntários, foi necessário aumentar a quantidade de traçador magnético. Apesar da boa performance do sensor OPM, novos arranjos e configurações devem ser avaliadas para futuros estudos de empregabilidade.

The oral route is of great interest to the pharmaceutical industry, primarily because it is the most widely used method for drug administration, offering better patient adherence and being a safe form of delivery. Solid oral dosage forms (SDF) are the most commonly used, and ensuring proper drug release is of utmost importance. In this context, there is a need to evaluate the parameters of SDFs throughout the gastrointestinal tract (GIT). For such studies, the implementation of biomagnetic techniques has gained prominence over the years. Among the techniques used, it is worth highlighting Alternating Current Biosusceptometry (ACB) — a versatile and non-invasive method. However, its application requires a high concentration of magnetic tracer in the formulations (around 50% of the SDF mass), which can influence pharmaceutical parameters. On the other hand, optically pumped magnetometers (OPM) have been proposed for a wide range of applications due to their high sensitivity. This study aims to develop a new tool to determine, both in vitro and in vivo using OPM, the tablet disintegration time (TDT) and coating dissolution time (CDT), using the lowest possible amount of magnetic tracers in the SDF formulations. In vitro tests simulating the stomach dissolution medium and in vivo experiments were conducted to determine the CDT and TDT of the developed SDF. The in vitro results obtained CDT and TDT for formulations 1 (F1), 2 (F2), and 3 (F3), where F1 used 50 mg of magnetic tracer — this being the new SDF developed, employing ten times less magnetic tracer compared to pharmaceutical studies using ACB —, F2 used 500 mg, and F3 used 800 mg. The results showed CDT (142.94 s, 167.21 s, 201.50 s) and TDT (67.21 s, 68.30 s, 84.50 s) for formulations 1, 2, and 3, respectively, demonstrating a directly proportional influence between the amount of magnetic tracer used and the time-dependent processes analyzed. These parameters were also successfully obtained in the in vivo experiments. Thus, the OPM proved capable of quantifying the CDT and TDT of SDFs while significantly reducing the amount of magnetic tracer used in vitro, providing more reliable results and a formulation much closer to commercial products. The OPM showed excellent preliminary in vivo results; however, further experiments are needed to further minimize the amount of magnetic tracer employed, since the greater distance between the sensor and the SDF located inside the volunteers' stomachs required an increased amount of tracer. Despite the good performance of the OPM sensor, new setups and configurations should be considered for future employability studies.
Optically pumped magnetometer for the evaluation of solid dosage forms
Keywords: Biomagnetismo; Magnetômetros de bombeamento óptico; Formas farmacêuticas sólidas