Effects of Various Adjuvants on the Physicochemical Characteristics of the Methyl Salicylate/Tween ® 20-isopropyl Alcohol/Water System

Abstract

The aim of this study was to investigate the use of methyl salicylate, the oily active substance, as oil phase in microemulsion preparation. The effects of types of adjuvants in the oil phase as well as their amounts on the phase behaviors and the physicochemical properties of the prepared formulations were also observed. In addition, the possibility of loading indomethacin into the investigated systems was also investigated. The pseudoternary phase diagram of methyl salicylate/Tween 20-IPA(1:1)/water system was first constructed as control. Then, other systems using methyl salicylate as oil phase in the presence of the studied adjuvants were investigated to illustrate their phase behaviors. Adjuvants in this study were eugenol, menthol, Plai oil, oleic acid, isopropyl palmitate, and isopropyl myristate. Each adjuvant was incorporated at three different weight ratios of methyl salicylate to adjuvantvarying as 3:1, 2:1, 1:1. The pseudoternary phase diagram results showed that incorporation of menthol remarkably reduced the single phase area. Afterwards the formulations composed of 15% oil phase in the presence and absence of adjuvants, 35% water, and 50% the Tween 20-IPA (1:1) mixture were prepared and characterized. The effect of types of adjuvants and their amounts on the physicochemical properties of the prepared formulations varied considerably from adjuvant to adjuvant. All prepared formulations were o/w microemulsions. They were isotropic transparent homogenous liquid mixtures with the nano-size particle droplets and narrow size distribution. They were of low viscosity with Newtonian flow. After long term stability for one year, the methyl salicylate microemulsion and the systems whose oil phases were composed of menthol, isopropyl palmitate or isopropyl myristate at the methyl salicylate-adjuvant weight ratios of 3:1 and 2:1 exhibited good physical stability without phase separation and precipitation. Colour remained unchanged. Indomethacin at the concentration of 0.75% was incorporated into the systems. All indomethacin-loaded methyl salicylate microemulsions in the presence and absence of proper adjuvants were transparent homogenous yellowish liquids with low viscosity values. They were still o/w microemulsions. They showed lower pH values in comparison with their indomethacin-free counterparts. After storage at ambient temperature for six months, the indomethacin-loaded methyl salicylate microemulsion whose oil phase was composed of menthol as adjuvant at the methyl salicylateadjuvant weight ratios of 3:1 showed good stability.

งานวิจัยนี้เป็นงานด้านวิทยาศาสตร์ ประยุกต์ที่ดําเนินการวิจัยโดยการทดลองในห้องปฏิบัติการมีวัตถุประสงค์การวิจัยเพื่อศึกษาการใช้สารเมทิลซาลิไซเลตเป็นวัฏภาคนํ้ามันในการเตรียมไมโครอิมัลชันและศึกษาถึงผลของชนิดและปริมาณสารเสริมที่เติมลงในวัฏภาคน้ำมันของระบบซึ่งประกอบด้วยเมทิลซาลิไซเลต/ทวีน 20-ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์/น้ำต่อการเกิดพฤติกรรมระบบวัฏภาคเดี่ยวในแผนภาพไตรภาคเทียมและผลที่มีต่อคุณลักษณะทางกายภาพเคมีของตํารับไมโครอิมัลชันที่เตรียมขึ้นนอกจากนี้ยังศึกษาถึงความเป็ นไปได้ในการบรรจุยาอินโดเมทาซินซึ่งเป็นแก้อักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (NSAIDs) ลงไปในระบบวัฏภาคเดี่ยวที่เลือกเตรียมขึ้นสารเสริมที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ ยูจีนอล เมนทอล น้ำมันไพล กรดโอเลอิก ไอโซพรอพริลปาลมิเทตและไอโซพรอพริลมัยริสเทต ปริมาณเมทิลซาลิไซเลตที่ใช้ในการศึกษาคิดเป็นอัตราส่วนต่อสารเสริมเท่ากับ 1:1, 2:1และ 3:1 ผลจากการวิจัยพบว่าเมทิลซาลิไซเลตสามารถใช้เป็นวัฏภาคน้ำมันในการเตรียมเมทิลซาลิไซเลตไมโครอิมัลชันจากการศึกษาการสร้างแผนภาพไตรภาคเทียมพบว่าสารเสริมเมนทอลมีผลลดขนาดระบบวัฏภาคเดี่ยวในแผนภาพไตรภาคเทียมอย่างชัดเจนจากผลในแผนภาพไตรภาคเทียมทําให้ได้ความเข้มข้นของส่วนประกอบในการเตรี ยมระบบวัฏภาคเดี่ยว (ไมโครอิมัลชัน) ซึ่งประกอบด้วยวัฏภาคน้ำมัน 15% วัฏภาคน้ำ 35% และ 50% สารละลายผสมระหว่างทวีน 20-ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์จากการศึกษาคุณลักษณะทางกายภาพเคมีของระบบวัฏภาคเดี่ยวที่เตรียมขึ้นพบว่า ทุกระบบวัฏภาคเดี่ยวที่เตรียมได้ทั้งตํารับที่มีสารเสริมและไม่มีสารเสริมเป็นไมโครอิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ มีลักษณะเป็นของเหลวใส ความหนืดต่ำ มีรูปแบบการไหลแบบนิวโตเนียน วัฏภาคภายในมีขนาดเล็ก มีการกระจายขนาดอนุภาคต่ำ ภายหลังการเก็บรักษาในอุณหภูมิแวดล้อมปกติเป็ นเวลานาน 1 ปี พบว่า ตํารับเมทิลซาลิไซเลตไมโครอิมัลชันทั้งในกรณีที่ไม่มีสารเสริมและในตํารับที่มีสารเสริมเมนทอลไอโซพรอพริลปาลมิเทตและไอโซพรอพริลมัยริสเทตที่อัตราส่วนเมทิลซาลิไซเลตต่อสารเสริมเท่ากับ 2:1และ 3:1 เป็ นตํารับที่มีความคงตัวดีทางกายภาพ ไม่เกิดการเปลี่ยนสีเมื่อสังเกตด้วยตาเปล่า ไม่เกิดการแยกชั้นและไม่มีตะกอนเมื่อนํามาบรรจุยาอินโดเมทาซินที่ระดับความเข้มข้น 0.75% พบว่าตํารับที่เตรียมได้มีลักษณะเป็นของเหลวใสสีอมเหลือง มีความหนืดตํ่า เป็ นไมโครอิมัลชันชนิดนํ้ามันในน้ำ ค่าพีเอชต่ำลงเมื่อเปรียบเทียบกับตํารับที่ไม่มีการบรรจุยาอินโดเมทาซิน ภายหลังการเก็บรักษาในอุณหภูมิแวดล้อมปกติเป็ นเวลานาน 6 เดือน พบว่า อินโดเมทาซิน-เมทิลซาลิไซเลตไมโครอิมัลชันในตํารับที่มีสารเสริมเมนทอลที่อัตราส่วนเมทิลซาลิไซเลตต่อสารเสริมเท่ากับ 3:1 เป็นตํารับที่มีความคงตัวดี