Enhanced solubility and dissolution profile of Poorly Water-Soluble Clotrimazole by Recrystallization/Cocrystallization methods
Date
2026-01-10
Authors
Ola Adel Mustafa Abu Jamal
علا عادل مصطفى ابو جمال
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds Univeersity
Abstract
Introduction:
Clotrimazole is a widely used antifungal agent classified as a Bio pharmaceutics Classification System (BCS) class II drug, characterized by poor aqueous solubility and consequently limited oral bioavailability. These physicochemical limitations restrict its potential for systemic administration despite its favourable therapeutic profile. The present study aims to enhance the solubility and dissolution behaviour
of clotrimazole through solid-state modification using recrystallization and Cocrystallization techniques.
Methodology and results:
Recrystallization was carried out using different organic solvents in an attempt to induce polymorphic transformation and improve solubility. However, the obtained recrystallized forms did not exhibit significant changes in melting point or aqueous solubility compared to the pure drug, and therefore this approach was deemed ineffective.
In contrast, Cocrystallization was performed using various pharmaceutically acceptable co-formers, including Fumaric acid, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol and Carbomer 940 , employing a mechanical grinding method with different solvents and molar ratios.
The prepared cocrystals were characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetrey (DSC), and melting point analysis to confirm cocrystal formation and investigate intermolecular interactions. Solubility studies were conducted using HPLC analysis. Several cocrystal formulations demonstrated reduced melting points and significantly enhanced aqueous solubility compared to pure clotrimazole, indicating successful modification of the solid-state properties.
In conclusion:
The findings of this study demonstrate that Cocrystallization is an effective and promising strategy for overcoming the solubility limitations of clotrimazole, whereas recrystallization showed no significant benefit. The improved
Solubility and dissolution behaviour observed for selected cocrystals highlight their Potential for the development of oral dosage forms with enhanced bioavailability and improved therapeutic performance.
يُعدّ الكلوتريمازول (Clotrimazole) من مضادات الفطريات واسعة الاستخدام، ويُصنَّف ضمن الفئة الثانية من نظام التصنيف الدوائي الحيوي (BCS)، حيث يتميّز بذائبية مائية منخفضة وتوافر حيوي فموي محدود، مما يقيّد استخدامه الجهازي على الرغم من فعاليته العلاجية الجيدة. هدفت هذه الدراسة إلى تحسين ذائبية الكلوتريمازول وسلوكه الذوباني من خلال تعديل حالته الصلبة باستخدام تقنيتي إعادة التبلور (Recrystallization) والتبلور المشترك (Cocrystallization) . المنهجية والنتائج: تمت محاولة تحسين الخصائص الفيزيائية للدواء عبر إعادة التبلور باستخدام عدة مذيبات عضوية بهدف إحداث تغيرات تعددية الشكل (Polymorphism)، إلا أنّ النتائج لم تُظهر أي تحسّن يُذكر في درجة الانصهار أو الذائبية المائية مقارنة بالمادة الفعالة الأصلية (Clotrimazole) ، مما أدى إلى استبعاد هذه الطريقة. في المقابل تم تحضير بلورات مشتركة للكلوتريمازول (Clotrimazole) باستخدام عدد من المرافِقات المقبولة صيدلانيًا (coformers )مثل حمض (,polyvinyl alcohol, Fumaric acid (Carbomer 940,polyvinyl pyrrolidone. وذلك باستخدام تقنية الطحن الميكانيكي وبنسب مولية ومذيبات مختلفة. جرت دراسة وتوصيف البلورات المشتركة الناتجة باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) والمسعر التفاضلي الماسح (DSC)، وقياسات درجة الانصهار لتأكيد تكوين البلورات المشتركة وتحديد طبيعة التفاعلات الجزيئية. كما أُجريت دراسات الذائبية باستخدام تقنية HPLC أظهرت العديد من البلورات المشتركة انخفاضًا ملحوظًا في درجات الانصهار وزيادة كبيرة في الذائبية المائية مقارنة بالكلوتريمازول النقي. الخاتمة: تُظهر نتائج هذه الدراسة أن التبلور المشتركCocrystallization يُعد استراتيجية فعّالة وواعدة لتحسين ذائبية الكلوتريمازول والتغلب على محدودية ذوبانه، في حين لم تحُقق تقنية إعادة التبلورrecrystallization فائدة ملموسة وتشير هذه النتائج إلى إمكانية الاستفادة من البلورات المشتركة المختارة في تطوير أشكال دوائية فموية ذات توافر حيوي أعلى وفعالية علاجية محسّنة.
يُعدّ الكلوتريمازول (Clotrimazole) من مضادات الفطريات واسعة الاستخدام، ويُصنَّف ضمن الفئة الثانية من نظام التصنيف الدوائي الحيوي (BCS)، حيث يتميّز بذائبية مائية منخفضة وتوافر حيوي فموي محدود، مما يقيّد استخدامه الجهازي على الرغم من فعاليته العلاجية الجيدة. هدفت هذه الدراسة إلى تحسين ذائبية الكلوتريمازول وسلوكه الذوباني من خلال تعديل حالته الصلبة باستخدام تقنيتي إعادة التبلور (Recrystallization) والتبلور المشترك (Cocrystallization) . المنهجية والنتائج: تمت محاولة تحسين الخصائص الفيزيائية للدواء عبر إعادة التبلور باستخدام عدة مذيبات عضوية بهدف إحداث تغيرات تعددية الشكل (Polymorphism)، إلا أنّ النتائج لم تُظهر أي تحسّن يُذكر في درجة الانصهار أو الذائبية المائية مقارنة بالمادة الفعالة الأصلية (Clotrimazole) ، مما أدى إلى استبعاد هذه الطريقة. في المقابل تم تحضير بلورات مشتركة للكلوتريمازول (Clotrimazole) باستخدام عدد من المرافِقات المقبولة صيدلانيًا (coformers )مثل حمض (,polyvinyl alcohol, Fumaric acid (Carbomer 940,polyvinyl pyrrolidone. وذلك باستخدام تقنية الطحن الميكانيكي وبنسب مولية ومذيبات مختلفة. جرت دراسة وتوصيف البلورات المشتركة الناتجة باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) والمسعر التفاضلي الماسح (DSC)، وقياسات درجة الانصهار لتأكيد تكوين البلورات المشتركة وتحديد طبيعة التفاعلات الجزيئية. كما أُجريت دراسات الذائبية باستخدام تقنية HPLC أظهرت العديد من البلورات المشتركة انخفاضًا ملحوظًا في درجات الانصهار وزيادة كبيرة في الذائبية المائية مقارنة بالكلوتريمازول النقي. الخاتمة: تُظهر نتائج هذه الدراسة أن التبلور المشتركCocrystallization يُعد استراتيجية فعّالة وواعدة لتحسين ذائبية الكلوتريمازول والتغلب على محدودية ذوبانه، في حين لم تحُقق تقنية إعادة التبلورrecrystallization فائدة ملموسة وتشير هذه النتائج إلى إمكانية الاستفادة من البلورات المشتركة المختارة في تطوير أشكال دوائية فموية ذات توافر حيوي أعلى وفعالية علاجية محسّنة.