Physicochemical Properties and In Vitro Dissolution of Orally Disintegrating Films Based on Polysaccharides: The Case of Acetaminophen
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Date
2025-04-08
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Publisher
Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Abstract
Due to advances in edible films based on polysaccharides that can carry an active pharmaceutical ingredient (API), these films now provide rapid and effective release upon consumption. These films provide an alternative to conventional drug delivery methods and are known as orally disintegrating films (ODFs). This study aimed to evaluate the capacity of an edible film composed of starch, chitosan, and maltodextrin to carry an API while maintaining its physicochemical and surface properties. Acetaminophen, a hydrophilic drug, was selected as the model API and incorporated into the edible film. The film achieved an API loading capacity of approximately 4.37 mg—comparable to the standard doses of certain hydrophilic drugs. Chemical analysis using vibrational spectroscopy revealed strong intermolecular interactions between the components. X-ray diffraction analysis confirmed these interactions through a decrease in crystallinity within the biopolymeric compounds, while the model API retained its structural ordering. However, water absorption values increased by approximately 90% in the edible film. Scanning electron microscopy images showed a homogeneous dispersion of the model API throughout the film, without aggregation, demonstrating that the film can effectively accommodate this drug concentration.
Description
Gracias a los avances en películas comestibles basadas en polisacáridos que pueden transportar un principio activo farmacéutico (API), estas películas proporcionan ahora una liberación rápida y eficaz tras el consumo. Estas películas constituyen una alternativa a los métodos convencionales de administración de fármacos y se conocen como películas de desintegración oral (ODF). El objetivo de este estudio era evaluar la capacidad de una película comestible compuesta de almidón, quitosano y maltodextrina para transportar un API manteniendo sus propiedades fisicoquímicas y de superficie. Se seleccionó el paracetamol, un fármaco hidrofílico, como API modelo y se incorporó a la película comestible. La película alcanzó una capacidad de carga de API de aproximadamente 4,37 mg, comparable a las dosis estándar de ciertos fármacos hidrofílicos. El análisis químico mediante espectroscopia vibracional reveló fuertes interacciones intermoleculares entre los componentes. El análisis de difracción de rayos X confirmó estas interacciones a través de una disminución de la cristalinidad dentro de los compuestos biopoliméricos, mientras que el API modelo conservó su ordenación estructural. Sin embargo, los valores de absorción de agua aumentaron aproximadamente un 90% en la película comestible. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido mostraron una dispersión homogénea del API modelo en toda la película, sin agregación, lo que demuestra que la película puede alojar eficazmente esta concentración de fármaco.
Keywords
orally disintegrating films, chitosan, starch, maltodextrin, thermal analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, mechanical properties
Citation
Caicedo, C., Ramírez Giraldo, N., Portilla, L., Saldaña, L., González-Pérez, G., & Fonseca García, A. (2025). Physicochemical Properties and In Vitro Dissolution of Orally Disintegrating Films Based on Polysaccharides: The Case of Acetaminophen. Applied Sciences (Switzerland), 15(8). https://doi.org/10.3390/app15084084