Oral Bioavailability and Pharmacokinetics of Zaltoprofen and Its Salt in Rats

Abstract

Zaltoprofen, (±)-2-(10,11-dihydro-10-oxodibenzo [b, f] thiepin-2-yl)propionic acid is an anti-inflammatory NSAIDs used in the treatment of rheumatoid arthritis(RA), osteoarthritis and other chronic inflammatory pain conditions. Zaltoprofen is freely soluble in acetone and chloroform, soluble in methanol, but practically insoluble in water and cyclohexene. However, zaltoprofen·Na is soluble in both water and methanol. The present study was performed to investigate if zaltoprofen·Na salt form would exhibit improved pharmacokinetic characteristics compared with zaltoprofen free acid form. In this study, a column switching high performance liquid chromatography (HPLC) was used and validated for the determination of zaltoprofen in rat plasma. The column switching system consisted of three columns; pre-column (Capcell Pak mixed-function(MF) ph-1, 4.6 mm × 50 mm, 5 μm (Shiseido, Tokyo, Japan)), trap column (Capcell Pak C_(18), 2.0 mm × 35 mm, 5 μm (Shiseido, Tokyo, Japan)), and main analytical column (Capcell Pak C_(18) column, 1,5 mm × 150 mm, 5 μm (Shiseido, Tokyo, Japan)). The mobile phase A was a mixture of acetonitrile and 10 mM phosphate buffer (pH 6.8) (12:88, v/v) at a flow-rate of 500 μL min-1. The mobile phase B was a mixture of acetonitrile and 10 mM phosphate buffer (pH 6.8) (35:65, v/v) at a flow-rate of 90 μL min^(-1). The effluent was detected at 250 nm using a UV-detector. The pre- and analytical column was set at 40℃ and trap column was set at a room temperature. The autosampler rack was maintained at 4℃ and injection volume was 40 μL. Each plasma sample obtained from rats was added to 50 μL mobile phase A and mixed by vortexing for 1 min. This mixture was then centrifuged at 1000 g for 15 min at 4℃ and the 40 μL of the supernatant was injected into the column switching HPLC system. A 5 mg of zaltoprofen and a 5.4 mg of zaltoprofen·Na (as a 5 mg of zaltoprofen) were filled into mini-capsules, respectively. The drug-filled capsule was then administered to rats orally without or with water. The area under the plasma concentration-time curve from 0 hr to infinity (AUC0_(o-∝) and the elimination half-life (t₁/₂) of zaltoprofen following an oral administration of zaltoprofen·Na capsule were significantly greater than those of zaltoprofen free acid in the absence of water (p < 0.05) due to, at least in part, the decreased systemic clearance (Cl_(t)). After the oral administration of zaltoprofen×Na capsule with water, the time required to reach C_(max) (T_(max_) was significantly decreased (p <0.05) and the maximum plasma drug concentration (C_(max)) was increased approximately 1.5-fold as compared with zaltoprofen free acid. In conclusion, the column switching HPLC method validated in the present investigation was successfully applied to determine zaltoprofen in rat plasma following an oral administration of zaltoprofen·Na capsule or zaltoprofen free acid capsule with or without water. Zaltoprofen×Na was rapidly absorbed with higher C_(max) compared with zaltoprofen free acid in the presence of water.;잘토프로펜, ((±)-2-(10,11-dihydro-10-oxodibenzo [b, f] thiepin-2-yl)propionic acid)은 류마티즘, 골관절염 등 만성적인 염증성 질환에 쓰이는 항염증성의 NSAIDs 약물이다. 잘토프로펜은 아세톤, 클로르포름에 잘 녹고, 메탄올에도 녹지만 물과 사이클로헥산에는 잘 녹지 않는다 그러나, 잘토프로펜 나트륨은 물과 메탄올에 모두 녹는다. 본 연구에서는 잘토프로펜과 잘토프로펜 나트륨염의 약물동태학적 특성에 관하여 조사하였다. 쥐의 혈장 내에서 잘토프로펜을 정량적으로 검출하기 위해서 column switching high performance liquid chromatography(HPLC) 분석법을 확립하고 검증하였다. Column switching system은 다음과 같이 세 개의 컬럼으로 구성되어 있다: 전처리 컬럼 (Capcell Pak mixed-function(MF) ph-1, 4.6 mm × 50 mm, 5 μm (Shiseido, Tokyo, Japan)), 농축 컬럼(Capcell Pak C_(18), 2.0 mm × 35 mm, 5 μm (Shiseido, Tokyo, Japan)) 및 분석 컬럼 (Capcell Pak C_(18), 1.5 mm × 150 mm, 5 μm (Shiseido, Tokyo, Japan)). 이동상 A는 아세토니트릴과 10 mM 인산버퍼(pH 6.8) (12:88, v/v) 혼합액으로 500 μL min^(-1)의 속도로 흘렸으며, 이동상 B는 아세토니트릴과 10 mM 인산버퍼(pH 6.8) (35:65, v/v) 혼합액으로 90 μL min^(-1)의 속도로 흘려주었다. 전처리 컬럼과 분석 컬럼은 40℃로 유지하였고, 농축 컬럼은 실온으로 유지하였다. Autosampler는 4℃로 유지하였고, 샘플은 40 μL 주입하여 자외선 파장 250 nm에서 검출하였다. 혈장을 분석하기 위해 쥐에서 채취한 혈장과 이동상 A를 50 μL씩 동량으로 희석한 뒤 1 분간 섞어주었다. 4 ℃에서 15분간 1000g로 원심 분리하여 상층액 40 μL를 HPLC에 주입하였다. 잘토프로펜 5 mg과 잘토프로펜 나트륨 5.4 mg (잘토프로펜으로서 5mg)을 미니캡슐에 채운 뒤 쥐에게 경구 투여하였다. 이 때 잘토프로펜과 잘토프로펜 나트륨이 투여된 그룹을 둘로 나누어 한 그룹에는 미니캡슐 투여 직후에 2.5 mL의 물을 먹였고 나머지 그룹은 물을 먹이지 않았다. 잘토프로펜 나트륨을 물 없이 경구 투여하였을 경우 잘토프로펜을 투여하였을 때보다 청소율이 감소하였기 때문에 평균 혈장 중 약물 농도-시간곡선 하 면적과 반감기가 유의적으로 증가하였다(p < 0.05). 잘토프로펜 나트륨을 물과 함께 투여 후, 잘토프로펜을 물과 함께 투여하였을 때와 비교시 최고 혈중농도에 도달하는 시간은 상당히 감소하였고(p < 0.05), 최고 혈장 중 약물 농도는 대략 1.5배 증가하였다. 결론적으로, column switching HPLC 분석법은 물과 함께 또는 물 없이 잘토프로펜이나 잘토프로펜 나트륨을 쥐에게 경구 투여할 경우, 혈장 내 잘토프로펜을 정량적으로 검출하기 위한 성공적인 적용 방법임이 입증되었다. 잘토프로펜 나트륨은 물과 함께 투여 시 잘토프로펜 보다 높은 최고 혈중농도를 보이며 빠르게 흡수 되었다.