1-s2.0-s037851731400533x-main (1)

Upload: jmmbcamila

Post on 07-Aug-2018

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    1/13

    Development 

    of  

    performance 

    matrix 

    for 

    generic product 

    equivalence 

    of acyclovir

     

    topical 

    creams

    Yellela S.R. Krishnaiah a, Xiaoming Xu a, Ziyaur  Rahman a, Yang Yang a,Usha Katragadda a, Robert Lionbergerb,   John R. Peters b,   Kathleen Uhlb,Mansoor A. Khana,*aDivision of Product Quality Research, Of  ce of Testing and Research, Of  ce of Pharmaceutical Sciences, Center for Drug Evaluation and Research, Food and

    Drug    Administration, Silver Spring, MD, USAbOf  ce of Generic Drugs, Center for Drug Evaluation and Research, Food and Drug Administration, Silver Spring, MD, USA

    R  

    L  

    O

     Article  history:

    Received   14  May 2014Received   in   revised  form  10   July   2014Accepted  24   July  2014Available

     

    online 

    30 

     July 

    2014

    Keywords:

    AcyclovirTopical  creamProcess  variablesQuality

     

    metricsSamenessQ1/Q2/Q3

    R  

    T

    The effect of process variability on physicochemical characteristics and in vitro performance of qualitatively (Q1)andquantitatively (Q2)equivalent generic acyclovir topical dermatological creamswasinvestigated todevelop amatrixof standards fordeterminingtheir invitrobioequivalencewith referencelisted drug (RLD) product (Zovirax1). A fractional factorial design of experiment (DOE) with triplicatecenterpointwas used to create11acyclovir cream formulationswithmanufacturingvariables suchas pHof aqueous phase, emulsication time, homogenization speed, and emulsication temperature. Threemore formulations (F-12–F-14) with drug particle size representing RLD were also prepared where thepH of the nal product was adjusted. The formulations were subjected to physicochemicalcharacterization (drug particle size, spreadability, viscosity, pH, and drug concentration in aqueousphase) and in vitro drug release studies against RLD. The results demonstrated that DOE formulationswere structurally and functionally (e.g., drug release) similar (Q3) to RLD. Moreover, in vitro drugpermeation studies showedthat extent of drug bioavailability/retention in human epidermis from F-12–F-14were similar to RLD, although differed in rate of permeation. The results suggestedgeneric acyclovir

    creams can be manufactured to obtain identical performance as that of RLD with Q1/Q2/Q3.Published by Elsevier B.V.

    1.  Introduction

    Zovirax1 cream 

    was 

    approved 

    by 

    US/FDA 

    in 

    2002 

    for 

    thetreatment

     

    of  

    recurrent 

    herpes 

    labialis 

    (cold 

    sores) 

    in 

    adults 

    andadolescents.

     

    It 

    is 

    topical 

    dermatological 

    product 

    containing 

    5%w/w  of   acyclovir  in  aqueous  cream  base  formulated  withcetostearyl  alcohol,  mineral  oil,  poloxamer  407,  propylene  glycol,sodium

     

    lauryl 

    sulfate, 

    water, 

    and 

    white 

    petrolatum 

    as 

    inactiveingredients

     

    (Zovirax, 

    2002). 

    Acyclovir 

    is 

    synthetic 

    purinenucleoside  analog  with  in  vitro  and  in  vivo  inhibitory  activityagainst  herpes  simplex  virus  types  1  (HSV-1),  2   (HSV-2),  andvaricella-zoster

     

    virus 

    (VZV) 

    (Acosta 

    and 

    Flexner, 

    2011). 

    There 

    areno

     

    generic 

    acyclovir 

    topical 

    dermatological 

    cream 

    productsavailable   at  this  time  in  the  market.  The  possible  generic  products

    of  

    acyclovir 

    topical 

    cream 

    have 

    to 

    conform 

    to 

    the 

    same 

    standards 

    of quality  as  that  of   Zovirax1 cream  (reference  listed  drug  product,RLD)

     

    and 

    demonstrate 

    clear 

    bioequivalence 

    (BE) 

    by 

    in 

    vivo 

    or 

    invitro

     

    methodologies. 

    The 

    availability 

    of  

    product 

    quality 

    metrics 

    iscritical

     

    to 

    demonstrate 

    that 

    generic 

    pharmaceutical 

    drug 

    productsare  therapeutically  equivalent  and  interchangeable  with  theirassociated  innovator's  product.A

     

    list 

    of  

    in 

    vivo 

    and 

    in 

    vitro 

    methods 

    have 

    been 

    provided 

    toestablish

     

    the 

    BE 

    under 

    regulation 

    21CFR320.24(b) 

    44 (21CFR320.1,2014;  21CFR320.24,   2014). In  vivo  studies  in  humans  comparingdrug/metabolite  concentrations  in  an  accessible  biological  uid,  invivo

     

    testing 

    in 

    humans 

    of  

    an 

    acute 

    pharmacological 

    effect, 

    andcontrolled

     

    clinical 

    BE 

    trials 

    in 

    humans 

    to 

    establish 

    ability 

    toachieve  an  equivalent  clinical  endpoint  with  no  evidence  of differing  safety  prole  are  to  be  chosen  as  the  rst,  second,  andthird

     

    approaches. 

    The 

    in 

    vitro 

    methods 

    are 

    to 

    be 

    chosen 

    as 

    the 

    nextavailable

     

    choices. 

    The 

    sponsors 

    may 

    choose 

    any 

    other 

    rationalapproach  and  provide  data   to  convince  FDA  on  the  use  of   suchapproach  in  demonstrating  bioequivalence.  One  or  more  of   theseapproaches

     

    might 

    be 

    used 

    to 

    demonstrate 

    BE. 

    For example, 

    the

    *  Corresponding author at:  FDA/CDER/OPS/OTR/DPQR, White Oak,  LS  Building 64,Room  1070,  10903,   New  Hampshire  Ave,   Silver  Spring,  MD  20993-002,   USA.Tel.:

     

    +1 

    301 

    796 

    0016.E-mail  address:  [email protected]  (M.A.  Khan).

    http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.0340378-5173/Published  by   Elsevier  B.V.

    International 

     Journal 

    of  

    Pharmaceutics 

    475 

    (2014) 

    110–122

    Contents 

    lists 

    available 

    at 

    ScienceDirect

    International 

     Journal 

    of  

    Pharmaceutics

    journa   l  home page  :  www.e  lsevier.com/loca   te / i jpharm

    mailto:[email protected]://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://www.sciencedirect.com/science/journal/03785173http://www.elsevier.com/locate/ijpharmhttp://www.elsevier.com/locate/ijpharmhttp://www.elsevier.com/locate/ijpharmhttp://www.elsevier.com/locate/ijpharmhttp://www.elsevier.com/locate/ijpharmhttp://www.elsevier.com/locate/ijpharmhttp://www.sciencedirect.com/science/journal/03785173http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.07.034mailto:[email protected]://crossmark.dyndns.org/dialog/?doi=10.1016/j.ijpharm.2014.07.034&domain=pdf

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    2/13

    bioequivalence  of   solid  oral  dosage  forms  intended  for  systemicdelivery

     

    is 

    established 

    by 

    in 

    vivo 

    pharmacokinetic 

    (PK) 

    studieswith

     

    support 

    of  

    comparative 

    in 

    vitro 

    drug 

    release 

    data. 

    Thisapproach  has  been  successfully  applied  to  a  large  number  of   drugproducts  (Kryscio  et  al.,  2008).  However,  the  conventional  in  vivoBE

     

    study 

    with 

    PK 

    endpoints 

    such 

    as 

    C max   and  AUC is  neitherappropriate

     

    nor 

    feasible 

    for 

    establishing 

    BE 

    of  

    topically 

    applieddermatological  products.  Determination  of   topical  bioequivalencefor  locally  acting  drugs  in  skin  is  more  complicated  as  local  drugconcentrations

     

    cannot 

    be 

    measured 

    directly. 

    The 

    guidance 

    onbioavailability

     

    and 

    bioequivalence 

    drafted 

    by 

    Committee 

    of Proprietary  Medical  Products  (CPMP)  of   the  European  regulatoryauthorities  stated   “for  medicinal  products  not  intended  to  bedelivered

     

    into 

    the 

    general 

    circulation, 

    the 

    common 

    systemicbioavailability

     

    approach 

    cannot 

    be 

    applied” 

    (EMA, 

    2000). 

    The 

    USFDA  provided  certain  recommendations  with  respect  to  theestablishment  of   BE   for  such  specic products  (FDA,   2010). Draftguidance

     

    documents 

    on 

    locally 

    acting 

    topical 

    drug 

    products 

    suchas

     

    cyclosporine 

    ophthalmic 

    emulsion 

    and 

    acyclovir 

    ointment 

    havebeen  developed  by  FDA  to  provide  recommendations  to  sponsorsto  meet  statutory  and  regulatory  requirements  (FDA,   2012,  2013).Generally,

     

    FDA 

    addresses 

    the 

    issue 

    on 

    case 

    by 

    case 

    basis 

    asoutlined

     

    by 

    the 

    drug-specic 

    guidance. 

    Therefore, 

    it 

    is 

    necessary 

    to

    identify  the  key   scientic principles  for  consistent  and  ef cientidentication  of   bioequivalence  methods  for  locally  acting  topicaldermatological

     

    products.The

     

    current 

    regulation 

    requires 

    conducting 

    clinical 

    endpointtrials  for  demonstrating  BE  between  topical  generic  and  RLDproducts  when  alternative  methods,  such  as  pharmacodynamicendpoint

     

    measures 

    are 

    not 

    feasible 

    (21CFR320.1, 

    2014;21CFR320.24,

     

    2014). Topical 

    glucocorticoids 

    (Chang 

    et 

    al., 

    2013b)are  an  example  of   products   where  a  clear  pharmacodynamicendpoint  (skin  blanching)  is  possible.  Clinical  endpoint  bioequiva-lence

     

    studies 

    with 

    topical 

    drug 

    products 

    are 

    lengthy 

    and 

    expensive(Shah  et  al.,1998).  These  studies  are  subjected  to greater  variabilitythan  other  in  vivo   methods  for  determining  bioequivalence.  Thus,the

     

    large 

    inter-subject 

    variability 

    and 

    dichotomous 

    nature 

    of  

    these

    clinical  endpoint bioequivalence  studies demand  the  enrollment of several  hundred  subjects  to  achieve  suf cient  statistical  power(Bhandari  et   al.,  2002;   Donner  and  Eliasziw,  1994).  In  order  todetermine

     

    BE 

    of  

    acyclovir 

    topical 

    cream 

    products 

    for 

    treatingherpes

     

    simplex 

    labialis, 

    the 

    primary 

    endpoint 

    is 

    the 

    time 

    tocomplete  healing  of   lesions.  This  is  particularly  challenging  forthree  reasons:  (1)  the  severity  of   lesions  is  confounding;  (2)  lesionslast

     

    short 

    period 

    of  

    time 

    and 

    heal 

    rapidly 

    regardless 

    of  

    treatment;and

     

    (3) 

    the 

    effectiveness 

    of  

    therapy 

    is 

    related 

    to 

    the 

    rapidity 

    withwhich  treatment  is  initiated.  In  two  clinical  studies  conducted  forZovirax1 cream,  no  signicant  difference  was  observed  betweensubjects

     

    receiving 

    Zovirax1 cream 

    or 

    vehicle 

    (Zovirax, 

    2002). Themean

     

    duration 

    of  

    the 

    recurrent 

    herpes 

    labialis 

    episode 

    wasapproximately   half   a  day  shorter  in  the  subjects  (n =  682)  treated

    with 

    Zovirax1

    cream 

    (4.5 

    days) 

    compared 

    with 

    subjects 

    (n 

    702)treated 

    with 

    placebo 

    (5 

    days). 

    The 

    considerable 

    variability 

    inclinical

     

    endpoints 

    is 

    common 

    and 

    renders 

    the 

    BE 

    clinical 

    designdif cult  to  detect  the  small  difference  in  therapeutic  responsebetween  generic  and  RLD  (Chang  et   al.,  2013b;   Yacobi  et  al.,  2014).A

     

    variety 

    of  

    surrogate 

    methods 

    such 

    as 

    skin 

    stripping/dermatopharmacokinetics

     

    (DPK), 

    dermal 

    microdialysis 

    (DMD),in  vitro  permeation  studies  and  near  infrared  (NIR)  spectroscopyhave   been  explored  to  demonstrate  the  BE  of   topical  dermatologi-cal

     

    products 

    (Lionberger, 

    2008; 

    Narkar, 

    2010; 

    Yacobi 

    et 

    al., 

    2014).Yet

     

    these 

    surrogate 

    methods 

    are 

    even 

    more 

    prone 

    to 

    failures 

    indetecting  low  drug  concentration  in  skin  due  to  their  limitedsensitivity,   technical  dif culty,  and  high  variability.   The  scope  andlimitations

     

    associated 

    with 

    these 

    techniques 

    have 

    been 

    reviewed

    (Herkenne 

    et 

    al., 

    2008; 

    Mateus 

    et 

    al., 

    2013; 

    Narkar, 

    2010; 

    Yacobi

    et  al.,  2014).  For  example,  skin  stripping  has  been  used   for  testingBE

     

    of  

    topical 

    dermatological 

    products 

    acting 

    in 

    stratum 

    corneum(N'Dri-Stempfer

     

    et 

    al., 

    2008, 

    2009; 

    Navidi 

    et 

    al., 

    2008; 

    Parry 

    et 

    al.,1992).  But  this  is  unsuitable  for  studying  the  BE   of   topicaldermatological  products  whose  site  of   action  is  a  compromisedskin

     

    (e.g., 

    cold 

    sores 

    due 

    to 

    herpes 

    labialis).The

     

    in 

    vitro 

    drug 

    permeation 

    across 

    human 

    skin 

    and 

    in 

    vitrodrug  release  testing  may   be  suitable  to  test  the  sameness  (Q3)  of Q1/Q2  equivalent  topical  dermatological  products   with  respect  totheir

     

    performance. 

    Such 

    in 

    vitro 

    tests 

    have been 

    recommended 

    totest

     

    the 

    product 

    sameness 

    under 

    certain 

    scale-up 

    and 

    post-approval   changes  (SUPAC)  as  it  is believed  to  collectively  reectanydifferences  due  to  several  physicochemical  properties  such  assolubility,

     

    particle 

    size 

    of  

    drug, 

    and 

    rheological 

    properties 

    of vehicle

     

    (FDA, 

    1997). 

    The 

    present 

    study 

    was 

    carried 

    out 

    tounderstand  and  identify  the  appropriate  in  vitro  quality  metricsthat  can  discriminate  the  effect   of   process  and  formulationvariables

     

    on 

    critical 

    quality 

    attributes 

    (CQA) 

    of  

    possible 

    genericacyclovir

     

    topical 

    cream 

    formulations 

    having 

    the 

    same 

    Q1/Q2 

    tothat  of   Zovirax1.Quality by  design   (QbD) approach  was used  to  study  the   effect

    of  

    process 

    and formulation 

    variables on 

    CQA 

    of  

    acyclovir 

    topicalcream

     

    formulations. 

    The 

    preparation 

    of  

    acyclovir 

    cream 

    typically

    involves  homogenization   of   oil-soluble and  water-soluble  com-ponents   along   with   the  drug to  form   oil-in-water   cream  at 70 C.Based

     

    on 

    the 

    preliminary 

    process 

    understanding, 

    three 

    processparameters

     

    (emulsication time, 

    homogenization speed, andtemperature  of   oil/water  phases)   were  identied   as criticalprocess  parameters   (CPP).   Moreover,  the  HSV-1   infection   andreplication

     

    occurs 

    in 

    the 

    basal 

    cell 

    layer 

    of  

    the 

    epidermis 

    (Parryet

     

    al., 

    1992). 

    Therefore 

    effectiveness 

    of  

    acyclovir 

    topical derma-tological  creams   depends on  drug  permeation   across   skin   anddrug retention  in   epidermis (DRE),  which  in   general   is  a  functionof 

     

    the 

    aqueous phase 

    drug concentration 

    (thermodynamicactivity).   The equilibrium  water  solubility of   acyclovir  wasreported  to  be  inuenced by  pH  with   the  highest   solubilitybeing

     

    at pH 9 (Shojaei  et   al., 1998).  Thus pH  of 

    acyclovir  cream products  was  chosen   as a  formulation   variable inaddition to  the  above  three   CPPs  for studying  their   inuence onCQA.   A  fractional   factorial design  (24–1)  with   triplicate   centerpoint

     

    was chosen 

    to 

    study the 

    effects of  

    process and formulationvariability on

     

    product 

    CQA. 

    This 

    is 

    Resolution 

    IV 

    design 

    whereestimation   of   the   main  effects   is not  confounded   by  two-factorinteractions   (Chang et  al., 2013a). Accordingly  11  formulationswere

     

    prepared 

    and subjected 

    to 

    physicochemical 

    characterizationand

     

    in 

    vitro 

    performance 

    testing 

    to 

    test 

    the 

    sameness (Q3) 

    of Q1/Q2   equivalent   acyclovir  creams.

    2. 

    Materials 

    and 

    methods

     2.1.  Materials

    Zovirax1 cream 

    was 

    obtained 

    from 

    Bradley 

    Drugs, 

    Bethesda,MD,

     

    USA. 

    Acyclovir 

    (>99%) 

    was 

    purchased 

    from 

    RIA 

    InternationalLLC,  East  Hanover,  NJ,  USA.  Propylene  glycol   USP,  white  petrolatumUSP,  mineral  oil  USP,  glacial  acetic  acid  USP   and  sodium  laurylsulfate

     

    (SLS) 

    NF 

    were 

    purchased 

    from 

    Fischer 

    Scientic, 

    Norcross,GA,

     

    USA. 

    Poloxamer 

    407 

    NF 

    and 

    cetostearyl 

    alcohol 

    NF 

    werepurchased  from  Spectrum  Chemical  Manufacturing  Co.,  NewBrunswick,  NJ,  USA.

     2.2. 

    Preparation 

    of  

    acyclovir  

    cream 

     formulations

    Four  process/formulation  variables  (pH  of   aqueous  phase,emulsication

     

    time, 

    homogenization 

    speed 

    and 

    emulsication

    temperature) 

    were 

    studied 

    using 

    fractional 

    factorial 

    design 

    with

    Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122  111

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    3/13

    triplicate 

    center 

    points. 

    Based 

    on 

    this 

    Design 

    of  

    Experiment 

    (DOE),11

     

    acyclovir 

    formulations 

    (DOE 

    to 

    11) 

    were 

    prepared 

    (Table 

    1).Briey,  aqueous  phase  and  oil  phase  were   mixed  and  homoge-nized.  Aqueous   phase  was  prepared  by  dissolving  poloxamer  407in

     

    water 

    by 

    mechanical 

    stirrer 

    (RW-20 

    digital, 

    IKA, 

    WilmingtonUSA)

     

    at 

    500 

    rpm 

    for 

    30 

    min, 

    adding 

    propylene 

    glycol 

    and 

    adjustingits  pH  (5.5,  6.75,  or  8.5).  Acyclovir  was  dispersed  in  the  aqueous

    phase  by  mechanical  stirring  at  500   rpm  at  70,  80,  or  90 C  for10

     

    min. 

    Similarly, 

    oil 

    phase 

    was 

    prepared 

    by 

    melting 

    whitepetrolatum,

     

    cetostearyl 

    alcohol, 

    and 

    mineral 

    oil 

    at 

    70, 

    80, 

    or90 C.  Sodium  lauryl  sulphate  was  dispersed  in  the  oil  phase  bySilverson

     

    homogenizer 

    (L5M-A, 

    Silverson, 

    Baltimore, 

    MD) 

    at2000

     

    rpm 

    for 

    min. 

    Aqueous 

    phase 

    was 

    added 

    to 

    oil 

    phase 

    andhomogenized

     

    by 

    Silverson 

    Homogenizer 

    for 

    15, 

    22.5, 

    or 

    30 

    min 

    at2000,  3750,  or  5000   rpm.  The  cream  was  allowed  to  cool  at  roomtemperature

     

    while 

    being 

    homogenized 

    at 

    1000 

    rpm 

    for 

    h.Placebo

     

    cream 

    was 

    also 

    prepared 

    in 

    the 

    same 

    way 

    but 

    withoutdrug

     

    and 

    pH 

    adjustment. 

    Drug 

    was 

    physically 

    added 

    to 

    the 

    placebocream

     

    to 

    make 

    its 

    composition 

    equal 

    to 

    DOE 

    formulations. 

    Threemore

     

    formulations 

    (F-12–F-14) 

    were 

    prepared 

    with 

    slightmodication

     

    in 

    the 

    preparation 

    of  

    aqueous 

    and 

    oil 

    phases 

    using

    acyclovir drug  particles  representing  Zovirax1 cream.  The   aqueousphase

     

    pH 

    was 

    adjusted 

    after 

    dissolving 

    SLS 

    and 

    dispersingacyclovir,

     

    and 

    the 

    oil 

    phase 

    was 

    without 

    SLS. 

    The 

    aqueous 

    andoil

     

    phases 

    were 

    homogenized 

    at 

    5000 

    rpm 

    and 

    70 C 

    for 

    15 

    min(process

     

    conditions 

    representing 

    as 

    those 

    of  

    DOE-9). 

    The 

    pH 

    of acyclovir

     

    cream 

    formulations 

    was 

    measured 

    using 

    pH 

    meter. 

    Allthe

     

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    were 

    packed 

    (5 

    in 

    quantity) 

    inmultiple-dose

     

    aluminum 

    tubes, 

    and 

    stored 

    in 

    chamber 

    at25 C/60%

     

    RH 

    until 

    used 

    for 

    further 

    studies.

     2.3. 

    Drug  

    content  

    uniformity

    Topically 

    applied 

    semisolid 

    drug 

    products 

    such 

    as 

    acyclovircream

     

    may 

    show 

    physical 

    separation 

    during 

    manufacturing

    process 

    and 

    during 

    their 

    shelf  

    life. 

    To 

    ensure 

    their 

    integrity, 

    it 

    isessential 

    to 

    evaluate 

    the 

    uniformity 

    of  

    the 

    nished 

    product 

    withrespect

     

    to 

    visual 

    uniformity 

    and 

    uniformity 

    of  

    active 

    ingredients.This

     

    was 

    carried 

    out 

    as 

    per 

    the 

    procedure 

    described 

    in 

    USP 

    (USP36-NF31,  2013a).  The  bottom   tube  seal  was  cut  off   and  a  vertical  cutwas

     

    made 

    from 

    the 

    bottom 

    to 

    the 

    top 

    of  

    the 

    tube. 

    The 

    tube 

    aroundthe

     

    upper 

    rim 

    was 

    cut 

    to 

    open 

    the 

    two aps  and  aps  laid  open  toexpose   the  product.  The  product  was  inspected  for  the  presence  of phase  separation,  and  change  in  physical  appearance  and  texture(e.g.,

     

    color 

    change). 

    An 

    appropriate 

    amount 

    of  

    accurately 

    weighedproduct

     

    (100 

    mg) 

    was 

    removed 

    from 

    the 

    top, 

    middle, 

    and 

    bottomportions  of   the  tube,  and  transferred  to  a  ask  containing  400  mlsolvent  (pH  9.2  borate   buffer).  The  contents  were  homogenized  at7600

     

    rpm 

    for 

    15 

    min 

    (25 C),  ltered,  diluted  suitably,   and  injected

    into 

    HPLC 

    column 

    for 

    determining 

    acyclovir 

    concentration. 

    This

    was 

    used 

    to 

    calculate 

    the 

    amount 

    of  

    acyclovir 

    in 

    the 

    samplesobtained

     

    from 

    the 

    tube.

     2.4.  Drug   concentration  in  aqueous   phase

    The 

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    including 

    Zovirax1

    were   lled  into  Eppendorf   tubes  (capacity  5  ml)  without  air  gaps.

    These  tubes  were   centrifuged  at  14,000  rpm  for  5 h  (sampletemperature

     

    set 

    to 

    25 C). 

    The 

    top 

    layer 

    of  

    oil 

    phase 

    separated 

    fromthe

     

    cream 

    was 

    scooped 

    out 

    carefully, 

    and 

    remaining 

    aqueous 

    phasecentrifuged  at  14,000  rpm  for  1.5  h  to  clearly  separate  the  traces  of oil

     

    phase. 

    The 

    resultant 

    aqueous 

    phase 

    was 

    suitably 

    diluted,ltered

     

    through 

    0.45-mm 

    syringe 

    lter 

    and 

    injected 

    into 

    HPLC 

    fordetermining

     

    acyclovir 

    concentration.

     2.5. 

     X-ray 

     powder  

    diffraction 

    (XRPD)

    Acyclovir 

    physical 

    forms 

    in 

    the 

    cream 

    were 

    conrmed  by  XRPD.Diffractogram

     

    were 

    collected 

    using 

    Bruker 

    D8 

    Advance 

    withDaVinci

     

    design 

    (Bruker 

    AXS, 

    Madison, 

    Wisconsin) 

    equipped 

    withthe

     

    LYNXEYE 

    scintillation 

    detector 

    and 

    Cu 

    Ka radiation

    (l= 1.5405 Å)  at  a  voltage  40 kV  and  current  40 mA.  About500

     

    mg 

    sample 

    were 

    placed 

    in 

    the 

    sample 

    holder 

    and 

    diffracto-gram

     

    was 

    collected 

    over 

    2u  

    range 

    of  

    4–40 with 

    an 

    increment 

    of 0.0114

     

    at 

    per 

    step 

    (3000 

    total 

    steps). 

    Sample 

    holder 

    was 

    rotatedduring

     

    run 

    to 

    get 

    the 

    average 

    diffractogram 

    of  

    the 

    sample. 

    TheXRPD

     

    operation, 

    data 

    collection, 

    and 

    data 

    analysis 

    were 

    achievedthrough

     

    Diffrac.SuiteTM (V2.2).

     2.6.  Particle  size  analysis

    Cream 

    samples 

    wereapplied 

    onto a 

    glass 

    slide 

    and 

    spread 

    evenlyusing

     

    cover 

    slip. 

    Images 

    were acquired 

    using an 

    Olympus 

    BX51polarized

     

    light 

    microscopy 

    (Olympus 

    America 

    Inc. 

    Melville, 

    NewYork).

     

    On 

    average about 

    10 

    microscopy 

    images 

    (about

    200–500

     

    particles) 

    were 

    acquired 

    for 

    each 

    sample 

    (200 

    magni-cation). 

    In 

    each 

    image, 

    particles 

    were manually 

    counted 

    andmeasured

     

    using 

    Olympus 

    cellSens 

    software 

    (Olympus 

    America 

    IncMelville, New

     

    York) 

    to obtain 

    particle 

    size 

    and 

    elongation 

    informa-tion   which  were then  imported   into  Excel   to generate  statisticalinformation

     

    (i.e., 

    D10, D50and D90) with  a percentile   function.Particlesize

     

    of  

    acyclovir 

    API 

    powder 

    was 

    determined 

    using a 

    HALEOS 

    laserdiffraction   instrument  (Sympatec,   Clausthal-Zellerfeld,   Germany),equipped   with   a  R5  lens   (0.5–875mm).  For each  measurement,approximately

     

    100mg 

    of  

    dry 

    sample 

    was 

    dispersed 

    at 

    feed 

    rate 

    of 50%

     

    by a 

    controlled 

    feeder 

    (VIBRI/L), 

    with 

    dry 

    dispersal 

    (RODOS)attachments   set  at  a  main   pressure   of   1.0bar.  The  triggeringcondition  was  set  at  0.2%   optical   concentration.   Data  were analyzedusing

     

    Fraunhofer 

    theory 

    with 

    WINDOX 

    software 

    (Sympatec,

    Clausthal-Zellerfeld, 

    Germany).

     Table  1

    Fractional  factorial  design  (24–1)  to  assess   the  process  variables  of   acyclovir  cream  formulations.

    ID Emulsication  time(min)

    Homogenization  speed  (rpm)  Temperature(C)

    pH   of   aqueous  phase

    DOE-1  15  2500  90  8.5DOE-2  15  5000  90  5DOE-3  30  2500  90  5DOE-4  30  5000  90  8.5DOE-5  22.5  3750  80  6.75DOE-6  22.5  3750  80  6.75DOE-7  22.5  3750  80  6.75DOE-8  30  2500  70  8.5DOE-9

     

    15 

    5000 

    70 

    8.5DOE-10

     

    15 

    2500 

    70 

    5DOE-11  30  5000  70  5

    112  Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    4/13

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    5/13

     2.11. HPLC   analysis  of   acyclovir 

    An 

    Agilent 

    1260 

    Series 

    high-performance 

    liquid 

    chromatogra-phy  (HPLC)  system  equipped  with  binary  solvent  pump,  autosam-pler,  photodiode   array   detector,   thermostated  columncompartment

     

    and 

    Chemstation 

    chromatographic 

    software 

    wasused

     

    for 

    estimating 

    concentration 

    of  

    acyclovir. 

    The 

    methoddescribed  elsewhere  in  the  literature  was  used  with  a  fewmodications  (Parry  et  al.,  1992). Waters  SunFireTM C18  column(5

     mm,  4.6  150 mm)   maintained  at  25 C  was  used  to  eluteacyclovir.

     

    The 

    mobile 

    phase 

    used 

    was 

    an 

    isocratic 

    mixture 

    of  

    glacialacetic  acid  and  water (0.5%  v/v).  The  ow  rate  was  1.2ml/min.Standard   solutions  (5   or  50 ml)  containing  0.05   to  10 mg/ml  of acyclovir

     

    were 

    injected 

    into 

    the 

    HPLC 

    column, 

    and 

    the 

    elutingacyclovir

     

    solutions 

    were 

    detected 

    at 

    254 

    nm. 

    The 

    peak 

    areas 

    wereobtained  and  subjected  to  regression  analysis.  A  good   linearrelationship  was  observed  between  the  peak  area  of   acyclovirstandard

     

    solutions 

    and 

    their 

    concentration 

    with 

    high 

    correlationcoef cient

     

    (r  2 = 

    1.0). 

    The 

    HPLC 

    analytical 

    method 

    was 

    validatedaccording  to  USP   Validation  of   Compendial  Methods  (USP36-NF31,2013c).  The  method  was precise  (intra-  and  inter-day   variation was

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    6/13

     3.1.   Acyclovir    physical   form

    X-ray 

    powder 

    diffraction 

    of  

    acyclovir 

    drug 

    powder, 

    placebocream,  physically   mixed  drug  in  the  placebo  cream,  and  DOEformulation  are  shown  in  Fig.  1. The   drug  was  crystalline  as  itshowed

     

    characteristics 

    diffraction 

    peaks 

    at 

    6.28, 

    6.85, 

    10.46, 

    13, 

    16,21,

     

    23.90, 

    26.15 

    and 

    29.2. 

    On 

    the 

    other 

    hand, 

    placebo 

    creamshowed  broad  and  low  intensity  peaks  at  6.35,   21.24,  and  21.58

    suggesting  its  partly   crystalline  nature.  Physically   mixed  drug  inthe

     

    placebo 

    cream 

    showed 

    peaks 

    of  

    drug 

    and 

    placebo 

    cream.However,

     

    intensity 

    of  

    drug 

    peaks 

    in 

    the 

    placebo 

    cream 

    was 

    muchlower  when  compared  with  raw  API  peaks.  This  was  probably   dueto dilution  of   the drug  substance with  the placebo  cream.  Similarly,DOE

     

    formulations 

    showed 

    identical 

    diffraction 

    pattern 

    as 

    that 

    of physically

     

    mixed 

    drug 

    in 

    the 

    placebo 

    cream. 

    This 

    suggested 

    thatprocessing  of   drug   during  cream  manufacturing  has  not  changedits  polymorphic/physical  forms.

     3.2. 

    PH, 

    drug  

    content  

    uniformity, 

    and 

    drug  

    concentration 

    of  

    aqueous

     phase

    In 

    the 

    nal 

    dosage 

    form 

    of  

    acyclovir 

    cream 

    drug 

    product,acyclovir

     

    may 

    exist 

    in 

    both 

    oil 

    and 

    aqueous 

    phases 

    as 

    soluble 

    form

    (aqueous  and  oil)  and  suspended  form  (aqueous  and  oil).  Becausethe  amount  of   drug  present  in  the  formulation  (5%  w/w)  greatlyexceeds

     

    the 

    equilibrium 

    solubility 

    of  

    the 

    drug 

    (2–4 

    mg/ml 

    betweenpH

     

    2–9), 

    majority 

    of  

    the 

    drug 

    is 

    expected 

    to 

    be 

    in 

    the 

    aqueousphase  as  suspended  form  (Shojaei  et  al.,  1998). However,  withrespect  to  the  product  performance  and  its  therapeutic  outcome,solubilized

     

    drug 

    in 

    aqueous 

    phase 

    is 

    the 

    most 

    relevant 

    parameter.

    As  shown  in  Fig.  2, the  amount  of   drug   dissolved  in  aqueous  phase(total

     

    aqueous 

    drug) 

    is 

    determined 

    by 

    two 

    equilibriums: 

    solubili-zation

     

    and 

    partitioning 

    (log P  = 1.56)  (Kristl  et   al.,  1993), which

    should  remain  relatively  constant  considering  that  both   solid  drugamount  and  oil  phase  concentration  remain  unchanged.  Depend-ing

     

    on 

    the 

    actual 

    pH 

    of  

    aqueous 

    phase, 

    the 

    total 

    dissolved 

    drug 

    inaqueous

     

    drug 

    phase 

    may 

    present 

    as 

    three 

    different 

    species:cationic,  zwitterionic,  and  anionic,  each  of   which  may  have   slightdifferent  skin  permeation  potential  (Shojaei  et   al.,  1998). For  thisreason,

     

    in 

    the 

    current 

    study, 

    pH 

    of  

    aqueous 

    phase 

    was 

    identied 

    asone

     

    risk 

    factor 

    that 

    may 

    impact 

    the 

    product 

    performance 

    (i.e., 

    drugretention  in  epidermis)  and  was  incorporated  into  the  experimen-tal  design.The

     

    measured 

    pH 

    of  

    acyclovir 

    cream 

    DOE 

    formulationsremained

     

    relatively 

    constant 

    ranging 

    from 

    7.92 

    to 

    8.46 

    despitethe  intentional  change  in pH  of   the  aqueous  phase  (to 5.00,  6.75,  or8.50).  The   statistical  analysis  showed  no  effect   of   investigatedprocessing

     

    variables 

    on 

    the 

    nal 

    pH 

    of  

    DOE 

    formulations. 

    The 

    pH 

    of Zovirax1was

     

    also 

    almost 

    at 

    similar 

    level 

    (7.92). 

    The 

    lack 

    of  

    changein  the  pH  of   DOE  formulations  is  most   likely  due  to  the  pH  alteringeffect  of   formulation  ingredients,  particularly  the  SLS (pH > 9)  andthe

     

    drug 

    addition 

    method. 

    To 

    investigate 

    such 

    possibility, 

    threeadditional

     

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    (F-12–F-14) 

    were 

    pre-

    pared  wherein  both   the  drug  and  SLS were  added  to  aqueousphase,  and  then  pH  adjusted  to  a  varying  degree  (5.00,   6.75,  or8.50).

     

    As 

    expected, 

    when 

    pH 

    was 

    adjusted 

    in 

    the 

    presence 

    of  

    SLS,the

     

    pH 

    matched 

    the 

    design 

    values 

    (pH 

    of  

    F-12–F-14 

    were 

    5.11, 

    6.75,and  8.43,   respectively).The  top,  middle,  and  bottom  portions   of   acyclovir   cream   in  the

    tubes 

    showed 

    no 

    evidence 

    of  

    phase 

    separation 

    or 

    change 

    in 

    physical

    Fig. 

    2. 

    Role 

    of  

    drug 

    partitioning/solublization 

    and 

    pH 

    on 

    skin 

    permeation 

    and 

    retention 

    in 

    epidermis 

    from 

    acyclovir 

    cream 

    formulations.

    Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122  115

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    7/13

    appearance 

    and 

    structure. 

    When 

    tested 

    for 

    drug 

    content 

    uniformity,all

     

    the 

    formulations 

    including 

    Zovirax1 complied 

    with 

    USPspecications   (USP36-NF31,  2013c).  The  drug  concentration   inaqueous   phase  of   cream  formulations   was  almost   the  same  rangingfrom

     

    3.4 

    to 4.0 

    mg/ml, 

    which 

    was 

    slightly 

    higher 

    than 

    the 

    aqueoussolubility

     

    of  

    acyclovir 

    (2.5 

    mg/ml 

    at 

    37 C) 

    (Zovirax, 

    2002). 

    This 

    wasattributed

     

    to the 

    solubilizing 

    effect 

    of  

    formulation 

    ingredients 

    suchas  Poloxamer   407,   SLS   (surfactants),   and  propylene  glycol   (cosol-vent).

     

    Absence 

    of  

    statistically 

    signicant 

    difference 

    ( p 

    0.05) 

    inaqueous

     

    phase 

    drug 

    concentration 

    of  

    the 

    investigated 

    acyclovircream

     

    formulations 

    conrms  that  processing  variables  have   nosignicant  impact  on  the  drug   concentration  in  the  aqueous  phase.

     3.3.  Effect   of   various    factors  on   particle  size  determined  by   polarized

    light   microscopy

    Under  polarized  light  microscope,  acyclovir  crystal  exhibited  arectangular/square

     

    shape 

    as 

    can 

    be 

    seen 

    in 

    Fig. 

    3. 

    All 

    eleven 

    DOEformulations

     

    exhibited 

    very 

    similar 

    particle 

    size 

    values 

    (Table 

    2),and  no  processing  factors  showed  a  signicant  effect  on  the  drugparticle  size.  ANOVA   conrmed  that  the  model  was  not  signicantand

     

    independent 

    factors 

    had 

    no 

    relationship 

    with 

    the 

    response( p >  0.05).  However,  it  is  clear  that  DOE  formulations  showedsignicantly  ( p 

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    8/13

    rheological  properties:  viscoelastic  behavior,   yield  stress,  effect  of shear  rate  on  cream  viscosity  (viscosity  at  low,   medium,  and  high

    shear  rate),   etc.Zovirax1 exhibited

     

    typical 

    viscoelastic 

    behavior 

    whensubjecting  to  increasing  strain.  As  shown  in  Fig.  4A,  the  storagemodulus  of   Zovirax1 cream  remained  constant  up  to  approxi-mately

     

    1% 

    strain, 

    after 

    which 

    it 

    started 

    to 

    decline. 

    This 

    region 

    isgenerally

     

    identied 

    as 

    the 

    linear 

    viscoelastic 

    region 

    (LVR) 

    withinwhich  any  disturbance  to  the  microstructure  is  instantaneouslyrecovered  (reversible  process).  Note  that  for  Zovirax1 cream,  thestorage

     

    modulus 

    (G0) 

    is 

    signicantly 

    higher 

    than 

    the 

    loss 

    modulus(G00),

     

    suggesting 

    that 

    the 

    microstructure 

    of  

    the 

    cream 

    is 

    highlyorganized  and  dominated  by  cohesive  forces.  Overall  materialbehaviors  like  a  solid.  As  the  shear  strain  increases,  both  G0 and  G00

    decrease 

    and 

    the 

    material 

    becomes 

    progressively 

    more 

    uid-likeand

     

    eventually 

    G00 exceeds 

    G0. 

    As 

    discussed 

    earlier, 

    when 

    plotting 

    G0

    as 

    function 

    of  

    shear 

    stress 

    exerted 

    on 

    the 

    material 

    during 

    theoscillation  strain  sweep,  the  onset  of   G0 curve  indicates  anirreversible

     

    plastic 

    ow 

    of  

    the 

    material 

    and 

    corresponds 

    thematerial's  dynamic  yield  stress  (s 0).  With  respect  to  theviscoelastic  behavior,   all  DOE   formulations  exhibited  similar  LVR as

     

    the 

    Zovirax1 (data 

    not 

    shown).Experimentally,

     

    yield 

    stress 

    can 

    be 

    measured 

    via 

    severaldifferent  ways.  One  commonly  used   technique  is  to  determine

    the  stress  at  the  viscosity  maximum  during  a  stress  rampexperiment  (Kryscio  et   al.,  2008).  In  this  type   of   test,  the  viscosity

    maximum  occurs  as  a  result  of   two  competing  effect:  (1)  timedependent

     

    viscosity 

    build-up 

    of  

    the 

    viscoelastic 

    material; 

    and 

    (2)viscosity  decrease  due  to  structure  break-down   with  increasingstress  (Barnes, 1999;  Franck,  2014). Though  fairly  reproducible,  themeasurement

     

    result 

    of  

    this 

    technique 

    is 

    sensitive 

    to 

    the 

    selection 

    of ramp

     

    rate. 

    For 

    this 

    reason, 

    in 

    this 

    study 

    another 

    method 

    waschosen,  by  determining  the  onset  of   storage  modulus  (G0)  versusshear  stress  curve  during  an  oscillation  stress/strain  sweepexperiment

     

    (Fig. 

    4B) 

    (Pal 

    1999).

     3.4.1.  Effect   of   various    factors  on   product's   yield  stress

    All  DOE  formulations  exhibited  similar  yield  stress  values(ranging

     

    from 

    45.9 

    to 

    91.6 

    Pa) 

    to 

    both 

    blank 

    (57.6  1.9Pa) and

    Zovirax1 (73.0  13.7  Pa)  as  shown  in  Fig.  5. Statistical  analysis

    conrmed 

    that 

    the 

    investigated 

    processing 

    parameters 

    showed 

    nosignicant  ( p > 0.05)  impact  on  the product yield  stress.  Though  theyield

     

    stress 

    might 

    be 

    affected 

    by 

    formulation 

    variables, 

    it 

    is 

    notaffected  by  the  process  variables  investigated  in  the  present  study.The  formulation  variables  were   kept  constant  for  all  the  DOEformulations

     

    (Q1/Q2 

    equivalent). 

    Three 

    additional 

    formulations(F12-F14)

     

    exhibited 

    similar 

    yield 

    stress 

    values 

    compared 

    toZovirax1, blank,  and DOE  formulations,  suggesting  that  all  samples

    Fig.   4.  Strain  sweep  test  (0.05–50%   strain  at  1 Hz)  for  a  Zovirax1 cream  sample:  (A)  assessment  of   linear  viscoelastic  region;  (B)   determination  of   yield  stress  using   onset  of 

    storage 

    modulus.

     Table  2

    Particle  size   of   acyclovir  in   various  samples,  determined  using   polarized  light  microscopy.

    Sample  Particle  count  Length  Min.(mm)

    Length  Max.(mm)

    D10(mm)

    D50(mm)

    D90(mm)

    Zovirax1 200   2.5  43.4  4.3  0.4  9.3  1.7  21.8  2.0DOE-1  279  4.0  210.8  9.4  0.3  18.4  1.0  60.5  11.9DOE-2  283  4.4  211.4   8.7  1.6  17.2  2.3  68.7   17.9DOE-3  261  3.1  147.2  8.7  2.1  17.5  2.2  61.6  11.5DOE-4  433   5.1  255.1  8.6  0.7  18.9  1.4  55.6  8.4DOE-5  372  3.0  197.5  8.0 

     0.4  26.7 

     3.5  59.4 

     7.6

    DOE-6  450  3.6  165.4   13.3  2.1  33.8  1.2  65.9  1.6DOE-7  408  3.5  234.4  13.6  1.4  37.3  3.0  78.6  14.1DOE-8

     

    433 

    2.3 

    197.2 

    9.5  1.2  23.9  2.3  58.3  2.8

    DOE-9 

    338 

    7.0 

    168.5 

    14.3  0.4  27.9   1.6  50.9  1.7

    DOE-10   417  2.8  181.9   10.6  3.3  25.7  3.6  54.6  3.7DOE-11

     

    417 

    3.1 

    176.5 

    10.5  0.5  25.4  2.0  53.0  3.7

    API-raw  206   4.1  199.4   11.9  3.9  23.3  2.6  44.7   8.1API-milled  217  4.5  52.8  9.2  0.6  14.3   0.4  23.7  2.4

    F-12  403  3.2  54.4  7.1  1.0  14.1  0.4  27.5   0.4F-13

     

    401 

    4.0 

    60.0 

    7.6  0.3  14.1  0.1  27.8   1.7

    F-14 

    410 

    2.9 

    61.3 

    6.6  0.9  13.0  1.8  26.0  5.4

    Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122  117

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    9/13

    should  have  similar  spreading  behavior  over   the  skin.  A yield  stressvalue

     

    between 

    10 

    and 

    100 

    Pa 

    requires 

    very 

    minimal 

    force 

    to 

    initiatethe

     

    ow 

    (1–10mN 

    force 

    over 

    cm2 area), 

    and 

    hence 

    the 

    cream 

    isexpected  to  be  very  easily  applied  onto  and  spread  over   the  skin.

     3.4.2. 

    Effect  

    of  

    shear  

    rate 

    on 

    sample 

    viscosity

    All 

    tested 

    formulations 

    exhibited 

    similar 

    plastic 

    ow 

    behavioras  compared  to  Zovirax1 (Fig.  6  and  7).  Under  the  low  shearcondition,  the  cream  displays   very  high  viscosity  (10,000  Pa  s),

    giving 

    the 

    rmness 

    feel 

    to 

    the 

    product. 

    As 

    the 

    shear 

    increases,product 

    viscosity 

    quickly 

    reduces 

    (to   0.05).  However,   one  formulation  (DOE-3)  showedslightly

     

    higher 

    viscosity 

    at 

    low 

    (0.001 

    s1) 

    and 

    medium 

    (1 

    s1)shear

     

    rate 

    conditions 

    but 

    slightly 

    lower 

    viscosity 

    at 

    high 

    (>20 

    s1)shear  rate,   suggesting  that  this  particular  formulation  would  havehigher  rmness  feel  to  it  under  the  low  shear  but  easier  to  ow

    during 

    spreading 

    than 

    Zovirax

    1

    Three 

    additional 

    formulations(F12-F14) 

    exhibited 

    similar 

    viscosity 

    proles 

    compared 

    to 

    all 

    theDOE  formulations.

    Fig. 

    6. 

    Viscosity 

    pro

    le 

    of  

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    as 

    function 

    of  

    shear 

    rate 

    (n 

    for 

    Zovirax

    1

    and 

    for 

    other 

    samples).

    Fig.  5.  Yield  stress  of   various  formulations  (n = 5  for  Zovirax1 and  n = 3  for  all  the  other  samples).

    118  Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    10/13

     3.5.  Cream  stability:  rheological  considerations

    It 

    was 

    noticed 

    that 

    during 

    storage 

    all 

    of  

    the 

    DOE 

    formulations(DOE-1

     

    to 

    DOE-11) 

    were 

    accidentally 

    exposed 

    to 

    elevatedtemperature  (32–38 C)  for  an  unknown  period  of   time  due  tothe  air-conditioner  malfunctioning  at  the  facility.   After  such  anexposure,

     

    the 

    yield 

    stress 

    and 

    viscosity 

    of  

    DOE 

    samples 

    weresignicantly  lower  (data  not  shown).  This  suggests  a  destabiliza-tion  of   the  cream  structure.  To  understand  the  effect  of temperature

     

    on 

    cream 

    stability, 

    temperature 

    ramping 

    tests 

    wereperformed

     

    on 

    series 

    of  

    new 

    samples 

    (Zovirax1 and 

    three 

    newformulations  F-12–F-14).  As  shown  in  Fig.  8,  three  new  formula-tions  behaved  similar  to  the  Zovirax1:   the  storage  modulesremained

     

    relatively 

    constant 

    until 

    temperature 

    reached 

    approx.32 C,

     

    above 

    which 

    sample 

    behaved 

    more 

    like 

    liquid. 

    Storage

    under  this  elevated  temperature  conditions  may  accelerate  phase

    separation  under  static  environment,  causing  irreversible  changein

     

    the 

    rheological 

    prole. 

    On 

    another 

    interesting 

    note, 

    the 

    cream'sstorage

     

    modulus 

    was 

    signicantly 

    lower 

    at 

    temperature 

    above32 C  (skin  temperature).  This  makes  it  even  easier  to  spread  thecream  over  the  skin  (in  addition  to  the  shear  rate   effect).

     3.6.  In  vitro  drug   release  study

    The 

    in 

    vitro 

    drug 

    release 

    studies 

    were 

    carried 

    out 

    to 

    detectthe

     

    effect 

    of  

    minor 

    changes 

    in 

    process 

    variables 

    involved 

    in 

    themanufacturing  of   acyclovir  cream  formulations  (FDA,   1997).  Thepercent  of   drug  transported  from  acyclovir  cream  formulationsinto

     

    the 

    dissolution 

    medium 

    ranged 

    from 

    1.74 0.23  to  2.10   0.16based

     

    on 

    the 

    total 

    drug 

    amount 

    (dissolved 

    and 

    undissolved), 

    or

    31.26 

     

    3.37 

    to 

    41.69 

     

    3.18 

    based 

    on 

    aqueous 

    drug 

    amount(assuming  acyclovir  concentration  remains  constant  in  aqueousphase).

     

    At 

    the 

    end 

    of  

    the 

    test, 

    there 

    was 

    still 

    large 

    portion 

    of  

    drugavailable

     

    for 

    release. 

    In 

    order 

    to 

    enhance 

    the 

    passive 

    transport 

    of drug  across  the  skin,  the  thermodynamic  activity  of   drug(s)  ismaintained  high  with  large  quantity  of   drug  in  topical  andtransdermal

     

    products 

    (Allen 

     Jr 

    et 

    al., 

    2005; 

    Davis 

    and 

    Hadgraft,1991;

     

    Iervolino 

    et 

    al., 

    2000; 

    Pellett 

    et 

    al., 

    1994). 

    When 

    the 

    amountof   drug   diffused  per  cm2 of   membrane  was  plotted   against  squareroot   of   time  (Higuchi  diffusion  kinetics),  there  was  a  linearrelationship

     

    with 

    high 

    correlation 

    coef cient 

    (0.9687 

    to 

    0.9987)(USP36-NF31,

     

    2013b). 

    The 

    drug 

    release 

    rate 

    for 

    the 

    acyclovir 

    creamformulations  was  ranging  from  0.32  0.03   to  0.38  0.02  mg/cm2 h0.5.  The  RLD   also  showed  almost  the  same  drug  release  rate

    of  

    0.35 

     

    0.04 

    mg/cm

    2

     

    h

    0.5

    Statistical 

    analysis 

    of  

    the 

    DOE 

    modelFig. 

    8. 

    Temperature 

    effect 

    on 

    storage 

    modulus 

    of  

    acyclovir 

    cream 

    formulations.

    Fig.  7.  Viscosity   of   acyclovir  cream  formulations  at  three  different  shear  rates  (n = 5  for  Zovirax1 and  n  = 3  for  other  samples).

    Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122  119

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    11/13

    showed  that  none  of   the  processing  variables  or  pH  of   aqueousphase  affected drug  release  rate  of   acyclovir  from  the  topical  creamformulations.

     

    Even 

    direct 

    comparison 

    of  

    drug 

    release 

    rates

    between  individual  DOE  cream  formulations  and  RLD  showedno  signicant  difference  (ANOVA  with  Holm–Sidak  test).Because  outliers   are  expected   to occur  on  occasion   with   in  vitro

    drug 

    release testing 

    (for 

    example, 

    due 

    to an 

    air 

    bubble 

    between 

    theproduct

     

    sample 

    and 

    the 

    membrane), 

    nonparametric statisticaltechnique  was used as describedin  USP and FDA guidance  document(FDA,  1997;  USP36-NF31,  2013b).  Since  the  investigated   acyclovircream

     

    formulations 

    (DOE-1–DOE-11, 

    F-12–F-14) 

    are 

    Q1/Q2 

    equiva-lent,

     

    the 

    sameness 

    of  

    these 

    formulations 

    with 

    respect 

    to theirperformance   (in  vitro  drug   release)   may  be  considered   as  level  1change   (due   to possible  minor  variation   in  processing   parameters).The

     

    in 

    vitro drug 

    release 

    rate 

    of  

    DOE 

    formulations, 

    F-12–F-14 

    (testformulations)

     

    were compared 

    against 

    Zovirax1 (Reference 

    formu-lation)   as a  two-stage   test.   If   the 90%  condence interval  for  the  ratio

    of  

    test 

    toreference 

    release 

    rates 

    does 

    not 

    fall 

    within 

    0.75 

    and 

    0.13333(or75–133.33%) 

    in rststage  (6  cells each  for  test  and reference),   four

    additionaltests(12 

    cellseachfortest 

    and 

    reference)werecarriedout.All  the  acyclovir   cream   formulations   except DOE-1, DOE-2,  and  F-12complied   with   the  sameness  of   drug  release  rate  in  rst stage.However,

     

    the 

    DOE-1, 

    DOE-2, 

    and 

    F-12 

    formulations 

    also 

    compliedwith

     

    the 

    sameness 

    of  

    drug 

    release 

    rate 

    at 

    the 

    second 

    stage 

    of  

    testing(Table   3).  These  results   showed   that   that   none   of   the  processingvariables

     

    affected 

    the 

    drug 

    release 

    performance 

    of  

    acyclovirformulations

     

    indicating 

    that 

    Q1/Q2 

    equivalent 

    generic 

    acyclovircream   formulations   can be  prepared   to  match   the  performance  of Zovirax1 (RLD).

     3.7.  Drug   deposition  (or   retained)  in  human   epidermis

    The  in  vitro  drug   permeation  studies  across  human  skin  candetect

     

    the 

    difference 

    in 

    topical 

    delivery 

    of  

    generic 

    acyclovir 

    topical

    creams  which  vary  in  formulation  composition,  and  therefore  usedin  this  study  for  detecting  the  effect  of   process  variables  on  Q1/Q2equivalent

     

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    (Trottet 

    et 

    al., 

    2005). 

    The

    functional  ability  of   acyclovir  topical  dermatological  productsdepends  on  the  ability  of   the  formulation  to  retain  the  drug  at  thesite  of   action  in  basal  layers   of   epidermis.  Drug  retained  inepidermal

     

    layers 

    after 

    24 

    of  

    in 

    vitro 

    skin 

    permeation 

    study 

    wasable

     

    to 

    detect 

    the 

    functionality 

    difference 

    between 

    1% 

    penciclovircream  and  5%  acyclovir  cream  (Hasler-Nguyen  et  al.,  2009).  Hence,the  amount  of   acyclovir  retained  at  the  end  of   24  of   in  vitro  drugpermeation

     

    study 

    (DRE) 

    was 

    determined 

    in 

    the 

    present 

    study.Since

     

    none 

    of  

    the 

    investigated 

    process 

    variables 

    or 

    pH 

    (aformulation  variable)  affected  the  structural  characteristics(viscosity,  yield  stress,  particle  size,  drug  concentration  of   aqueousphase)

     

    and 

    performance 

    (in 

    vitro 

    drug 

    release 

    rate) 

    of  

    acyclovircream

     

    formulations, 

    DRE 

    studies 

    were 

    carried 

    out 

    only 

    with 

    F-12–F-14   cream  formulations  against  Zovirax1 cream  (RLD).  All  the

    three 

    formulations 

    (F-12–F-14)

     

    showed 

    similar 

    structural 

    charac-teristics 

    (viscosity, 

    yield 

    stress, 

    particle 

    size, 

    drug 

    concentration 

    of aqueous

     

    phase) 

    and 

    drug 

    release 

    rate 

    prole as  that  of   RLD,  butdiffer only with  respect  to pH  of   aqueous phase.  The  observed pH of F-12–F-14   acyclovir  cream  formulations  were  5.11, 6.95,  and  8.43,respectively

     

    whereas 

    the 

    pH 

    of  

    Zovirax1 was 

    7.92. 

    As 

    discussedabove,

     

    the 

    pH 

    of  

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    play 

    critical 

    role 

    intheir  functional  ability  to  retain  the  drug  in  the  targeted  layers   of human

     

    epidermis 

    (Shojaei 

    et 

    al., 

    1998).The

     

    mean 

    (S.E.M.)  in  vitro  permeation  parameters  of Zovirax1,  F-12–F-14   acyclovir  cream  formulations  across  humanepidermis  (n = 9)  are  shown  in  Table  4.  There  was  a  steady  statedrug

     

    ux 

    from 

    acyclovir 

    topical 

    cream 

    formulations 

    (F12, 

    F-13, 

    F-14

     

    and 

    Zovirax1) 

    across 

    human 

    epidermis. 

    The 

    quantity 

    of  

    drug

    permeated 

    in 

    24 

    from 

    F-12 

    and 

    F-13 

    were 

    signi

    cantly 

    ( p 

    0.05)higher  when  compared  to  Zovirax1 (about  50%  higher).  Accord-ingly

     

    the 

    steady-state 

    ux 

    of  

    acyclovir 

    from 

    F-12 

    and 

    F-13

     Table  4

    Mean  (S.E.M.)  in  vitro  permeation  parameters  of   Zovirax1,  F-12–F-14  acyclovir  cream  formulations  across  human  epidermis  (n = 9).

    Formulation  Quantity  of   drug  permeated  at  24 h  (mg/cm2)   Flux  (mg/cm2 h)  Drug  retained  in  epidermis,  DRE  (mg/cm2)   after  24 h   of   in  vitro   permeation

    Zovirax1 12.04  1.10   0.78  0.06   2.20  0.34F-12

     

    19.41  1.53** 1.22  0.12** 2.91  0.43

    F-13 

    17.89  1.99* 1.14   0.13* 3.42  0.49

    F-14  16.25   2.24  1.07  0.15  2.16  0.41

    *  p 

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    12/13

    formulations 

    was 

    signicantly 

    higher 

    than 

    Zovirax1 (Fig. 

    9).

    However, 

    neither 

    the 

    ux 

    nor 

    the 

    amount 

    of  

    drug 

    permeated 

    at24 h  from  F-14   was  signicantly  different  to  Zovirax1.The

     

    signicantly 

    higher 

    skin 

    permeation 

    from 

    F-12 

    and 

    F-13compared

     

    to 

    Zovirax1 as 

    shown 

    in 

    Fig. 

    10 

    can 

    be 

    explained 

    on 

    thebasis  of   the  observed  differences  in  their  pH  values.  The  pK a valuesof   acyclovir  are  2.27  and  9.25,  giving  its  isoelectric  point  at  pH  5.76(Shojaei

     

    et 

    al., 

    1998). The 

    pH 

    of  

    F-12 

    (5.11) 

    is 

    closest 

    to 

    the 

    drug'sisoelectric  point,  resulting  in  acyclovir  less  charged  than  in  F-13(pH  6.75),  F-14   (pH  8.43),  and  Zovirax1 (pH  7.92).  The  polarity  of acyclovir

     

    in 

    these 

    four 

    cream 

    formulations 

    increases 

    with 

    anincrease

     

    in 

    the 

    pH 

    of  

    the 

    product. 

    As 

    the 

    non-polar 

    small 

    moleculesare more  skin permeable  than  the polar  counterparts  (Subedi  et  al.,2010),  the  less  charged  acyclovir  in  F-12  achieved  the  highest  skinpermeation,

     

    followed 

    by 

    F-13 

    and 

    F-14, 

    as 

    compared 

    to 

    Zovirax1.The

     

    pH 

    of  

    F-14 

    is 

    the 

    closest 

    to 

    Zovirax1, 

    demonstrating 

    similarskin  permeation  proles (Table  4).Therapeutic  performance  of   topically  applied  dermatological

    creams 

    depends 

    on 

    their 

    ability 

    to 

    act 

    locally 

    in 

    epidermal/dermallayers

     

    of  

    skin. 

    In 

    case 

    of  

    acyclovir 

    topical 

    dermatological 

    creams,the  site  of   therapeutic  action  is  basal  epidermal  layers   (Parry  et  al.,1992).  Hence,  it   is  necessary  to  determine  the  amount  of   drugretained/deposited

     

    in 

    epidermis 

    (DRE) 

    at 

    the 

    end 

    of  

    24 

    of  

    in 

    vitro

    permeation  study.  This  represents  the  best  quality   metrics  toassess

     

    the 

    in 

    vitro 

    performance 

    of  

    acyclovir 

    topical 

    dermatologicalcreams.

     

    The 

    mean 

    (S.E.M.)  amount  of   drug  retained  in  epidermis(DRE)  with  Zovirax1was  2.20    0.34 mg/cm2.  The  DRE  values  withF-12–F-14   were  2.91 0.43,  3.42   0.49,  and  2.16  0.41 mg/cm2,respectively.

     

    However, 

    there 

    was 

    no 

    statistical 

    signicant 

    differ-ence

     

    in 

    DRE 

    values 

    of  

    F-12–F-14 

    formulations 

    when 

    compared 

    tothat  observed  with  Zovirax1 (Table  4).  Although  not  statisticallysignicant,  F-12  and  F-13   exhibited  greater  DRE  and  skinpermeation

     

    ux 

    than 

    Zovirax1, 

    also 

    indicating 

    the 

    pH 

    effect 

    ontheir

     

    in 

    vitro 

    performance. 

    The 

    ability 

    of  

    epidermis 

    to 

    retain 

    thedrug  in  its  layers   is  a  saturation  process.  Since  acyclovir  creamformulations  are  in  contact  with  the  epidermis  for  24 h,  it   ispossible

     

    that 

    their 

    functional 

    ability 

    reached 

    to 

    saturation 

    levels,and

     

    thus 

    the 

    DRE 

    values 

    are 

    not 

    signicantly 

    different. 

    The 

    DREvalues   were   also  expressed  as  the  amount  (mg)  of   acyclovirretained  per  cm3 (ml)  of   epidermis.  The   volume  of   exposedepidermis

     

    was 

    calculated 

    by 

    multiplying 

    the 

    average 

    thickness 

    of human

     

    epidermis 

    (0.007127 

    cm) 

    with 

    exposed 

    area 

    (1.717 

    cm2).The  mean  (S.E.M.)  DRE  with  Zovirax1 was  308.4  47.9 mg/mlwhereas  the  DRE  values  with  F-12–F-14   were  408.4  60.8,497.7

      68.3  and  303.7  57.2  mg/ml,  respectively.   These  drugconcentrations

     

    available 

    in 

    epidermal 

    layers 

    are 

    in 

    far 

    more 

    than

    the  desired  IC50  values  of   acyclovir  (0.02–13.5mg/ml)   to  producetherapeutic  effect  (Zovirax,  2002).  The  results  of   in  vitro  drugpermeation

     

    studies 

    across 

    human 

    epidermis 

    suggest 

    that 

    Q1/Q2equivalent

     

    generic 

    acyclovir 

    topical 

    cream 

    products 

    show 

    same-ness  in  terms  of   functional  ability  to  provide  the  desiredtherapeutic  drug  concentrations  at  the  targeted  site  of   action  inepidermal

     

    layers.It

     

    is 

    well 

    known 

    that 

    change 

    in 

    formulation 

    composition 

    of acyclovir  topical  creams  affects  their  therapeutic  ef cacy.   Forexample,  it   was  reported  that  generic  acyclovir  topical  creamscontaining

     

    varying 

    levels 

    of  

    propylene 

    glycol 

    exhibited 

    differencesin  therapeutic  ef cacy  (Trottet   et   al.,  2005).  However,   in  thepresent  study  formulation  excipients  and  their  composition  werekept

     

    the 

    same 

    (Q1/Q2). 

    The 

    results 

    suggested 

    generic 

    acyclovir

    creams  can  be  manufactured  to  obtain  identical  performance  asthat  of   RLD  with  Q1/Q2/Q3.

    4. 

    Conclusions

    Quality  by  Design  approach  was  used  to  identify  the  effect   of process  variability  on  structural  and  functional  sameness  (Q3)  of qualitatively

     

    (Q1) 

    and 

    quantitatively 

    (Q2) 

    equivalent 

    genericacyclovir

     

    topical 

    dermatological 

    cream 

    products 

    in 

    comparisonwith  RLD  (Zovirax1).  The  investigated  critical  process  variables(homogenization  speed,  homogenization  time,  emulsicationtemperature)

     

    did 

    not 

    affect 

    the 

    structural 

    and 

    functional 

    character-istics

     

    with 

    respect 

    to 

    content 

    uniformity, 

    particle 

    size, 

    spreadabili-ty  on  skin  (yield  stress),  viscosity  (at  low,  medium,  and  high  shear

    rates), 

    drug 

    concentration 

    in 

    aqueous 

    phase, 

    and 

    in 

    vitro 

    drugrelease. 

    Although 

    not 

    statistically 

    signicant, 

    acyclovir 

    creamswith

     

    pH 

    of  

    5.11 

    (F-12) 

    and 

    6.75 

    (F-13) 

    exhibited 

    greater 

    DRE 

    andskin  permeation  ux  than  Zovirax1 indicating  the  pH  effect  ontheir  in  vitro  performance.  The  thermo-rheological  characteriza-tion

     

    suggested 

    that 

    storage 

    conditions 

    above 

    30 C 

    should 

    beavoided

     

    as 

    it 

    may 

    bring 

    irreversible 

    changes 

    in 

    storage 

    modulusaffecting  product  storage  stability.   The   study  concluded  thatgeneric  Q1/Q2  equivalent  acyclovir  topical  creams  can  bemanufactured

     

    with 

    similar 

    Q3 

    matching 

    to 

    RLD.

    Conict  of   interest

    This 

    scientic 

    contribution 

    is 

    intended 

    to 

    support 

    regulatory

    policy 

    development. 

    The 

    views 

    presented 

    in 

    this 

    article 

    have 

    not

    Fig.   10.  Mean  (S.E.M.)  amount  of   drug  permeated  from  Zovirax1,  F-12–F-14

    acyclovir 

    cream 

    formulations 

    across 

    human 

    epidermis 

    (n = 

    9).

    Fig.   9.  Mean  (S.D.)  drug  release  rate  of   acyclovir  from   acyclovir  topical  creamformulations  (n = 12  to18).

    Y.S.R.  Krishnaiah  et   al.  /   International   Journal  of   Pharmaceutics  475  (2014)  110–122  121

  • 8/21/2019 1-s2.0-S037851731400533X-main (1)

    13/13

    been  adopted  as  regulatory  policies  by  the  Food  and  DrugAdministration

     

    at 

    this 

    time.

     Acknowledgements

    Of ce 

    of  

    Generic 

    Drugs 

    is 

    gratefully 

    acknowledged 

    for 

    providingfunding

     

    to 

    carry 

    out 

    this 

    research. 

    The 

    authors 

    would 

    like 

    to 

    thankRobert   Hunt  for  his  help  with  the  in  vitro  drug  release  studies.  TheNational  Disease  Research  Interchange  (NDRI,  Philadelphia,  PA,USA)

     

    is 

    also 

    acknowledged 

    for 

    providing 

    the 

    human 

    cadaver 

    skin.

    References

    21CFR320.1,  2014.  Title   21:  Food  and  Drugs:  Part  320—Bioavailability  andBioequivalence  Requirements,  Subpart  A—General  Provisions.  Available  athttp://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-idx?c=ecfr&sid=a2c8242fba4332eaa1-b90947931245a3&rgn=div5&view=text&node=21:5.0.1.1.7&id-no=21#21:5.0.1.1.7.1.1.1H   (accessed  30.3.14).

    21CFR320.24,  2014.  Title  21:  Food  and  Drugs:  PART   320—Bioavailability  andBioequivalence  Requirements,  Subpart  B—Procedures  for  Determining  theBioavailability

     

    or 

    Bioequivalence 

    of  

    Drug 

    Products. 

    Available 

    at 

    http://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?SID=301bbb87cfab41036bc82f497f1aa9aa&no-de=pt21.5.320&rgn=div5#se21.5.320_124  (accessed  30.3.2014).

    Acosta,  E.P.,  Flexner,   C.,  2011.  Chapter  58:  Antiviral  agents  (Nonretroviral),  In:Brunton,  L.L.,  Chabner,   B.A.,  Knollmann,  B.C.  (Eds.),  Goodman  &  Gilman's  ThePharmacological

     

    Basis 

    of  

    Therapeutics. 

    twelfth 

    ed. 

    McGraw 

    Hill, 

    New 

    York

    Available 

    at 

    http://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?book-id=374&Sectionid=41266269  (accessed  22.4.14).

    Andersen,  F.,  Hedegaard,  K.,  Petersen,  T.K.,   Bindslev-Jensen,  C.,  Fullerton,  A.,Andersen,  K.E.,  2006.  The  hairless  guinea-pig  as  a  model  for  treatment  of cumulative   irritation  in   humans.  Skin.  Res.   Technol.   12,  60–67.

    Barnes, 

    H.A., 

    1999. 

    The 

    yield 

    stress 

    – 

    review 

    or 

    ‘pi 

    alpha 

    nu 

    tau 

    alpha 

    rho 

    epsiloniota'  –  everything  ows?   J  Non-Newton.  Fluid.  Mech.  81,  133–178.

    Barry,   B.W.,  Grace,  A.J.,  1972.  Sensory  testing  of   spreadability:  investigation  of rheological  conditions  operative  during  application  of   topical  preparations.   J.Pharm.  Sci.  61,  335–341.

    Bhandari, 

    M., Lochner, 

    H., 

    Tornetta, 

    P., 

    2002. 

    Effect 

    of  

    continuous 

    versusdichotomous  outcome  variables  on  study   power  when  sample  sizes  of orthopaedic  randomized  trials  are  small.  Arch.  Orthop.  Traum.  Su.  122,   96–98.

    Chang,  R.K.,  Raw,  A.,  Lionberger,   R.,  Yu,  L.,  2013a.  Generic  development  of   topicaldermatologic  products,  part  II:  quality  by   design  for  topical  semisolid  products.AAPS

     

     J. 

    15, 

    674–683.Chang,  R.K.,  Raw,  A.,   Lionberger,   R.,  Yu,  L.,  2013b.  Generic  development  of   topical

    dermatologic  products:  formulation  development,  process  development,  andtesting  of   topical  dermatologic  products.  AAPS    J.  15,  41–52.

    Davis,  A.F.,   Hadgraft,   J.,  1991.  Effect  of   supersaturation  on  membrane-transport.  1.Hydrocortisone  acetate.  PInt.   J.  Pharm.  76,  1–8.

    Donner,  A.,   Eliasziw,  M.,  1994.   Statistical  implications  of   the  choice  between  adichotomous  or  continuous  trait  in  studies  of   interobserver  agreement.Biometrics  50,  550–555.

    EMA,2000. Committee  for  Proprietary Medicinal Products: note   for guidance  on  theinvestigation  of   bioavailability  and  bioequivalence.  Available  at  http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientic_guideline/2009/09/WC500003519.pdf   (accessed  30.03.14).

    FDA, 

    1997. 

    Guidance 

    for 

    Industry. 

    Nonsterile 

    semisolid 

    dosage 

    forms, 

    scale-up 

    andpostapproval  changes:  chemistry,  manufacturing,  and  controls;  in   vitro  releasetesting  and  in   vivo  bioequivalence documentation.  Available  at http://www.fda.gov/downloads/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm070930.pdf   (accessed  30.03.14).

    FDA, 

    2010. 

    Guidance 

    for 

    Industry 

    Bioequivalence 

    Recommendations 

    for 

    SpecicProducts.  Available  at  http://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceCom-plianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM072872.pdf   (accessed  30.03.14).

    FDA,  2012.  Draft  guidance  on  acyclvir.   Available  at  http://www.fda.gov/downloads/

    Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM296733.pdf  

    (accessed 

    30.03.14).FDA,  2013.  Draft  guidance  on  cyclosporine.  Available  at  http://www.fda.gov/

    downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM358114.pdf   (accessed  30.03.14).

    Franck,  A.,  Understanding  Rheology  of   Structured  Fluids  (Technical  Note   AAN016;TA Instruments).

     

    Available 

    at 

    http://www.tainstruments.com/pdf/literature/AAN016_V1_U_StructFluids.pdf 

     

    (accessed 

    30.03.14).Hasler-Nguyen,   N.,  Shelton, D.,  Ponard, G., Bader,  M., Schaffrik,  M., Mallefet,  P., 2009.

    Evaluation  of   the  in  vitro  skin  permeation  of   antiviral  drugs  from  penciclovir 1%

    cream  and  acyclovir  5%  cream used  to  treat herpes  simplex  virus   infection. BMCDermatol.  9,  3.

    Hayton,   W.L.,  Chen,  T.,  1982.   Correction  of   perfusate  concentration  for  sampleremoval.

     

     J. 

    Pharm. 

    Sci. 

    71, 

    820–821.Herkenne,  C.,  Alberti,  I.,  Naik,  A.,  Kalia,  Y.N.,  Mathy,  F.X.,  Preat,  V.,  Guy,  R.H.,  2008.  In

    vivo  methods  for  the  assessment  of   topical  drug  bioavailability.  Pharmaceut.Res.  25,  87–103.

    Iervolino,  M., Raghavan,  S.L.,  Hadgraft,   J.,  2000.  Membrane  penetration  enhance-ment

     

    of  

    ibuprofen 

    using 

    supersaturation. 

    Int. 

     J. 

    Pharm. 

    198, 

    229–238.Krishnaiah,  Y.S.R.,   Al-Saidan,  S.M.,  Chandrasekhar,  D.V.,  Rama,  B.,  2006.  Effect  of 

    nerodilol  and  carvone  on  in  vitro  permeation  of   nicorandil  across  rat  epidermal

    membrane. 

    Drug 

    Dev. 

    Ind. 

    Pharm. 

    32, 

    423–435.Kristl,  A.,   Vesnaver,   G.,  Mrhar,  A.,  Kozjek,  F., 1993.  Evaluation  of   partitioning  and

    solubility 

    data 

    for 

    some 

    guanine 

    derivatives 

    in 

    terms 

    of  

    mutual 

    miscibility 

    of octanol

     

    and 

    water 

    phase. 

    Pharmazie 

    48, 

    608–610.Kryscio,  D.R.,  Sathe,  P.M.,  Lionberger,   R.,  Yu,  L.,  Bell,  M.A.,   Jay,  M., Hilt,   J.Z.,  2008.

    Spreadability  measurements  to  assess   structural  equivalence  (Q(3))  of   topicalformulations  –  a  technical  note.   AAPS   Pharmscitech  9,  84–86.

    Lionberger, 

    R.A., 

    2008. 

    FDA 

    critical 

    path 

    initiatives: 

    opportunities 

    for 

    generic 

    drugdevelopment.

     

    AAPS 

     J. 

    10, 

    103–109.Mateus,  R.,  Abdalghafor,  H.,  Oliveira,  G.,  Hadgraft,   J.,  Lane,  M.E.,  2013.  A  new

    paradigm  in  dermatopharmacokinetics  –  confocal  Raman  spectroscopy.  Int.    J.Pharm.  444,  106–108.

    N'Dri-Stempfer,   B.,  Navidi,  W.C.,  Guy,  R.H.,  Bunge,  A.L.,  2008.  Optimizing  metrics  forthe

     

    assessment 

    of  

    bioequivalence 

    between 

    topical 

    drug 

    products. 

    Pharmaceut.Res.  25,  1621–1630.

    N'Dri-Stempfer,   B.,  Navidi,  W.C.,   Guy,  R.H.,  Bunge,  A.L.,  2009.   Improved  bioequiva-lence  assessment  of   topical  dermatological  drug  products  using  dermatophar-macokinetics.  Pharmaceut.  Res.  26,  316–328.

    Narkar, 

    Y., 

    2010. 

    Bioequivalence 

    for 

    topical 

    products 

    – 

    an 

    update. 

    Pharmaceut. 

    Res.

    27,  2590–2601.Navidi,  W.,  Hutchinson,  A.,  N'Dri-Stempfer,   B.,  Bunge,  A.,  2008.   Determining

    bioequivalence  of   topical  dermatological  drug  products  by   tape-stripping.   J.Pharmacokinet.  Phar.   35,  337–348.

    Pal, 

    R., 

    1999. 

    Yield 

    stress 

    and 

    viscoelastic 

    properties 

    of  

    high 

    internal 

    phase 

    ratioemulsions.

     

    Colloid. 

    Polym. 

    Sci. 

    277, 

    583–588.Parry,   G.E.,  Dunn,  P., Shah,  V.P.,  Pershing,  L.K.,  1992.  Acyclovir  bioavailability  in

    human  skin.   J.  Invest.  Dermatol.  98,  856–863.Pellett,  M.A.,  Davis,  A.F., Hadgraft,  J., 1994.   Effect  of   supersaturation  on  membrane-

    transport.  2.  Piroxicam.  Int.   J.  Pharm.  111,  1–6.Shah,

     

    V.P., 

    Flynn, 

    G.L., 

    Yacobi, 

    A., 

    Maibach, 

    H.I., 

    Bon, 

    C., 

    Fleischer, 

    N.M., 

    Franz, 

    T.J.,Kaplan,  S.A.,  Kawamoto,    J.,  Lesko,  L.J.,  Marty,    J.P.,  Pershing,  L.K.,  Schaefer,   H.,Sequeira,  J.A.,  Shrivastava,  S.P.,  Wilkin,  J.,  Williams,  R.L., 1998.   Bioequivalence  of topical dermatological dosage  forms  – methods of   evaluation  of  bioequivalence.Pharmaceut.  Res.  15,  167–171.

    Shojaei, 

    A.H., 

    Berner, 

    B., 

    Li, 

    X.L., 

    1998. 

    Transbuccal 

    delivery 

    of  

    acyclovir: 

    In 

    vitrodetermination  of   routes  of   buccal   transport.  Pharmaceut.  Res.  15,  1182–1188.

    Subedi, 

    R.K., 

    Oh, 

    S.Y., 

    Chun, 

    M.K., 

    Choi, 

    H.K., 

    2010. 

    Recent 

    advances 

    in 

    transdermal

    drug 

    delivery. 

    Arch. 

    Pharm. 

    Res. 

    33, 

    339–

    351.Trottet,   L.,  Owen,  H.,  Holme,  P.,  Heylings,   J.,  Collin,  I.P.,  Breen,  A.P.,  Siyad,  M.N.,Nandra,

     

    R.S., 

    Davis, 

    A.F., 

    2005. 

    Are 

    all 

    aciclovir 

    cream 

    formulations 

    bioequiva-lent?  Int.   J.  Pharm.  304,  63–71.

    USP36-NF31,   2013a.  General  Chapter:  Topical  and  Transdermal  Drug  Products-Product  Quality  Tests.   Available  at  http://www.uspnf.com/uspnf/pdf/down-load?usp=36&nf=31&s=2&q=usp36nf31s2_c3.pdf&of cialOn=December(accessed  30.3.14)   US  Pharmacopeia,  Rockville,  MD, USA.

    USP36-NF31,   2013b. General  chapter   Semisolid drug products-Performancetests.  Available  at  http://www.uspnf.com/uspnf/pdf/download?usp=36&nf=31&s=2&q=usp36nf31s2_c1724.pdf&of cialOn=December(accessed  30.3.14).   US  Pharmacopeia,  Rockville,  MD, USA,  pp.  5778-5788.

    USP36-NF31,   2013c.   General  Chapter    Errata  to  second  supplement,Chromatography.   Available  at  http://www.uspnf.com/uspnf/pub/index?usp=36&nf=31&s=1&of cialOn=August%201,%202013  (accessed  30.3.14).   USPharmacopeia,

     

    Rockville, 

    MD, 

    USA, 

    pp. 

    1-7.Yacobi,  A.,   Shah, V.P.,  Bashaw,  E.D., Benfeldt,  E.,  Davit,  B.,  Ganes, D., Ghosh,  T.,  Kanfer,

    I.,  Kasting,  G.B.,  Katz,  L.,  Lionberger,  R.,  Lu,  G.W.,  Maibach,  H.I.,  Pershing,  L.K.,Rackley,   R.J.,  Raw,  A.,   Shukla,  C.G.,  Thakker,   K.,  Wagner,  N.,  Zovko,  E.,  Lane,  M.E.,

    2014. Current