Comparative evaluation of hydrophilic bases for improved delivery of Benzoic acid and Salicylic acid in antimicrobial ointment

Abstract

Background: Benzoic acid (BA) and salicylic acid (SA) combined are used as choice topical treatment for fungal and bacterial infections but their delivery is affected by ointment vehicle, among other factors. With aim to achieve improved release and antimicrobial activity in ointment formulation of these medicaments through selection of more efficient vehicle(s), this study comparatively evaluated prospective alternatives to the
compendium-specified base for delivery potential and relevant physical properties.
Methodology: Water-sorption capacity, rheological characteristics and heat-tolerance limits of six hydrophilic bases [hydrous ointment (HO), hydrous sheabutter (HS), neat sheabutter (NS), lanolin anhydrous (LA), lanolin hydrous (LH), and emulsifying ointment (EO)] and their ointment products containing 1, 2, 3, or 6% w/w of BA or SA were determined. Drug delivery propensity of the products was evaluated by agar diffusion colorimetric assay, while their antimicrobial activities were determined by hole-in-plate agar diffusion assay against selected type organisms (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans and Candida pseudotropicalis).
Results: BA was released in relatively larger quantity and demonstrated greater antimicrobial activity than SA in most bases. The released quantities of each medicament correlated directly with concentration and antimicrobial activities. The rates and extents of drug release followed a similar trend in different vehicles namely, HO > HS > NS ≥ EO > LA ≈ LH. Water number of base, ointment preparation method, viscosity, or heat-tolerance showed no influence on drug release or antimicrobial activity.
Conclusion: HO and HS are better vehicles for delivery of BA and SA in ointment than EO which is the prototypical base.

Keywords: Benzoic acid, Salicylic acid, Antimicrobial activity, Ointment base, Delivery factors

French Title: Évaluation comparative des bases hydrophiles pour une meilleure administration d'acide benzoïque et d'acide salicylique dans une pommade antimicrobienne

Contexte: L'acide benzoïque (BA) et l'acide salicylique (SA) combinés sont utilisés comme traitement topique de choix pour les infections fongiques et bactériennes, mais leur administration est affectée par le véhicule de la pommade, entre autres facteurs. Dans le but d'améliorer la libération et l'activité antimicrobienne dans la  formulation de pommade de ces médicaments grâce à la sélection de véhicules plus efficaces, cette étude a évalué comparativement des alternatives potentielles à la base spécifiée dans le compendium pour le potentiel d'administration et les propriétés physiques pertinentes.
Méthodologie: Capacité de sorption de l'eau, caractéristiques rhéologiques et limites de tolérance à la chaleur de six bases hydrophiles [pommade hydratée (HO), beurre de karité hydraté (HS), beurre de karité pur (NS), lanoline anhydre (LA), lanoline hydratée (LH), et onguent émulsifiant (EO)] et leurs produits de pommade contenant 1, 2, 3 ou 6% p/p de BA ou SA ont été déterminés. La propension à l'administration de médicaments des produits a été évaluée par un essai colorimétrique de diffusion sur gélose, tandis que leurs activités antimicrobiennes ont été déterminées par un essai de diffusion sur gélose en plaque contre des organismes de type sélectionné (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans et Candida pseudotropicalis).
Résultats: BA a été libéré en quantité relativement plus grande et a démontré une plus grande activité antimicrobienne que SA dans la plupart des bases. Les quantités libérées de chaque médicament étaient directement liées à la concentration et aux activités antimicrobiennes. Les taux et l'étendue de la libération de médicaments ont suivi une tendance similaire dans différents véhicules, à savoir HO> HS> NS ≥ EO> LA ≈ LH. Le nombre d'eau de base, la méthode de préparation de la pommade, la viscosité ou la tolérance à la chaleur n'ont montré aucune influence sur la libération du médicament ou l'activité antimicrobienne.
Conclusion: HO et HS sont de meilleurs véhicules pour la livraison de BA et SA en onguent que EO qui est la base prototypique.

Mots-clés: acide benzoïque, acide salicylique, activité antimicrobienne, base de pommade, facteurs de délivrance