ETD

• Antitussive syrups
• Dynamic wetting
• Film-forming properties
• Medical devices
• Mucin interaction
• Mucoadhesion
• Mucosal protection
• Pseudoplasticity
• Reconstructed human oral epithelium
• Rheological proprietaries
• Surface tension
• Tissue viability
• Wettability

Locally acting antitussive syrups classified as medical devices represent a symptomatic therapeutic approach to cough, primarily relying on mechanical and protective effects at the mucosal surface. The ability of a liquid formulation to spread over and interact with the mucosal surface is governed by a combination of physicochemical, interfacial, and rheological properties, including viscosity, surface tension, wettability, and interactions with mucin.
The aim of this study was to characterize and compare two commercially available pediatric antitussive syrups, Fluimucil Herbal Bambini® and Grintuss Pediatric®, with particular focus on their physicochemical, interfacial, and rheological properties and their interaction with a mucin-based substrate. The formulations were characterized in terms of pH and osmolality, while their interfacial properties were investigated by measuring surface tension using the Wilhelmy plate method. Surface wettability was assessed on porcine gastric mucin pellets by measuring the contact angle, spreading coefficient, work of adhesion, and dynamic wetting behavior. The interaction between the formulations and mucin, as an indicator of potential mucoadhesive behavior, was further investigated by rheological analysis of syrup/mucin mixtures prepared at different concentration ratios.
Fluimucil Herbal Bambini® exhibited superior initial wettability, a higher work of adhesion, and a more pronounced pseudoplastic behavior, consistent with a faster shear-responsive response. Conversely, Grintuss Pediatric® showed more pronounced dynamic wetting and greater interfacial reorganization, suggesting a dynamic film-forming behavior. The addition of mucin resulted in a marked increase in mixture viscosity, with the effect becoming progressively more pronounced at increasing mucin concentrations.
The biological performance of the formulations was subsequently evaluated using the reconstructed human oral epithelium model ORL-200. The formulations were tested following dilution in culture medium at ratios of 1:4, 1:6, 1:10, and 1:20. Tissue tolerability and potential protective effects against epithelial damage were assessed following direct exposure of the reconstructed tissues and subsequent challenge with 0.5% sodium dodecyl sulfate (SDS), used as a standardized irritant. Tissue viability was quantified by the MTT assay.
Both formulations demonstrated good tissue tolerability under the experimental conditions investigated. Notably, Fluimucil Herbal Bambini® exhibited a protective effect against SDS-induced epithelial damage, significantly attenuating the reduction in tissue viability at the 1:4 and 1:10 dilution ratios.
Overall, the findings demonstrate that the two formulations exhibit distinct physicochemical, interfacial, and rheological profiles, which translate into different patterns of interaction with the mucosal substrate. The integration of physicochemical and rheological characterization with an in vitro reconstructed oral epithelium model provides complementary information on formulation–mucus and formulation–tissue interactions and highlights the potential relevance of these properties to the functional performance of locally acting antitussive medical devices.

Gli sciroppi antitussivi ad azione locale classificati come dispositivi medici rappresentano una strategia di trattamento sintomatico della tosse basata prevalentemente su un’azione meccanico-protettiva a livello della mucosa.
La capacità di una formulazione liquida di distribuirsi sulla superficie mucosale e di interagire con il substrato biologico dipende da diverse proprietà chimico-fisiche, superficiali e reologiche, tra cui viscosità, tensione superficiale, bagnabilità e interazione con la componente mucinica.
In questo contesto, il presente lavoro ha avuto lo scopo di caratterizzare e confrontare due formulazioni commerciali di sciroppo pediatrico, Fluimucil Herbal Bambini® e Grintuss Pediatric®, valutandone le principali proprietà chimico-fisiche e reologiche e il comportamento in presenza di un substrato mucoso.
La caratterizzazione ha previsto la determinazione di pH ed osmolarità, delle proprietà interfacciali valutando la capacità degli sciroppi di ridurre la tensione superficiale (metodo di Wilhelmy) e di bagnare un substrato di mucina mediante la misura dell’angolo di contatto, su pellet di mucina gastrica suina, del coefficiente di spargimento e del lavoro di adesione oltre che il wetting dinamico. L’interazione con la mucina, indice di proprietà mucoadesiva, è stata determinata attraverso misure reologiche miscele sciroppo/mucina a diversi rapporti di concentrazione.
Il prodotto Fluimucil Herbal Bambini® ha riportato una migliore bagnabilità iniziale, un maggiore lavoro di adesione di superficie, una maggiore pseudoplasticità quindi una risposta più rapida (profilo: shear responsive). Il Grintuss Pediatric® presenta un wetting dinamico più marcato e una maggiore riorganizzazione interfacciale (profilo: film forming dinamico).
La presenza di mucina ha determinato un marcato incremento della viscosità delle miscele, con un effetto più evidente alle concentrazioni più elevate di mucina.
Successivamente è stata effettuata una valutazione biologica mediante il modello di epitelio orale umano ricostituito ORL-200. Le formulazioni sono state valutate dopo diluizione in terreno di coltura ai rapporti 1:4, 1:6, 1:10 e 1:20. La tollerabilità delle formulazioni e il loro eventuale effetto protettivo nei confronti di un danno epiteliale sono stati studiati mediante esposizione diretta dei tessuti e successivo trattamento con SDS allo 0,5%, utilizzato come stimolo irritativo standardizzato. La vitalità tissutale è stata determinata mediante saggio MTT.
Entrambe le formulazioni hanno mostrato una buona tollerabilità alle condizioni investigate. Inoltre, il trattamento con Fluimucil Herbal Bambini® ha evidenziato un effetto protettivo nei confronti del danno indotto da SDS, con una significativa attenuazione della riduzione della vitalità tissutale alle diluizioni 1:4 e 1:10.
Nel complesso, lo studio ha permesso di integrare la caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche, interfacciali e reologiche delle formulazioni con una prima valutazione della loro risposta biologica su un modello di epitelio orale ricostituito, evidenziando differenze nel comportamento delle due formulazioni sia nei confronti del substrato mucosale che nell’interazione con il tessuto epiteliale.