Свойства нанокапсулированного L-аргинина и резвератрола в водорастворимых полимерах

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК: 615. 22:615. 014. 6

DOI: 10. 18 413/2313−8971−2015−1-4−45−50

Богачёв И. А. Кролевец А.А.

СВОЙСТВА НАНОКАПСУЛИРОВАННОГО L-АРГИНИНА И РЕЗВЕРАТРОЛА В ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРАХ

1) аспирант кафедры фармакологии медицинского университета НИУ «БелГУ» ул. Победы, 85, г. Белгород, РФ, 308 005. e-mail: bogachev91@yandex. com 2) доктор химических наук, доцент. кафедры пищевой химии НИУ «БелГУ» ул. Победы, 85, г. Белгород, РФ, 308 005. e-mail: a_krolevets@inbox. ru

Аннотация: Статья посвящена анализу свойств нанокапсулированных, L-аргинина и резвератрола методом анализа траекторий наночастиц и изучению их супрамолекулярных свойств методом самоорганизации.

Ключевые слова: нанокапсулы, самоорганизация, L-аргинин, резвератрол, NTA-метод (метод анализа траекторий наночастиц).

Bogachev I.A. PROPERTIES OF NANO ENCAPSULATED L-ARGININE

Krolevets A.A. AND RESVERATROLE IN THE WATER-SOLUBLE POLYMERS

1) PhD student, Department of pharmacology. Belgorod State National Research University 85 Pobedy St., Belgorod, 308 015, Russia. e-mail: bogachev91@yandex. com 2) Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Department of Food Chemistry Belgorod State National Research University. 85 Pobedy St., Belgorod, 308 015, Russia. e-mail: a_krolevets@inbox. ru

Abstract: This article analyzes the characteristics nanokapsulirovannyh, L-arginine and resveratrol by nanoparticle tracking analysis and the study of their properties by supramolecular self-organization.

Key words: nanocapsules, self-organization, L-arginine, resveratrol, NTA-method (nanoparticle tracking analysis).

Введение. Процесс микрокапсулирования находит наибольшее применение в фармацевтической промышленности за счет того, что лекарственные препараты, заключенные в полимерную оболочку, обладают рядом полезных свойств. Преимущества микрокапсулированной формы лекарственных веществ:

а) предохранение неустойчивых

лекарственных препаратов от воздействия внешней среды (витамины, антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки и др.) —

б) маскировка вкуса горьких и тошнотворных лекарств-

в) высвобождение лекарственных веществ в нужном участке желудочно-кишечного тракта (кишечно-растворимые микрокапсулы) —

г) пролонгированное действие. Смесь

микрокапсул, отличающихся размером, толщиной и природой оболочки, помещенная в одну капсулу, обеспечивает поддержание

определенного уровня лекарства в организме и

эффективное терапевтическое действие в течение длительного времени-

д) совмещение в одном вместилище несовместимых между собой в чистом виде лекарств (использование разделительных покрытий) [1, 2, 3, 5].

Микрокапсулированием называется процесс заключения небольших количеств вещества в оболочку пленкообразующего материала (микрокапсулу) [3]. Содержимое микрокапсул может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии и представлять собой индивидуальное вещество или смесь- размер микрокапсул — от долей мкм до несколько мм- содержание капсулируемого вещества обычно составляет 70−85% от массы капсулы (иногда 95−99%). Оболочка микрокапсул может быть одно-или многослойной (толщина — от долей мкм до несколько десятков мкм), а в зависимости от свойств образующего ее вещества — эластичной или жесткой [2].

Методы микрокапсулирования могут быть разделены на три основные группы. Первая группа — физико-химические методы, которые включают коацервацию, осаждение

нерастворителем, образование новой фазы при изменении температуры, упаривание летучего растворителя, отверждение расплавов в жидких средах, экстракционное замещение, высушивание распылением, физическую адсорбцию [5]. Ко второй группе относятся химические методы: образование новой фазы путем сшивания полимеров, поликонденсация и полимеризация. Наконец, третья группа — это физические методы: напыление в псевдоожиженном слое, экструзия и конденсация паров. Такая классификация, в основу которой положена природа процессов, протекающих при микрокапсулировании, достаточно условна. На практике часто используется сочетание различных методов [2].

Поверхностно'--активные вещества (ПАВ) используют в процессах микрокапсулирования главным образом для повышения устойчивости дисперсных систем, преимущественно таких, в которых на стадиях диспергирования капсулируемого вещества образуется эмульсия. В системах, в которых одной из фаз является вода,

роль поверхностно-активных веществ достаточно хорошо изучена [4].

При определении наиболее пригодного метода для каждого конкретного случая исходят из заданных свойств конечного продукта, стоимости процесса и многих других факторов. Однако главным образом выбор метода определяется свойствами исходного

капсулируемого вещества [3].

Основная часть. В данной статье приведены свойства полученного нанокапсулированного L-аргинина и резвератрола в различных оболочках, в качестве которых использовались альгинат натрия, ксантановая и конжаковая камеди.

Исследование самоорганизации микрокапсул проводили следующим образом. Порошок инкапсулированного в натрий

карбоксиметилцеллюлозе ароматизатора «кофе» растворяли в воде, каплю наносили на покровное стекло и выпаривали. Высушенная поверхность сканировали методом конфокальной микроскопии на микроспектрометре OmegaScope, производства AIST-NT (г. Зеленоград), совмещенном с конфокальным микроскопом. Полученные результаты представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Самоорганизация L-аргинина в альгинате натрия при концентрации 0,125% и соотношении ядро:

оболочка 1:3 при увеличении в 2830 раз

Figure 1. Self-organization of L-arginine, sodium alginate at a concentration of 0. 125% and a ratio of core:

shell 1: 3 at a magnification of 2830 times

Рисунок 2. Самоорганизация резвератрола в ксантановой камеди при концентрации 0,25% и соотношении ядро: оболочка 1:3 при увеличении в 2830 раз Figure 2. Self-organization of resveratrol in xanthan gum at a concentration of 0. 25% and a ratio of core:

shell 1: 3 at a magnification of 2830 times

Для измерения размеров наночастиц применялась методика анализа траекторий наночастиц — это метод визуализации и изучения наночастиц в растворах, разработанный компанией Nanosight (Великобритания). В его основе лежит наблюдение за Броуновским движением отдельных наночастиц, скорость которого зависит от вязкости и температуры жидкости, а также размера и формы наночастицы. Это позволяет использовать данный принцип для измерения размера наночастиц в коллоидных растворах. В дополнение к размеру, одновременно возможно измерение

интенсивности рассеяния света индивидуальной наночастицей, что позволяет дискриминировать наночастицы по их материалу. Третьим измеряемым параметром является концентрация каждой из фракций наночастиц [6].

Метод активно набирает популярность в научной среде. Так, на начало осени 2012 года количество научных публикаций с использованием метода Анализа траекторий

наночастиц достигло 400, из них более 100 -только за 2012 год [7].

Измерения проводили на

мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе Анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном в ASTM E2834.

Оптимальным разведением для разведения было выбрано 1: 100. Для измерения были

выбраны параметры прибора: Camera Level = 16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length: Auto, Min Expected Size: Auto. длительность единичного измерения 215s, использование шприцевого насоса.

На рисунках 3 и 4 представлены результаты измерения для нанокапсул L-аргинина и резвератрола в различных оболочках.

Рисунок 3. Распределение частиц по размерам в образце нанокапсул L-аргинина в альгинате натрия

(соотношение ядро: оболочка 5: 1)

Figure 3. Particle size distribution in a sample of nanocapsules L-arginine in the alginate solution

(ratio of core: shell is 5: 1)

Статистические характеристики распределений приведены в табл. 1

Статистические характеристики частиц в образцах L-аргинина в альгинате натрия

(соотношение ядро: оболочка 5: 1)

Statistical characteristics of the particles in the samples of L-arginine in the alginate solution

(ratio of core: shell is 5: 1)

Таблица 1

Table 1

Параметр Значение
Средний размер, нм 330
D10, нм 94
D50, нм 274
D90, нм 661
Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 2,07
Общая концентрация частиц, х1012 частиц/мл 1,26

Рисунок 4. Распределение частиц по размерам в образце нанокапсул резвератрола в яблочном пектине (соотношение ядро: оболочка 5: 1)

Figure 4. The particle size distribution in a sample of nanocapsules of resveratrol in apple pectin

(the ratio of the core: shell is 5: 1)

Статистические характеристики распределений приведены в табл. 2.

Статистические характеристики частиц в образцах резвератрола в яблочном пектине

(соотношение ядро: оболочка 5: 1)

Statistical characteristics of the particles in the samples of resveratrol in apple pectin

(ratio of core: shell is 5: 1)

Таблица 2

Table 2

Параметр Значение
Средний размер, нм 204
D10, нм 99
D50, нм 187
D90, нм 318
Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 1,17
Общая концентрация частиц, х1012 частиц/мл 2,29

Таким образом, нанокапсулированные L-аргинин и резвератрол обладают супрамолекулярными свойствами и имеют наноразмер частиц. Распределение частиц по размерам показывает о возможности перехода от двухкамерной фармакокинетической модели к однокамерной за счёт того что частицы вещества не будут выходить за пределы кровяного русла.

Литература

1. Государственная Фармакопея СССР: Вып.2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. — 11-е изд., доп. — М.: Медицина, 1990. — 400 с.

2. Солодовник В. Д. Микрокапсулирование // В. Д. Солодовник. — М.: Химия, 1980. — 216 с.

3. Patent 20 110 223 314 United States, International

Class B05D 7/00 20 060 101 B05D007/00. Efficient

Microencapsulation. ZHANG- Xiaoxiao- (Honolulu, HI) — Garmire- David- (Honolulu, HI) — Ohta- Aaron- (Honolulu, HI). Serial No.: 45 244. Filed: March 10, 2011.

4. Swapan Kumar Ghost Functional Coatings: by Polymer Microencapsulation // Willey-VCH Verlag Gmbh & amp- CoKGaA Weinheim, 2006 — 378p.

5. Афанасьев, А. Г. Прикладные и коллоидные аспекты применения микрокапсул // Современные технологии в отрасли бытового обслуживания населения. — М.: Московский технологический институт. — 1991.

6. V. Filipe, A. Hawe, W. Jiskoot, & quot-Critical evaluation of Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) by NanoSight for the measurement of nanoparticles and protein aggregates& quot-// Pharmaceutical Research, May 2010.

References

1. State Pharmacopoeia of the USSR: Issue 2. General methods of analysis. Herbal drugs. USSR Ministry of Health. 11 th ed., Ext. M.: Medicine, 1990. 400 p.

2. V.D. Solodovnyk Microencapsulation. M.: Chemistry, 1980. 216 p.

3. Patent 20 110 223 314 United States, International Class B05D 7/00 20 060 101 B05D007 / 00. Efficient Microencapsulation. ZHANG- Xiaoxiao- (Honolulu, HI) — Garmire- David- (Honolulu, HI) — Ohta- Aaron- (Honolulu, HI). Serial No .: 45 244. Filed: March 10, 2011.

4. Swapan Kumar Ghost Functional Coatings: by Polymer Microencapsulation. Willey-VCH Verlag Gmbh & amp- CoKGaA Weinheim, 2006. 378p.

5. Afanasyev, AG Applied and colloidal aspects of microcapsules // Modern technologies in the sector of public services. M .: Moscow Institute of Technology. 1991.

6. V. Filipe, A. Hawe, W. Jiskoot, & quot-Critical evaluation of Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) by NanoSight for the measurement of nanoparticles and protein aggregates& quot-. Pharmaceutical Research, May 2010.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой