Международный
научный журнал

Полимерные комплексы некоторых лекарственных веществ с гелями на основе полиакрилоилгликолевой кислоты


The polymer complexes of some drugs with gels on the base of polyacryloilglicole acid

Цитировать:
Махкамов М.А., Мухамедиев М.Г., Сапаров С.Ю. Полимерные комплексы некоторых лекарственных веществ с гелями на основе полиакрилоилгликолевой кислоты // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2016. № 12(30). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/3935 (дата обращения: 02.06.2020).
 
Прочитать статью:

Keywords: polyacryloilglycole acid, hydrogel, medicine substances, methylene blue, sorption, polymer complex, desorption, pro-longation

АННОТАЦИЯ

Получены полимерные комплексы метиленового синего и фурацилина с гелями на основе полиакрилоилгликолевой кислоты методом сорбции из водных растворов. Рассчитаны основные параметры сорбции с помощью уравнения Ленгмюра Клотца. Изучена десорбция метиленового синего из полученных полимерных комплексов. Установлено, что высвобождение метиленового синего из полимерной матрицы протекает довольно длительное время и зависит от рН и ионной силы среды. Это указывает на принципиальную возможность использования гелей на основе полиакрилоилгликолевой кислоты в качестве полимерной матрицы для создания макромолекулярных терапевтических систем, пролонгирующих действия лекарственных веществ.

ABSTRACT

Polymer complexes of methylene blue and phuracyline with gels on the base polyacryloilglycole acid have been obtained by sorption method from water solution. The base parameters of sorption were calculated with using of equation Lengmur-Klotz. Desorption of methylene blue from obtained polymer complexes was investigated. It was determined that releasing of methylene blue from polymer matrix was carried out long time and was depended on pH and ionic strange of medium. These facts have indicated principle ability of using of gels on the base of polyacryloile aced as polymer matrix for construction of macromolecular therapeutic systems prolonged of action of medicine substances. 

 

Интерес к лекарственным препаратам на поли­мерной основе обусловлен возможностью разработки различных транспортных форм для контролируемой доставки лекарственных веществ (ЛВ) в организм. Полимерная основа терапевти­ческих системы также пролонгирует действие ЛВ, дозирует его поступление в организм, что позволяет в значительной степени избегать побочных эффектов и т.д [1; 3; 4; 5; 7]. При этом к полимерам, используемым как основы терапевтических систем, предъявляются, естественно, очень жесткие требования. Особое внимание уделяется биоинерт­ности, а также токсикологическим свойствам полимеров. Ранее авторами работы [6] были получены искусственные полимеры на основе природных оксикислот – полиакрилоилгликолевая (ПАГК) и полиметакрилоилгликолевая кислоты (ПМАГК). Исследование медико-биологических свойств данных полимеров в опытах на белых мышах и крысах при внутрижелудочном и наружном способе применения показало, что гидрогели на основе данных полимеров при их внутрижелудочном и накожном применении относятся к малотоксичным веществам IV класса. Поэтому представляет интерес изучение взаимодействия ПАГК и ПМАГК с различными ЛВ для определения возможности их использования в качестве основы для макромо­лекулярных терапевтических систем.

Целью данной работы было получение полимерных комплексов (ПК) метиленового синего (МС) и фурацилина (Фр) со сшитыми полимерами на основе ПАГК, определение параметров комплексо­образования и изучение десорбции ЛВ из полученных ПК.

Методы и материалы

Синтез акрилоилгликолевой кислоты (АГК) осуществляли ацилированием гликолевой кислоты хлорангидридом метакриловой кислоты по методике [2]. Сшивающий агент (СА) N,N’-метилен-бис-акриламид (N,N’-MБAA, BDH Chemical Ltd, Англия), использовали марку «ч». Метиленовый синий (МС) антисептик, использовали фармацевти­ческую субстанцию. Фурацилин (Фр) – антисеп­тическое и противомикробное средство местного действия, использовали фармацевтическую субстанцию.

Полимерные гели (ПГ) на основе АГК получали полимеризацией данного мономера в водном растворе в присутствии СА. В качестве инициатора реакции полимеризации использовали динитрил-азо-изомасляную кислоту. Реакцию проводили при 333K в течение 24 часов. Полученные ПГ очищали от остатков мономера многократным промыванием в колонке дистиллированной водой и сушили при температуре 318К до постоянной массы.

Сорбцию лекарственных веществ ПГ из водных растворов и их десорбцию из ПК изучали спектро­фотометрическим методом. Оптическую плотность водных растворов лекарственных веществ (D) определяли с помощью спектрофотометра СФ-46 при длине волны: для МС при 490 нм, для Фр при 400 нм.

Полученные результаты и их обсуждение

Комплексы ЛВ с ПГ получают в основном двумя способами: введением ЛВ в водный раствор мономера с последующей полимеризацией и сорбцией ЛВ из раствора гелем. Для получения комплексов МС и Фр с ПГ нами был использован метод, основанный на сорбции ЛВ из водных растворов. Количество сорбируемого ЛВ гелем определяли по калибровочным кривым зависимости оптической плотности среды от концентрации водных растворов ЛВ (рис.1).

Рисунок 1. Зависимость оптической плотности растворов МС (1) и Фр (2) от концентрации

Как видно из рис.1, зависимость оптической плотности от концентраций для МС и Фр имеет прямолинейный характер, который позволяет определять концентрацию данных ЛВ спектро­фотометрическим методом.

Сорбцию ЛВ гидрогелями изучали на равновесно набухших в воде ПГ, в статических условиях. На рис.2 приведены изотермы адсорбции МС и Фр гидрогелями.

Из рис.2 видно, что адсорбция ЛВ гелями протекает в мягких условиях с различной скоростью в зависимости от основности функциональных групп ЛВ и их концентраций в растворе. Сорбция МС из водных растворов ПГ протекает в течение 5-6 часов. Фр является более слабым основанием по сравнению с МС, поэтому его сорбция ПГ протекает более длительное время, и равновесие в системе наступает в течение 10-12 часов. Также видно, что с увеличением концентрации ЛВ в растворе их сорбция также увеличивается. Как известно, связывание малых молекул с полимерными звеньями можно описать уравнением типа изотермы Ленгмюра Клотца:

1/r=1/n+1/Kсвn·1/C,

где Kсвконстанта связывания низкомолекулярного вещества с одним активным центром полимера; С равновесная концентрация лекарственного вещества; n число связанных участков полимера; r число молей связанного низкомолекулярного соединения на 1 осново-моль полимера (CЛВ/CП).

На рис.3 представлены изотермы адсорбции МС и Фр гелями в координатах Клотца.

 

Рисунок 2. Кинетика сорбции МС (а) и Фр (б) ПГ из водных растворов при 293К.
1, 2, 3, 4 – концентрация МС и Фр в растворе соответственно 2, 3, 4, 5×10-4 моль/л

Рисунок 3. Изотермы связывания МС (а) и Фр (б) ПГ в координатах Клотца при 293К

Из рис.3 видно, что зависимости 1/r от 1/C для изученных систем имеют прямолинейный характер, что позволяет рассчитать значения Ксв и n с помощью уравнения Ленгмюра Клотца. Поэтому данные, полученные при исследовании адсорбции ЛВ из растворов при 293, 298 и 303К, были обработаны с помощью этого уравнения, расчетные значения Ксв и n приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Значения Ксв и n полученные при сорбции МС и Фр из водных растворов ПГ на основе ПАГК

Т, К

Метиленовый синий

Фурацилин

n

Ксв.102

n

Ксв.102

293

0,41

0,26

0,56

0,32

298

0,64

1,11

0,79

1,35

303

0,72

1,25

0,91

1,48

 

Как видно из таблицы 1, с повышением температуры число связанных участков полимера увеличивается, в то же время увеличиваются и значения Ксв низкомолекулярного вещества с одним активным центром полимера. Это показывает, что сорбция ЛВ из растворов ПГ имеет химический характер.

Известно, что при создании макромолекулярных терапевтических систем большое значение имеет исследование закономерностей высвобождения ЛВ из полимерной матрицы. Это необходимо, с одной стороны, для оценки степени пролонгации, а с другой стороны, для регулирования состава макротерапевтической системы. Поэтому была исследована кинетика высвобождения МС из ПК статическим методом при 298К.

Динамику высвобождения МС из ПК изучали в воде и средах, моделирующих биологические: физиологический раствор и растворы, рН которых равны 1,5 (соответствует рН желудочного сока) и 7,2 (соответствует рН кишечника). График динамики приведен на рис.5.

Рисунок 4. Динамика высвобождения МС из ПК в различных средах 1,2,3,4 – различные среды, соответственно рН= 7,2, дис. вода, физ. раствор, рН= 1,5.

Из рис.5 видно, что десорбция МС из ПК зависит от среды раствора. Самое большое количество МС высвобождается в кислых средах, что можно объяснить разрушением ПК вследствие смещения равновесия при комплексообразовании в обратную сторону и подавлением диссоциации поликислоты в кислых средах. На начальных стадиях процесса из ПК в раствор выделяется большое количество МС, далее выделение МС постепенно замедляется. Как видно из рис.5, процесс десорбции протекает довольно длительное время, что свидетельствует о пролонгации МС в гелях.

Таким образом, получены полимерные комплексы МС и Фр с гелями на основе ПАГК методом сорбции из водных растворов. При этом было обнаружено, что повышение температуры приводит к увеличению сорбции ЛВ гелями, которое указывает на химический характер комплексообразования. Изучением десорбции МС из ПК установлено, что высвобождение данного ЛВ из полимерной матрицы протекает довольно длительное время и зависит от рН и ионной силы среды. Это показывает принципиальную возможность использования ПГ на основе ПАГК в качестве полимерной матрицы для создания макромолекулярных терапевтических систем, пролонгирующих действия ЛВ.

 


Список литературы:

1. Кирш Ю.Э. Лекарственные композиции продленного действия на полимерной основе: состав, строение и формы применения (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. – Москва. – 1985. – Т. 19. – № 9. – С. 1105–1111.
2. К синтезу ненасыщенных производных природных оксикислот / М. А. Махкамов М.А. [и др.] // Химия при-родных соединений. – Ташкент, 2001. – Спец. вып. – С.8–9.
3. Лившиц В.С., Курганов Б.И. Принципы создания полимерных систем с саморегулируемым высвобождени-ем лекарственных веществ // Химико-фармацевтический журнал. – Москва. – 1998. – № 2. –С.150–154.
4. Полимерные гидрогели в фармацевтике: физико-химические аспекты. Сулейменов И.Э. [и др.] ; под ред. Панарина Ф.Е. – Алматы – Санкт-Петербург. – 2004. – 210 с.
5. Полимерные системы для контролируемого выделения биологически активных соединений / Л.И. Валуев [и др.] // Успехи биологической химии. – Москва. – 2003. – Т.43. – С.307–328.
6. Синтез и исследование гидрогелей полиакрилоилгликолевой кислоты / Мусаев У.Н. [и др.] // Наука о по-лимерах ХХ веку : тез. докл. Четвертой Всероссийской Каргинской конф. – М.: МГУ. – 2007. – С.196.
7. Оmidian H., Rocca J.G., Park K. Advances in superporous hydrogels// Journal of Controlled Release. – London. – 2005. – V.102. – №1. – Р.3–12.

Информация об авторах:

Махкамов Музаффар Абдугаппарович Mahkamov Muzaffar

канд. хим. наук, Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека, 100174, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Университетская, дом 4

Candidate of Chemical Sciences, National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, 100174, Uzbekistan, Tashkent, Universitetskaja street, 4


Мухамедиев Мухторжон Ганиевич Mukhamediev Mukhtor

докт. хим. наук, профессор, кафедра «Химия полимеров», Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, 100174, Республика Узбекистан, г. Ташкент, массив ВУЗгородок, 4

Doctor of Chemical Sciences, Professor, Department of Polymer Chemistry, M.Ulughbek National University of Uzbekistan, 100174, Uzbekistan, Tashkent, VUZgorodok,4


Сапаров Санжар Юсупбоевич Saparov Sanjar

преподаватель, Ташкентский химико-технологический институт, 100011, Узбекистан, г. Ташкент, проспект Навои, дом 32

Lecturer, Tashkent Chemical-Technological Institute, 100011, Uzbekistan, Tashkent, Navoi Avenue, 32


Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович

Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAire