1 - Сибирский федеральный университет

«Биотехнология новых материалов и окружающая
среда» 2012
Конструирование полимерных матриксов из
полигидроксиалканоатов. Влияние способов получения микрочастиц
на размер и дзета-потенциал
Зарубина Т.Г., Пьянков В. Ф.
Сибирский федеральный университет, г.Красноярск, Россия
Введение
Результаты
В настоящее время перспективным и быстро развивающимся
направлением является разработка систем контролируемой доставки
лекарственных средств (СКДЛ). Пролонгированная и контролируемая
доставка лекарственных средств к месту назначения в организме и
длительное поддержание препарата в крови и тканях - главные достоинства
этих систем [1,2].
Актуальными считаются системы в виде биодеградируемых микросфер и
микрокапсул, которые пригодны для депонирования препаратов и могут
быть введены в организм различными путями. Особенно такие СКДЛ
востребованы для лечения онкологических заболеваний [3,4].
Одними из наиболее важных параметров микрочастиц является их
размер и дзета-потенциал. Это определяет место и способы их введения. При
создании полимерных систем доставки ЛВ стараются получить небольшие
частицы с узким распределением по размерам. Уменьшение размеров частиц
приводит к снижению загрузочной способности, но к увеличению скорости
высвобождения препарата [3].
Важным параметром поверхности микрочастиц служит дзета-потенциал.
Гидрофильные поверхности имеют функциональные группы, которые
диссоциируют при контакте с водным раствором, формируя ионные группы
на поверхности тела. Поверхностный заряд гидрофобных поверхностей
проявляется из-за адсорбции ионов электролита, что является простейшим
примером процессов адсорбции, которые характеризует дзета-потенциал.
Разница в значениях дзета-потенциала возникает из-за разной степени
адсорбции, связанной с гидрофобным поведением частиц [3].
Цель работы
Конструирование полимерных микрочастиц и исследование влияния
различных способов получения на размер и дзета-потенциал.
а
б
Рис. 5. СЭМ снимки микрочастиц из 3ПГБ, приготовленных c применением
высокоскоростного гомогенизатора (а), УЗ (б), распылительной сушки (в).
Микрочастицы, полученные методом испарения растворителя, имели
правильную округлую форму, в отдельных случаях отмечены небольшие
деформации поверхности. В то время как большинство микрочастиц,
приготовленных методом распыления, имели значительные нарушения
поверхности и неправильную форму.
Средний диаметр микрочастиц
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
мкм
Материалы и методы
Для эксперимента был взят гомополимер β - гидроксимасляной кислоты
(П3ГБ), синтезированный по технологии Института биофизики СО РАН.
в
IKA
УЗ
Buchi
Рис. 6. Средний диаметр микрочастиц из ПГБ, приготовленных различными
способами
Среднее значение дзета-потенциала
0
-5
IKA
УЗ
Buchi
-10
-15
-20
Рис. 1. Поли-3-гидроксибутират
Изготовление микрочастиц
-25
-30
-35
• метод испарения растворителя
-40
мВ
Рис. 7. Дзета-потенциал частиц, полученных различными методами из эмульсии
ПЗГБ
Выводы
Рис. 2. Высокоскоростной
гомогенизатор (IKA, Германия)
Рис. 3. Ультразвуковой
дезинтегратор (УЗ)(Misonix, USA)
• метод распылительной сушки
1. Установлена зависимость размера и дзета-потенциала микрочастиц
от способа изготовления.
2. Найдены условия для получения микрочастиц различного размера с
дзета-потенциалом от -20 до -30 мВ, пригодных для депонирования
лекарственных веществ.
Литература
Рис. 4. Распылительная сушка (Buchi Mini Spray Dryer B-290)
1. Kost J., Langer R. // Adv. Drug Delivery Rev. - 2001. - V.46. - P.125-148.
2. Freiberg S., Zhu X. X., Int. I. Pharmaceutics, 2004, v. 282, p. 1-18.
3. Виллемсон А. Л. Наносистемы на основе амфифильных полимеров для
доставки биологически активных веществ. Диссертация на соискание
ученой степени кандидата химических наук, МГУ им. М.В.
Ломоносова, 2005.
4. Rachman A., Fumagalli A., Barbieri B. et al., Amer. J. Vet. Res., 1994, v.
16,p.22 – 27.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых
под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования, Пост. Правительства РФ №220 (проект
«Биотехнология новых биоматериалов»).