CC BY
13
УДК 544.773.33
Мезина Е.Д, Трофимова Е.С., Мурашова Н.М.
КИНЕТИКА ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ОБРАТНОЙ ЭМУЛЬСИИ И МИКРОЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ ЛЕЦИТИН - ОЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА - СМЕСЬ МАСЕЛ - ВОДА
Мезина Екатерина Дмитриевна, студент 2 курса магистратуры кафедры наноматериалов и нанотехнологии; Трофимова Екатерина Сергеевна, аспирант 4 курса кафедры наноматериалов и нанотехнологии; Мурашова Наталья Михайловна, к.х.н., доцент кафедры наноматериалов и нанотехнологии, e-mail: namur_home@mail. ru;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Была изучена скорость высвобождения водорастворимого красителя Родамина С из микро- и наноструктурированных систем - обратной эмульсии и обратной микроэмульсии в системе лецитин -олеиновая кислота - смесь масел - вода.
Ключевые слова: микроэмульсии, эмульсии, доставка лекарственных веществ, лецитин, наноструктуры
KINETICS OF RELEASE OF WATER-SOLUBLE SUBSTANCES FROM REVERSE EMULSION AND MICRO-EMULSION IN THE SYSTEM OF LECITHIN - OLEINIC ACID - MIXTURE OF OILS- WATER
Mezina E.D., Trofimova E.S., Murashova N.M.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The rate of release of water-soluble dye Rhodamine C from micro- and nanostructured systems — reverse emulsion and reverse microemulsion in the system lecithin - oleic acid - oil mixture - water was studied.
Keywords: microemulsion, emulsion, drug delivery, lecithin, nanostructures.
Разработка систем направленной доставки лекарственных веществ является одним из перспективных направлений применения
наноструктурированных материалов для медицины. Наноструктурированные системы на основе лецитина и других фосфолипидов - перспективные носители для трансдермальной доставки биологически активных веществ. Они обладают такими достоинствами, как биосовместимость, возможность солюбилизации биологически активных веществ с сохранением их активности, способность ускорять транспорт через кожу. В качестве таких структур можно предложить микроэмульсии и эмульсии на основе лецитина.
Микроэмульсии обладают такими важными и полезными свойствами, как термодинамическая устойчивость, простые методы получения, низкая вязкость, оптическая прозрачность. Совокупность этих свойств способствует применению микроэмульсий в различных научных областях. Наблюдается рост числа научных публикаций по запросу «т1сгаетиЫоп». За последние десять лет ежегодное количество публикаций превышает 200, что свидетельствует о большом интересе к этим наноструктуированным системам [1].
Для применения микроэмульсий в качестве средств адресной доставки лекарственных веществ важным требованием является их биосовместимость, низкая токсичность. В РХТУ имени Д. И.
Менделеева на кафедре наноматериалов и нанотехнологий была разработана и запатентована микроэмульсия на основе лецитина, содержащая такие биососместимые компоненты, как олеиновая кислота и растительные масла [2].
Одной из важных биофармацевтических характеристик любой лекарственной формы является высвобождение лекарственного вещества. Для микроэмульсий этот параметр можно исследовать методом диализа.
Целью работы является изучение скорости высвобождения водорастворимых веществ для наноструктурированной системы - микроэмульсии в системе лецитин - олеиновая кислота - вазелиновое масло - масло авокадо- эфирное масло чайного дерева - вода в сравнении с микроструктурированной системой - обратной эмульсией с тем же качественным составом.
Для определения кинетики высвобождения водорастворимых лекарственных веществ была использована модельная система с
водорастворимым красителем Родамином С. Для диализа была использована регенерированная целлюлозная трубчатая мембрана СеПи^ер (MFPI, США) с размером пор 3,5 кДа. На рисунке 1 изображена схема установки для проведения диализа. В качестве принимающей среды при диализе использовали физиологический раствор.
1 - емкость для диализа
2 - диализная мембрана с образцом
3 - крепление
4 - термопара
5 - магнитная мешалка с мешая» н иком
Рис. 1. Схема установки для проведения диализа
В качестве системы для сравнения скорости высвобождения была выбрана эмульсия, с содержанием 20 мас. % воды. Эта система показала лучшую стабильность относительно эмульсий, содержащих 10% и 15 % воды, и была ближе по составу к микроэмульсии, чем образцы с
содержанием воды 25 мас. % и 30 мас. %. Состав образцов для проведения эксперимента приведен в таблице №1. Состав органической фазы для эмульсии и микроэмульсии был одинаковым, системы отличались количеством воды.
Таблица №11. Содержание компонентов, мас.%
Содержание компонентов, мас.%
Тип структуры Лецитин Масло авокадо Вазелиновое масло Масло чайного дерева Олеинова я кислота Вода
Микроэмульсия 19,1 32,5 32,5 4,2 6,7 5
Эмульсия 16,1 27,4 27,4 3,5 5,7 20
Для подтверждения микро- и наноструктуры был измерен средний гидродинамический диаметр капель. Образец эмульсии перед измерением разбавляли в 10 раз масляной фазой. На рисунке 2 представлена зависимость распределения числа частиц (N,"/0) по размеру.
Средний гидродинамический диаметр капель составлял 43±7 нм и 3,4±0,2 мкм для микроэмульсии и эмульсии соответственно.
Результаты диализа для микроэмульсии и эмульсии представлены на рис. 3 в виде зависимостей оптической плотности принимающего раствора (рис. 3 а) и % выделившегося вещества (рис. 3б) от времени.
.30
20
i ю
я)
I
) V
40
i зо
и
с
о* !Г
20
10
б)
10
100
1000
диаметр, нм
10000
10 100 диаметр, нм
1000
10000
Рис.2. Гидродинамический диаметр капель в системе лецитин - олеиновая кислота - вазелиновое масло - масло авокадо - эфирное масло чайного дерева - вод для а) - микроэмульсии; б) - эмульсии. Т=25 °С
Рис. 3. а)- зависимость оптической плотности от времени; б) - процент выделившегося вещества. Индексами 1 и 2
обозначены микроэмульсия и эмульсия, соответственно
Полученные зависимости имеют линейный характер, это позволяет рассчитать скорость переноса вещества из микроэмульсии по следующей формуле:
V = ш/^ * Б),
где т - масса выделившегося вещества, t -промежуток времени, S - площадь поверхности, через который идет диализ.
Рассчитанные средние скорости переноса красителя из микроэмульсии и эмульсии составили 14,0 мг/(м2 *ч) и - 9,9 мг/ (м2 *ч) соответственно.
Процент выделившегося красителя Родамина С за 7 часов составил 3,16 % для микроэмульсии и 2,12% для эмульсии.
Таким образом, продемонстрирован размерный эффект при диализе водорастворимого красителя из микро- и наноструктурированной среды: скорость высвобождения Родамина С из обратной эмульсии со средним размером капель 3,4±0,2 мкм была заметно ниже, чем из обратной микроэмульсии со средним размером капель 43±7 нм.
Данные, полученные в ходе исследования, позволяют предложить микроэмульсию в системе лецитин - олеиновая кислота - вазелиновое масло -масло авокадо - эфирное масло чайного дерева -вода в качестве основы для медицины и косметики, предназначенной для создания средств пролонгированного действия с медленным высвобождением действующих веществ.
Список литературы
1. Мурашова Н.М., Трофимова Е.С., Юртов Е.В. Динамика научных публикаций по применению наночастиц и наноструктур для адресной доставки лекарственных веществ // Наноиндустрия. — 2019. — Т.12. — № 1 (87). — С. 24-38.
2. Мурашова Н.М., Трофимова Е.С., Юртов Е.В. Композиция на основе лецитина. Патент ЯИ № 2620250 (Россия) от 14.06.2016. Опубликовано 23.05.2017 Бюл. № 15.
