CC BY
12
УДК 544.773.33
Новикова А.А., Мурашова Н.М.
КИНЕТИКА ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ЛЕЦИТИН - РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА - ВОДА
Новикова Анастасия Андреевна, обучающийся 2 курса магистратуры кафедры наноматериалов и нанотехнологии, e-mail: [email protected];
Мурашова Наталья Михайловна к.х.н., доцент кафедры наноматериалов и нанотехнологии, e-mail: [email protected];
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Наноструктурированные системы на основе лецитина - перспективные носители для трансдермальной доставки биологически активных веществ. Для этой цели можно предложить лиотропные жидкие кристаллы на основе лецитина. Была разработана методика получения образцов жидких кристаллов в системе лецитин - жирное растительное мало - эфирное растительное масло - вода, изучена скорость высвобождения водорастворимого вещества из жидких кристаллов в зависимости от состава принимающей водной среды и концентрации воды в образце жидкого кристалла.
Ключевые слова: жидкие кристаллы, лецитин, диализ, трансдермальная доставка
KINETICS OF RELEASE OF WATER-SOLUBLE SUBSTANCES FROM LIQUID CRYSTALS IN THE SYSTEM LECITHIN - VEGETABLE OILS - WATER
Novikova A.A., Murashova N.M.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Lecithin-based nanostructured systems are promising carriers for transdermal delivery of biologically active substances. Lyotropic lecithin-based liquid crystals can be proposed for this purpose. A method was developed for obtaining samples of liquid crystals in the system of lecithin - fatty vegetable oil - essential oil - water. The rate of release of a water-soluble substance from liquid crystals was studied depending on the composition of the receiving aqueous medium and the concentration of water in the sample of liquid crystal.
Keywords: liquid crystals, lecithin, dialysis, transdermal drug delivery
Разработка систем адресной доставки лекарственных веществ является одним из быстро развивающихся направлений применения
наноструктурированных материалов для медицины [1]. Наноструктурированные системы на основе лецитина - перспективные носители для трансдермальной доставки биологически активных веществ, они нетоксичны и биосовместимы, способны ускорять транспорт веществ через кожу, солюбилизируют активные вещества. В качестве подобной структуры можно предложить лиотропные жидкие кристаллы на основе лецитина.
Была разработана жидкокристаллическая композиция для трансдермальной доставки биологически активных веществ. Данная композиция включает в себя фосфолипидный концентрат, по крайней мере одно жирное растительное масло, одно эфирное растительное масло и воду. В качестве жирных и эфирных растительных масел предпочтительно использовать гипоаллергенные масла, которые обладают смягчающим, питательным, регенерирующим, антиоксидантным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием на кожу и имеют приятный запах [2].
Высвобождение лекарственного вещества является одной из самых важных биофармацевтических характеристик любой лекарственной формы. Для оценки профиля высвобождения лекарственного вещества на стадии фармацевтической разработки возможно
использование методов, основанных на диализе.
Чтобы изучить кинетику высвобождения водорастворимых лекарственных веществ, была использована модельная система с водорастворимым красителем Родамином С. Для диализа применялась регенерированная целлюлозная трубчатая мембрана СеПи^ер (MFPI, США) с размером пор 3,5 кДа. Концентрация красителя в жидком кристалле - 0,2 мас. %. Диализный мешок размером 4,5х5 см с образцом массой 5 г погружали в стакан с водной средой (принимающая среда) объёмом 1000 мл, предварительно нагретой до 37°С. Пробы водной среды отбирали каждый час. Исследования проводили на образце состава:
фосфолипидный концентрат -70,0 мас. %, масло авокадо -10,0 мас. %, масло чайного дерева -5,0 мас. %, дистилированная вода -15,0 мас. %. На микрофотографии на рисунке 1 видна
текстура образца, характерная для лиотропных жидких кристаллов ламеллярного строения.
Рис.1. Микрофотография лиотропного жидкого кристалла
Было изучено влияние состава принимающей среды на скорость высвобождения водорастворимого вещества из жидких кристаллов. В качестве принимающей среды использовали
дистиллированная вода, физиологический раствор, цитратный буфер с рН 5,5.
На рисунке 2 представлены графики зависимости концентрации красителя от времени диализа.
Рис.2. Зависимость концентрации красителя от времени
диализа. Принимающая среда: 1 - дистиллированная вода, 2 - физиологический раствор, 3 - цитратный буфер с pH 5,5.
Скорость переноса красителя из жидкого кристалла составила: -для воды - 1,94-10"3 г/ (м2 •ч),
-для физиологического раствора - 1,1440 г/ (м2 •ч), -для цитратного буфера с рН 5,5 - 1,06-10-3 г/ (м2 •ч).
Показано, что скорость высвобождения водорастворимого красителя из образца жидкого кристалла в данной системе незначительно отличается при переносе в физиологический раствор или цитратный буферный раствор с рН 5,5, но она примерно в 2 раза ниже, чем при переносе в дистиллированную воду. Поэтому для дальнейших экспериментов в качестве принимающей среды был
выбран буферный раствор.
В ламеллярном жидком кристалле молекулы красителя будут двигаться по прослойкам воды, находящимся между бислоями лецитина. Чем ниже содержание воды в жидком кристалле, тем уже будут водные каналы, по которым может двигаться молекула красителя, тем ниже будет скорость ее передвижения. Таким образом, скорость высвобождения водорастворимых веществ из обеих исследованных систем должна зависеть от содержания в них воды.
Было изучено влияние концентрации воды в образцах жидких кристаллов на скорость высвобождения красителя. На рисунке 3 представлены графики зависимости концентрации красителя от времени диализа для образцов с разной концентрацией воды.
На основе полученных данных по линейным участкам кинетических кривых была рассчитана скорость переноса вещества из жидкого кристалла. Показано, что скорость высвобождения водорастворимого красителя Родамина С из образцов жидкого кристалла в системе лецитин -масло авокадо - масло чайного дерева - вода существенно зависит от концентрации воды в образце: для образца с содержанием воды 30 мас.% она примерно в 2 раза выше, чем для образца с содержанием воды 15 мас.%.
Рис. 3. Зависимость концентрации красителя от времени диализа для образцов с разной концентрацией воды: 1 -15 мас.%, 2 - 30 мас.%.
Скорость переноса красителя из жидкого кристалла составила:
-для образца 1 (содержит 15 мас.% воды) -1,06-10-3 г/ (м2 •ч);
-для образца 2 (содержит 30 мас.% воды) -1,8810-3 г/ (м2 •ч).
На рисунке 4 представлена микрофотографии образца жидкого кристалла спустя 7 часов после начала диализа.
Рис.4. Состояние образца через 7 часов после начала диализа
Микрофотография показывает, что спустя 7 часов нахождения в принимающей среде (цитратный буферный раствор с рН = 5,5) образец не теряет ламеллярной жидкокристаллической структуры.
Использование методики диализа позволит оптимизировать состав жидкокристаллического
носителя, не прибегая к более трудоёмким экспериментам и опытам in vivo. Полученные данные позволят разрабатывать составы жидких кристаллов с более высокой скоростью высвобождения водорастворимых биологически активных веществ. Это позволит повысить эффективность лекарственного препарата на основе жидких кристаллов лецитина.
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. С. 24-38.
2. Мурашова Н.М., Костюченко М.Ю., Бизюкова А.Н., Юртов Е.В. Жидкокристаллическая композиция для трансдермальной доставки биологически активных веществ. Патент RU № 2623210 (Россия) от 19.04.2016. Опубликовано 22.06.2017 Бюл. № 18.
