CC BY
10
УДК 339.138:628.477.6
Ивановская Е.В., Серегина Т.С., Мендруль В.В., Деревнин И. А., Лусс А.Л.
МЕТОД СВЕТОРАССЕЯНИЯ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НАНОКОРПУСКУЛЯРНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЛЕКАРСТВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ НОВЫХ ЦИАНАКРИЛАТНЫХ МОНОМЕРОВ
Ивановская Екатерина Владиславовна бакалавр 2 курса кафедры химической технологии пластических масс; email: kivanovskaia27@gmail.com;
Серегина Татьяна Сергеевна бакалавр 4 курса кафедры химической технологии пластических масс; Деревнин Игорь Алексеевич бакалавр 4 курса кафедры химической технологии пластических масс; Мендруль Виктория Васильевна магистр 2 курса кафедры химической технологии пластических масс; Лусс Анна Леонидовна к.х.н., ассистент кафедры биоматериалов; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия; 125047, Москва, Миусская пл., д. 9.
Методами динамического светорассеяния (DLS) и статического светорассеяния (SLS) изучено спонтанное образование ниосом из амфифильного эндкепированного поливинилпирролидона и временных поверхностно-активных цианакрилатных мономеров, образующих поли-2-цианакрилатные ниосомы после мицеллобразования и полимеризации внешней стенки в результате элиминирования жирного спирта. Обнаружено, что метод статического светорассеяния в водных средах мало пригоден для изучения ммр амфифильных полимеров. Синтезированные полимеросомы, содержащие внутри протионамид, используются в качестве модельного лекарства.
Ключевые слова: амфифильный эндкепированный поливинилпирролидон; нанокорпускулярные носители; поли-2-цианакрилатные полимеросомы; инкапсулированный протионамид; статическое светорассеяние; динамическое светорассеяния.
THE METHOD OF LIGHT SCATTERING IN THE STUDY OF NANOCARRIERS OF DRUGS SYNTHESISZED ON THE BASIS OF NEW CYANOACRYLATE MONOMERS
Ivanovskaya Ekaterina Vladislavovna, Seregina Tatiana Sergeevna, Mendrul Victoria Vasil'evna, Derevnin Igor Alekseevich, Luss Anna Leonidovna
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
By methods of dynamic light scattering and static light scattering studied spontaneous formation of niosomes obtained from amphiphilic end-capped polyvinylpyrrolidone and temporal surface-active cyanoacrylate monomers, forming poly-2-cyanoacrylate niosomes after micellization and polymerization of outer layer as a result of the elimination of alcohol. It was found that the method of static light scattering in aqueous medium is not very suitable for studying mmd of amphiphilic polymers. Synthesizedpolymerosomes with prothionamide inside are used as a model drug.
Keywords: amphiphilic end-capped polyvinylpyrrolidone; nanocarriers; poly-2-cyanoacrylate polymerosomes; encapsulated prothionamide; static light scattering; dynamic light scattering.
Ниосомы (полимеросомы), синтезируемые из поверхностно-активных мономеров и амфифильных полимеров, получили широкое распростронение в качестве носителей лекарственных средств при терапии тяжелых форм онкологических и генетически обусловленных заболеваний.
Цианоакрилатные мономеры обладают рядом уникальных свойств, которые вызвали повышенный интерес к этим мономерам в качестве основы полимеров медицинского назначения. Главным является, их способность к полимеризации, в отсутсвии радикальных инициаторов, с образованием полимеров, способных к биодеградации внутри организма.Это позволяет применять их в качестве основы эндопротезов и носителей лекарств без риска вызвать осложнения, связанные с блокадой клубочковой фильтрации почек высокомолекулярными фракциями полимеров. Полицианоакрилаты являются наиболее безопасным типом акриловых полимеров медицинского назначения. Их используют в качестве основы
клеевых композиций для склеивания костей, кожи, мягких тканей, а также паринхемы печени в тех случаях, когда использование шовного материала нежелательно или невозможно. Амфифильные полимеры на основе поливинилпирролидона также являются перспективными соединениями для получения нанокарпоскулярных носителей. Однако их использование требует тщательного контроля молеклярной массы, поскольку пвп не является деградирующим элементом. В настоящей работе изучена применимость методов динамического и статического многоуглового светорассеяния для исследования молекулярно-массовых характеристик и размеров нанокорпускулярных носителей, полученных на основе поверхностно-активных мономеров и полимеров.
В настоящей работе использовались полимеросомы, полученные из амфифильных сополимеров поливинилпирролидона (схема 1),
Н--H2C-C-
s—CH2-^CH2j—с H3
Схема 1. Структура поливинилпирролидона
а также из поверхностно-активных 2-цианакрилатных мономеров с «временной» амфифильностью (схема 2).
CH
s_LCH24-O-CH2-CH/
V k \
C^=N
V=O
O-CH2-
---^wwv^
Схема 2. Структура 2-цианакрилатных мономеров
Из указанных амфифильных веществ сформировали полимеросомы по схемам 3 и 4.
флдлллу^
^vvwv^
ф
Схема 3. Образование мицеллы из поливинилпирролидона
.--'WWV
Схема 4. Образование полимеросомы из 2-цианакрилатных мономеров
Методами статического и динамического светорассеяния изучили влияние молекулярно-массовых характеристик на формирование мицелл. Исследовали 4 вида полимеросом, сформированных из поверхностно-активных полимеров и мономеров: 1) пустые полимеросомы на основе амфифильного эндкепированного поливинилпирролидон (PVP), 2) полимеросомы на основе PVP с протионамидом внутри (PVP*) (рис. 1), 3) пустые полицианакрилатные ниосомы (PCA), 4) полицианакрилатные ниосомы с протионамидом (PCA*) (рис.2). Полученные результаты измерений представлены в таблице 1.
N
O
m
Рисунок 1: а) DLS спектр пустых полимеросом из поливинилпирролидона 6 кДа; б) DLS спектр полимеросом из поливинилпирролидона с протионамидом; в) SLS спектр амфифильного поливинилпирролидона по Berry
Рисунок 2: а) DLS спектр пустых ниосом из полицианакрилата; б) DLS спектр ниосом из полицианакрилата с
протионамидом
Таблица 1. Результаты измерений молекулярной массы полимеров методом SLS и размера пустых полимеросом, полученных на основе амфифильного эндкепированного поливинилпирролидона и полицианакрилатных полимеров, а также полимеросом, содержащих протионамид внутри, методом DLS.
№ Вещество Метод анализа
DLS, нм SLS
Zimm Berry Guinier
1 PVP 43 206 1,1*10*5 1,2*10*4 S, 3*10*3
2 PVP* 65 1,6*10*5 1,3*10*4 3,7*10*3
3 PCA 90 5S6 - - -
4 PCA* 75S6 - - -
Выводы:
1.Метод статического светорассеяния SLS непригоден для определения молекулярно-массовых характеристик в средах, в которых полимер образует мицеллы. Для определения молекулярной массы требуется дополнительно исследовать мицеллообразование в органических растворителях и в присутствии халотропных реагентов, с независимым контролем агрегации полимеров методом гель-проникающей хроматографии.
2. Спонтанная самоорганизация поверхностно-активных полимеров приводит к образованию пустых бислойных полимеросом размером около 200 нм.
3. Инкапсулирование нерастворимого в воде лекарства, протионамида, методом осаждения из раствора в непрерывную фазу, содержащую амфифильные полимеросомы, приводит к образованию ниосом, с частицами протионамида внутри, диаметром около 600 нм. Специальные
методики позволяют получать капсулы большого размера, около 7000 нм, с протионамидом внутри.
Данная работа направлена на достижение третьей цели устойчивого развития «Хорошее здоровье и благополучие».
Список литературы
1. Dyatlov V.A., Maleev V.I. Intermediates for the preparation of poly(2-cyanoacrylates) and applications of the poly(2-cyanoacrylates) so prepared // Int. Application No PCT/IE 94/000018. -1994, Int. Publication No W095/026371. - 1995.
2. Dyatlov V.A., Katz G.A. Small diameter nanocapsules, process for their preparation and application thereof // Int. Application No PCT/IE 94/000001, Int. Publication No W094/015590. -1994.
