CC BY
35
УДК 544.773.33
Трофимова Е.С., Мезина Е.Д., Ломакина Д.Д., Новикова А.А., Мурашова Н.М.
МИКРОЭМУЛЬСИИ И ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ ФОСФОЛИПИДОВ ДЛЯ ТРАНСДЕРМАЛЬНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Трофимова Екатерина Сергеевна, аспирант, кафедры наноматериалов и нанотехнологии, e-mail: kat15ka@mail.ru;
Мезина Екатерина Дмитриевна, магистрант 1 курса кафедры наноматериалов и нанотехнологии;
Ломакина Дарья Дмитриевна студент 4 курса кафедры наноматериалов и нанотехнологии;
Новикова Анастасия Андреевна студент 4 курса кафедры наноматериалов и нанотехнологии;
Мурашова Наталья Михайловна, к.х.н., доцент кафедры наноматериалов и нанотехнологии.
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Исследовано влияние органического растворителя и состава образца соевого лецитина на солюбилизационную емкость системы лецитин - олеиновая кислота - органический растворитель - вода. Отмечено, что если в образце лецитина в качестве примесей присутствуют другие фосфолипиды, то солюбилизационная емкость системы по воде существенно возрастает. Замена додекана на вазелиновое масло в указанной системе приводит к снижению солюбилизационной емкости по воде. Была изучена скорость высвобождения красителя Родамина С в физиологический раствор из микроэмульсии и жидкого кристалла на основе лецитина. Установлено, что скорость высвобождения из жидкого кристалла в 10 раз меньше скорости высвобождения из микроэмульсии при одинаковых условиях проведения эксперимента.
Ключевые слова: микроэмульсия, жидкие кристаллы, лецитин, высвобождение лекарственного вещества, наноструктурированные системы, наномедицина.
MICROEMULSIONS AND LIQUID CRYSTALS OF PHOSPHOLIPIDS FOR TRANSDERMAL DRUG DELIVERY
Trofimova E.S., Mezina E.D., Lomakina D.D., Novikova A.A., Murashova N.M. D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The effect of an organic solvent and the composition of a soy lecithin sample on the solubilization capacity of the lecithin-oleic acid-organic solvent-water system was studied. It is noted that if other phospholipids are present in the lecithin sample as impurities, the solubilization capacity of the system over water substantially increases. Replacement of dodecane with vaseline oil in this system leads to a decrease in the solubilization capacity of water. The rate of release of Rodamine C dye into a physiological solution of a microemulsion and a liquid crystal based on lecithin was studied. It is found that the rate of release from the liquid crystal is approximately 10 times lower than the release rate from the microemulsion under the same experimental conditions.
Keywords: microemulsion, liquid crystals, lecithin, drug release, nanostructured systems, nanomedicine.
Наноструктурированные системы на основе лецитина, который является поверхностно-активным веществом природного происхождения,
перспективны в качестве материалов для адресной доставки лекарственных веществ. Особый интерес представляют самоорганизующиеся наноструктуры, такие как микроэмульсии и лиотропные жидкие кристаллы. В отличие от липосом, эти наноструктуры являются термодинамически стабильными (лиофильными коллоидными системами), они образуются самопроизвольно при смешивании необходимых компонентов и при неизменном составе и температуре могут существовать неограниченно долго. Следствием термодинамической стабильности являются достоинства этих носителей с точки зрения технологии - простые методы получения, зависимость свойств только от состава системы и их независимость от условий смешивания компонентов, возможность длительных сроков хранения [1].
Целью работы являлось изучение свойств микроэмульсий и жидких кристаллов на основе лецитина как систем для трансдермальной доставки лекарственных веществ.
Микроэмульсии - термодинамически
устойчивые изотропные дисперсии масла и воды, содержащие капли нанометрового размера, стабилизированные поверхностно-активным
веществом (веществами). В системах лецитин -масло - вода, т.е. в отсутствии соПАВ, лецитин не образует микроэмульсии. Для тройных систем лецитин - алифатический углеводородный растворитель - вода характерно образование других наноструктур - лиотропных жидких кристаллов и лецитиновых органогелей [2-4]. В качестве соПАВ могут выступать вещества биологического происхождения, например, олеиновая кислота или фосфолипиды, содержащиеся в виде примесей в коммерческих образцах соевого лецитина.
Было изучено влияние растворителя и состава фосфолипидного концентрата на верхнюю по воде границу однофазной области микроэмульсии в системе лецитин - олеиновая кислота -органический растворитель - вода при 25 °С. В качестве образцов лецитина были выбраны высокоочищенный соевый лецитин Lipoid S 100 с содержанием фосфатидилхолина 96,3% мас. и соевый лецитин Acros Organics с содержанием фосфатидилхолина 22% мас. В качестве органического растворителя использовали додекан и вазелиновое масло.
Вазелиновое масло используется как нейтральная и совместимая с большим количеством лекарственных компонентов основа для мазей, гелей и кремов. При нанесении на кожу вазелиновое масло образует водонепроницаемую плёнку, что используется при внесении его в различные защитные составы, но является недостатком при создании косметических средств. Чтобы избежать образования пленки на поверхности кожи и улучшить транспорт биологически активных веществ, можно использовать в составе композиции натуральные растительные масла, по своей природе обладающие хорошей проникающей способностью, питающие и смягчающие кожу [5].
Полученные зависимости значений
максимальной солюбилизационной емкости (W^) от соотношения молярных концентраций соПАВ и ПАВ (олеиновой кислоты и лецитина) представлены на рис. 1.
[олеиновая кислота]/[л?цишн]
Рис.1. Солюбилизационная емкость образцов микроэмульсии 1- лецитин Acros Organics-олеиновая кислота - додекан - вода; 2 - лецитин Acros Organics -олеиновая кислота - вазелиновое масло - вода; 3 -лецитин Lipoid S100 - олеиновая кислота - додекан - вода при различных мольных соотношениях [олеиновая кислота]/[лецитин]
Замена додекана на вазелиновое масло в изученной системе приводит к снижению солюбилизационной емкости по воде. Максимальное значение W^ для микроэмульсии в вазелиновом масле составило 20 (кривая 2), а для микроэмульсии в додекане было 68 (кривая 1).
Образование микроэмульсий обычно объясняют снижением межфазного натяжения между водной и органической фазами до сверхнизких значений (порядка 10-3 Н/м). Было изучено межфазное натяжение между водой и раствором лецитина и олеиновой кислоты в додекане при соотношении [олеиновая кислота]/[лецитин] = 0,8. В эксперименте был использован лецитин Lipoid S100. Полученные данные представлены на рисунке 2.
у, мН/м
40
35
30 -
25 ■
20 ■
15 -
10 -
5 ■
0 ■
О 0,0002 {Ш04 0:000б 0:0008 С:0С1
С: мас. долен
Рис.2. Зависимость межфазного натяжения от концентрации смеси ПАВ-соПАВ в системе лецитин-олеиновая кислота-додекан-вода при соотношении [олеиновая кислота]/[лецитин] = 0,8.
Межфазное натяжение в изученной системе достигает сверхнизких значений, что свидетельствует об образовании микроэмульсии.
Чтобы определить структуру полученных микроэмульсий (прямые или обратные), была исследована их электропроводность. На рисунке 3 представлен график зависимости десятичного логарифма удельной электропроводности (lg ш) от содержания воды (W) для микроэмульсии в системе лецитин Lipoid S 100 - олеиновая кислота - додекан -вода. Во всем исследуемом диапазоне концентраций воды микроэмульсия оставалась обратной, электропроводность возрастала при повышении содержания воды.
Таким образом, если в образце лецитина в качестве примесей присутствуют другие фосфолипиды, то солюбилизационная емкость системы по воде существенно возрастает. Максимальное значение Wкр для микроэмульсии на основе лецитина с содержанием основного вещества 22% мас. составило 68 (кривая 1), а для микроэмульсии на основе лецитина с содержанием фосфатидилхолина 96,3 % мас. было 38 (кривая 3).
1.S®
Рис.3. Зависимость десятичного логарифма удельной электропроводности (lg ж) от содержания воды (W) для микроэмульсии в системе лецитин Lipoid S 100 -олеиновая кислота - додекан - вода при соотношении [олеиновая кислота/[лецитин] = 0,8 и Т=25°С
Одной из важнейших биофармацевтических характеристик любой лекарственной формы является высвобождение лекарственного вещества. На стадии фармацевтической разработки возможно использовать методы, основанные на диализе. Для определения кинетики высвобождения
водорастворимых лекарственных веществ была использована система на основе физиологического раствора с водорастворимым красителем Родамином С. Для диализа была использована регенерированная целлюлозная трубчатая мембрана Cellu-Sep (MFPI, США) с размером пор 3,5 кДа, концентрация красителя в микроэмульсии и жидком кристалле -0,2 мас. %.
Для сравнения скорости высвобождения лекарственного вещества использовались
микроэмульсия и жидкий кристалл на основе лецитина, описанные в [5] и [4], соответственно. На рисунке 4 представлена зависимость оптической плотности раствора (D) от времени высвобождения Родамина С (t, час).
D
Рис.4. Профиль высвобождения Родамина С в 1 -микроэмульсии и 2 - жидком кристалле в зависимости от времени
Полученные зависимости имеют линейный характер, концентрация выделившегося вещества невысока и составляет 1,24 % для жидкого кристалла и 10,5% для микроэмульсии за 24 часа диализа. Полученный результат свидетельствует о возможности создания препаратов
пролонгированного действия.
Список литературы
1. Мурашова Н.М., Юртов Е.В. Лецитиновые органогели как перспективные функциональные наноматериалы // Российские нанотехнологии. -2015. - Т.10, № 7-8. - С. 5-14.
2. Мурашова Н.М., Юртов Е.В., Кузнецова Е.А. Получение и свойства жидких кристаллов в системе фосфолипиды — вазелиновое масло — вода // Химическая технология. - 2013 .- N 8.- С. 492-498.
3. Юртов Е.В., Мурашова Н.М. Лецитиновые органогели в углеводородном масле // Коллоидный журн.- 2003. - №1. - С.124-128.
4. Мурашова Н.М., Костюченко М.Ю., Бизюкова А.Н., Юртов Е.В. Жидкокристаллическая композиция для трансдермальной доставки биологически активных веществ // Патент России №2623210. 2017. Бюл. № 18.
5. Мурашова Н.М., Трофимова Е.С., Юртов Е.В. Композиция на основе лецитина // Патент России № 2620250. 2017. Бюл. № 15.
