CC BY
23
DOI: https://doi.org/10.17650/1726-9784-2021-20-3-57-65
Обоснование оптимального состава композиций ресвератрола с солюбилизаторами
С.П. Кречетов1, М.С. Масленникова2, Н.Л. Соловьева3, И.И. Краснюк3
ФГАОУВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»; Россия, 141701 Долгопрудный, Институтский пер., 9;
2ФГБУН«Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи»; Россия, 109240 Москва, Устьинский пр-д, 2/14;
ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет); Россия, 119991 Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2
Контакты: Мария Сергеевна Масленникова sok.mary.serg@gmail.com
Введение. Увеличение биодоступности малорастворимых фармацевтических субстанций является одной из важных проблем фармацевтической технологии. Ресвератрол - полифенол растительного происхождения, обладающий широким спектром биологического действия. Однако на сегодняшний день отсутствуют лекарственные препараты на основе ресвератрола. Данный полифенол представлен на фармацевтическом рынке только в качестве биологически активного вещества, входящего в состав биологически активных добавок к пище. Цель исследования - выбор оптимального солюбилизатора для увеличения растворимости ресвератрола посредством определения параметров солюбилизации.
Материалы и методы. Были изучены спектрофотометрические характеристики ресвератрола при использовании 3 групп солюбилизаторов: полоксамеров, полисорбатов и циклодекстринов. Исследования проводили в 50 мМ солянокислом буфере (рН 1,2) и 50 мМ фосфатном буфере (рН 6,8). Спектрофотометрические измерения проводили на спектрофотометре UV/VIS-3600 (Shimadzu, Япония) в диапазоне длин волн 220-380 нм. Влияние солюбилизаторов на спектрофотометрические характеристики ресвератрола изучали в буферных растворах, содержащих солюбилизатор и ресвератрол в концентрации, существенно меньшей, чем его собственная растворимость в воде. Многократный избыток использованного солюбилизатора обеспечивал нахождение всего ресвератрола в солюбилизированной форме. При определении параметров солюбилизации к заведомому избытку ресвератрола добавляли буферные растворы, содержащие от 2 до 10 мМ солюбилизаторов. Такое количество ресвератрола обеспечивало наличие его осадка во всех экспериментах для определения полноты солюбилизации исследуемого полифенола.
Результаты. Исходя из полученных спектрофотометрических характеристик растворов солюбилизаторов с ресвератролом наиболее привлекательными для дальнейшей разработки твердых лекарственных форм для перорального приема выступают полоксамер 407, полисорбат 80 и модифицированный метил-бета-цикло-декстрин, обеспечивающие полное растворение исследуемого полифенола при его содержании в композиции с солюбилизатором около 10 %.
Заключение. На основании полученных данных о спектрофотометрических характеристиках ресвератрола с использованием солюбилизаторов можно утверждать, что возможно создание препаратов с улучшенной растворимостью исследуемого полифенола. На основе его композиций с полоксамером 407, полисорбатом 80 и модифицированным метил-бета-циклодекстрином при подборе соответствующих вспомогательных веществ могут быть разработаны твердые лекарственные формы для перорального приема.
Ключевые слова: ресвератрол, солюбилизация, комплекс включения, мицелла
Для цитирования: Кречетов С.П., Масленникова М.С., Соловьева Н.Л., Краснюк И.И. Обоснование оптимального состава композиций ресвератрола с солюбилизаторами. Российский биотерапевтический журнал 2021; 20(3):57-65. Э01: 10.17650/1726-9784-2021-20-3-57-65.
Development of optimal composition formulation of resveratrol and solubilisers
Sergey P. Krechetov1, Maria S. Maslennikova2, Natalia L. Solovieva3, Ivan I. Krasnyuk3
1Moscow Institute of Physics and Technology (NationalResearch University); 9Institutskiy per., Dolgoprudniy 141701, Russia;
2Scientific Research Institute of Nutrition, Biotechnology and Food Safety; 2/14 Ust'inskiy proezd, Moscow 109240, Russia; 3I.M. SechenovFirst Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia (Sechenov University); Bld 2, 8 Trubetskaya St., Moscow 119991, Russia
Contacts: Maria Sergeevna Maslennikova sok.mary.serg@gmail.com
Introduction. Increasing of poorly soluble pharmaceutical substances bioavailability is one of important problems of pharmaceutical technology. Resveratrol is a plant origin polyphenol with a broad spectrum of biological effects. However, due to poor solubility and, as a result, low bioavailability, it is not promising for the development of oral drugs. Thus, today resveratrol is presented only as a biologically active substance that is component of biologically active food supplements.
The objective of the research is selection of the optimal solubilizer to increase the solubility of resveratrol by determining the solubilization parameters.
Materials and methods. The spectrophotometry characteristics of resveratrol were studied using three groups of solubilizers: poloxamers, polysorbates and cyclodextrins. Studies were carried out in 50 mM hydrochloric acid buffer (pH 1.2) and 50 mM phosphate buffer (pH 6.8). Spectrophotometry measurements were carried out on a spectrophotometer UV/VIS-3600 Shimadzu (Japan) in the wavelength range of 220-380 nm. The effect of solubilizers on the spectrophotometry characteristics of resveratrol was determined in buffer solutions containing the solubilizer and resveratrol in significantly less concentration of its own solubility in water. The used multiple excess of the solubilizer ensured the finding of all resveratrol in a solubilized form. During the determining parameters of solubilization, buffer solutions containing from 2 to 10 mM solubilizers were added to the obviously excess of resveratrol. The indicated amount of resveratrol ensured the presence of its precipitate in all experiments to determine the completeness of solubilization of the studied polyphenol.
Results. Based on the obtained spectrophotometry characteristics of solubilizers solutions with resveratrol, the most effective for the further development of solid dosage forms for oral administration are poloxamer 407, polysorbate 80 and modified methyl-beta-cyclodextrin, which ensure complete dissolution of resveratrol when its content in the composition with a solubilizer is about 10 %.
Conclusion. Based on the data obtained on the spectrophotometry characteristics of resveratrol using solubilizers, it can be argued that it is possible to create drugs with improved solubility of the studied polyphenol. On the basis of its compositions with poloxamer 407, polysorbate 80 and modified methyl-beta-cyclodextrin, with the selection of appropriate excipients, solid dosage forms for oral intake can be developed.
Key words: resveratrol, solubilization, inclusion complex, micelle
For citation: Krechetov S.P., Maslennikova M.S., Solovieva N.L., Krasnyuk I.I. Development of optimal composition formulation of resveratrol and solubilisers. Rossiyskiy bioterapevticheskiy zurnal = Russian Journal of Biotherapy 2021;20(3):57-65. (In Russ.). DOI: 10.17650/1726-9784-2021-20-3-57-65.
Введение
Ресвератрол (3,5,4'-тригидроксистильбен) — фитоалексин, который оказывает гиполипидеми-ческое, противоопухолевое, противовоспалительное, антиоксидантное действие и рассматривается как перспективное действующее вещество для создания лекарственных препаратов [1]. Из существующих цис- и транс-изомеров исследуемого биологически активного вещества транс-изомер обладает большей биологической активностью [2]. Однако ресвератрол малорастворим в воде, в связи с чем его биодоступность при пероральном применении ограниченна [3]. Поэтому на сегодняшний день на фармацевтическом рынке отсутствуют лекарственные препараты с ресвератролом, он представлен только в составе биологически активных добавок к пище.
Эффективным способом повышения биодоступности плохо растворимых фармацевтических субстанций является использование солюбилизаторов в составе лекарственных препаратов [4]. Известны
работы, в которых демонстрируется повышение пе-роральной биодоступности ресвератрола в присутствии солюбилизаторов [5—7], а также более высокая биологическая активность его композиций с солю-билизаторами по сравнению с чистым ресвератролом в экспериментах по исследованию антиоксидант-ной и противоопухолевой активности этого вещества in vitro [8, 9] и in vivo [10, 11]. Однако указанные исследования не содержат сведений о полноте солюби-лизации данного полифенола при растворении используемых композиций. Такая информация необходима для выбора оптимального соотношения ресверат-рол—солюбилизатор при разработке лекарственного препарата.
Цель — исследовать параметры солюбилизации ресвератрола с полоксамерами и полисорбатами, являющимися неионогенными поверхностно-активными веществами (ПАВ), и циклодекстринами (ЦД), способными к образованию комплексов включения, для дальнейшего выбора наиболее эффективного для растворения солюбилизатора.
Оригинальные статьи / Original reports 59
Материалы и методы поглощения RSV и проводили спектрофотометриче-В работе использовали транс-ресвератрол (RSV) ские измерения с использованием в качестве образ-resVida® (DSM Nutritional, Швейцария), содержащий цов сравнения растворов солюбилизаторов, разве-не менее 99 % действующего вещества и соответству- денных буфером до концентрации, как в образце ющий требованиям к фармацевтическим субстанци- с исследуемым полифенолом. ям, используемым в лекарственных препаратах. В ка- Статистическую обработку экспериментальных честве солюбилизаторов использовали полоксамеры данных выполняли с использованием программы Kolliphor 188 (P188) и 407 (P407) от BASF (Германия); Microsoft Excel. Приводимые экспериментальные полисорбаты Tween 20 (T20), 40 (T40) и 80 (T80) данные представляют собой среднее по результатам от Sigma-Aldrich (США); ЦД: альфа-ЦД (a-CD), бета- 3 независимых измерений или представлены как сред-ЦД (ß-CD), гамма-ЦД (y-CD), гидроксипропил-аль- нее значение ± ошибка среднего. фа-ЦД (HP-a-CD) от Ashland Industries Europe GmbH (Швейцария), гидроксипропил-гамма-ЦД (HP-y-CD, Результаты метил-бета-ЦД (M-ß-CD) от Wacker Chemie AG (Гер- Оптимальный состав композиции с солюбилиза-мания), сукцинил-альфа-ЦД (S-a-CD) от Sigma-Aldrich тором определяется молярным коэффициентом со-(США). Реактивы, применявшиеся для приготовле- любилизации (K ): ния буферных растворов, имели квалификацию «хи- [L] мически чистый» и были получены от «Кемикал Лайн» Kkc = (1), (Россия). В работе использовали 50 мМ солянокислый c буфер с pH 1,2 и 50 мМ фосфатный буфер с pH 6,8. где [Ь]с — молярная концентрация RSV в солюбили-Для приготовления растворов использовали воду, зированной форме при молярной концентрации со-очищенную по ФС.2.2.0020.15, полученную на уста- любилизатора C и насыщенной концентрации сво-новке обратного осмоса УВОИ-1812С6 («НПК Ме- бодного RSV (его собственная растворимость) в водной диана-Фильтр», Россия). фазе. При таком соотношении будет иметь место Влияние солюбилизаторов на спектрофото- полная солюбилизация RSV, тогда как при его пре-метрические характеристики RSV изучали в буферных вышении часть RSV может оставаться в осадке, а при растворах, содержащих 1 мМ солюбилизатора и иссле- значениях меньше этой величины будет использова-дуемого полифенола в концентрации 0,025 мМ — суще- на не вся возможность солюбилизатора, включаемо-ственно меньшей, чем его собственная растворимость го в рецептуру. в воде [3]. Многократный избыток использованного Кажущаяся концентрация RSV в присутствии солюбилизатора обеспечивал нахождение всего RSV солюбилизатора равна сумме концентраций сво-в солюбилизированной форме. Снятие спектров погло- бодной [L] и солюбилизированной [L]c частей RSV щения производили после инкубации приготовленных в растворе. Принцип аддитивности поглощения све-растворов в течение 1 ч при температуре 24 °C в тем- та и закон Бугера—Ламберта—Бера позволяют запи-ноте. Спектрофотометрические измерения проводи- сать выражения для оптической плотности раствора ли на спектрофотометре UV/VIS-3600 (Shimadzu, RSV в присутствии солюбилизатора: Япония) в диапазоне длин волн от 220 до 380 нм, при спектральной ширине щели 2 нм и температуре 24 °C. D = DL + DL = eL x [L] x l + eL x [L]c x l (2), При определении параметров солюбилизации к 10 мг RSV, находящегося в круглодонных герметич- где DL и DL — вклад в оптическую плотность раство-но закрывающихся стеклянных пробирках объемом ра свободного RSV и RSV в составе солюбилизата, 5 мл, добавляли по 1,5 мл буферных растворов, со- eL и eL — молярные коэффициенты поглощения сво-держащих от 2 до 10 мМ солюбилизаторов. Указанное бодного RSV и RSV в составе солюбилизата, l — дли-количество RSV обеспечивало наличие его осадка на оптического пути в кювете спектрофотометра. во всех экспериментах. Образцы инкубировали в тем- В случае избытка RSV и его неполного растворения ноте при температуре 37 °C и встряхивании c частотой имеет место равенство концентрации RSV в свобод-180 об/мин на встряхивателе KS 3000 i control (IKA, ной форме его собственной растворимости ([L] = [L]0) Германия) в течение 24 ч. После инкубации стеклян- вследствие равновесия с твердой (нерастворенной) ные пробирки помещали в прогретые до температу- фазой. С учетом этого уравнение (2) переписывается: ры 37 °C центрифужные пробирки и центрифугировали в течение 5 мин при 200 g на центрифуге D = [l + £lc x [l (3) LMC-3000 (Biosan, Латвия). По окончании центри- sL x l []° eL []c фугирования из пробирок отбирали супернатант, разводили его фосфатным и солянокислым буферами ,1Ч D гт п . £lc „ ^ ,„ч „ откуда с учетом (1) . = [L]„ + c x K x C (4). до оптической плотности менее 4 Б в максимуме eL x l 0 eL мс c
3'2021 ТОМ 20 I VOL. 20 РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ I RUSSIAN JOURNAL OF BiOTHERAPY
60 Оригинальные статьи / Original reports
ПРи солюбилизации за счет образования ком- Согласно полученным данным, солюбилизация плексов включения LS (S - молекула комплексообра- rsv как при включении в мицеллы, так и при обра-зователя, например ЦД) концентрация RSV в солю- зовании молекулярных комплексов сопровождается билизиРованной ф°рме равна концентрации значительным снижением поглощения и небольшим комплексов включения и рассчитывается по форму- сдвигом положения максимума поглощения. Рис. 1 ле [12]: иллюстрирует характерные изменения спектров Кк х [L]0 поглощения RSV, вызываемые разными видами со-[L]C = [LS] = 1 + K х [L]0 х Cc (5), любилизаторов (на примере их отдельных представителей), а в табл. 1 и 2 приводятся положения где K — константа комплексообразования. Исходя максимумов (^макс) и рассчитанные по эксперимен-из (1) и (5), при солюбилизации с образованием ком- тальным данным молярные коэффициенты погло-плексов включения щения для всех исследованных солюбилизаторов. K х [L] В кислой среде с pH 1,2 (см. рис. 1, а и табл. 1) все KMC = 1 + k х [L] (6). исследованные солюбилизаторы вызывают сходные к 0 изменения спектра поглощения RSV как по величи-При использовании в качестве солюбилизатора не снижения поглощения, так и по сдвигу максимума мицеллообразующего вещества концентрация RSV в сторону увеличения длины волны. Однако при близ-определяется коэффициентом ее распределения меж- ком к нейтральному pH 6,8 (см. рис. 1, б и табл. 2) ду мицеллярной и водной фазами и вычисляется включение в молекулярные комплексы приводит по формуле [13]: к более выраженному снижению поглощения RSV, чем при включении в мицеллы. Кроме того, при дан-[L]c = Км х [L]0 х (Cc — [S]^) (7), ном pH имеет место различная направленность сдвига максимума поглощения в солюбилизаторах разных где Км — коэффициент распределения RSV между видов. Так, практически для всех неионогенных ПАВ, мицеллярной и водной фазами, [S]^ — критическая за исключением высокомолекулярного P407, сохра-концентрация мицеллообразования солюбилизатора, няется сдвиг в сторону увеличения длины волны, а (C — [S]^) — концентрация мицеллярной фазы. а для всех ЦД сдвиг максимума поглощения иссле-Исходя из (1) и (7), при мицеллярной солюбилизации дуемого полифенола происходит в коротковолновую область. Одинаковая с ЦД направленность сдвига , [S] \ максимума поглощения в присутствии P407 может Кмс = Км х [L]0 х (1--е™ ) (8). отражать сходство микроокружения ресвератрола c в этих солюбилизатах. В частности, из-за большей Поскольку у исследуемых мицеллообразующих величины молекул P407 по сравнению с другими ис-солюбилизаторов [S]^ <10—4 М [8, 9], то при исполь- пользованными неионогенными ПАВ в его мицеллах зуемых в работе экспериментальных концентрациях может иметь место ограничение доступности моле-этих вспомогательных веществ имеет место соотно- кулы RSV для молекул воды, сходное с ограничением шение Сс >>[S] ккм. Это позволяет переписать форму- в полости молекул ЦД. лу (8) в виде: Предствленные в табл. 1 и 2 молярные коэффициенты поглощения были использованы для об-Кмс = Км х [L]0 (9). работки данных по солюбилизации RSV в соответствие с уравнением (4). На рис. 2 приведены примеры Согласно формулам (6) и (9), в условиях про- характерных зависимостей веденных экспериментов коэффициент молярной солюбилизации Кмс не зависит от концентрации со- D е любилизатора, что указывает на возможность исполь- х ^ от е с х С, зования линейного уравнения (4) для обработки экс- L L периментальных данных. Получаемое значение Кмс для отдельных представителей разных видов солю- с учетом уравнения (1) позволяет рассчитать опти- билизаторов, а в табл. 3 — полученные по результатам мальное содержание (a) RSV в композиции с солю- линейного регрессионого анализа молярные коэф- билизатором в весовых процентах: фициенты солюбилизации RSV для всех использо- х [L] р ванных солюбилизаторов. Также в табл. 3 приведены а = ГТ1 . „ х 100 = „ х 100 (10), оптимальные составы самодиспергирующихся комы, х ILI+ и х с ы, + и х к ^ тлсллт L с с с мс позиций RSV с солюбилизаторами, рассчитанные где и и ыс — молярные массы RSV и солюбилизатора по уравнению (10) с использованием полученных соответственно. значений K . мс
РОССИЙСКИЙ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ | RUSSiAN JOURNAL OF BiOTHERAPY 3'2021 том 20 | vol. 20
Без солюби- б
лизатора /
Without
solubilizer
Р407
Т80
M-ß-CD
220 240 260 280 300 320 340 360 380 Л, нм / Л, nm
Без солюбилизатора / Without solubilizer Р407 Т80
M-ß-CD
1-1-1-1-г
220 240 260 280 300 320 340 360 380 Л, нм / Л, nm
Рис. 1. Спектры поглощения транс-ресвератрола в присутствии солюбилизаторов разных видов (P407, Т80, M-ß-CD) и без них при pH 1,2 (а) и 6,8 (б)
Fig. 1. Absorption spectra oftrans-resveratrol in the presence of different types of solubilizers (P407, Т80, M-ß-CD) and without them at pH 1.2 (а) and 6.8 (б)
Таблица 1. Спектральные характеристики транс-ресвератрола (RSV) в солянокислом буфере cрН 1,2 в присутствии солюбилизаторов и без них Table 1. Spectral characteristics of trans-resveratrol (RSV) in hydrochloric acid buffer pH 1.2 with and without solubilizers
k в присутствии макс r * солюбилизатора, нм Молярный коэффициент поглощения RSV при k , М-1 x см-1
Солюбилизатор Molar absorption coefficient of RSV at k , М-1 x см-1 max
solubilizer k with solubilizer, nm max ' в присутствии солюбилизатора без солюбилизатора
- 303,8 ± 1,6 - 41078± 323
p188 306,2 ± 3,0 25642 ±233 40 826 ± 324
p407 307,0 ± 2,4 24 796 ± 185 40 707 ± 315
t20 308,2 ± 2,2 25 301 ± 262 40 662 ± 332
t40 308,4 ± 2,5 25 137 ± 187 40 603 ± 331
t80 308,8 ± 1,8 24 617 ± 248 40 544 ± 319
a-cd 306,2 ± 1,7 24 157 ± 285 40 826 ± 324
ß-cd 305,6 ± 2,8 24 989 ± 217 40 960 ± 335
y-cd 304,0 ± 3,0 26 980 ± 365 41 034 ± 319
hp-a-cd 305,2 ± 2,0 12 916 ± 192 40 989 ± 329
hp-y-cd 304,0 ± 2,5 21 988 ± 228 41 034 ± 320
m-ß-cd 306,2 ± 2,4 22 939 ± 313 40 826 ± 328
s-a-cd 307,4 ± 2,9 22 849 ± 244 40 677 ± 318
а
Согласно полученным данным, в кислой среде практически все солюбилизаторы характеризуются несколько меньшими молярными коэффициентами солюбилизации Кмс RSV по сравнению с нейтральной средой. Исключение составляет HP-a-CD, у которого в кислой среде этот параметр немного выше, чем в нейтральной. Мицеллообразующие солюбилизаторы в основном проявляют более высокую солюбили-
зирующую способность по сравнению с ЦД независимо от pH. При этом обращает на себя внимание очень большое значение Кмс у полоксамера P407. Немодифицированные ЦД и модифицированный янтарной кислотой S-a-CD обладают низкой способностью солюбилизировать RSV, тогда как модифицированные гидроксипропил- и метил-ЦД характеризуются существенно более высокой солюбилизирующей
Таблица 2. Спектральные характеристики транс-ресвератрола (RSV) в фосфатном буфере cрН 6,8 в присутствии солюбилизаторов и без них Table 2. Spectral characteristics of trans-resveratrol (RSV) in phosphate buffer pH 6.8 with and without solubilizers
Солюбилизатор Solubilizer k в присутствии макс г " солюбилизатора, нм Молярный коэффициент поглощения RSV при кмакс, М-1 х см-1
Molar absorption coefficient of RSV at k , М-1 х см-1 max
k with solubilizer, nm max ' в присутствии солюбилизатора без солюбилизатора
- 301,8 ± 1,7 - 30 085 ± 262
p188 305,2 ± 1,6 21 676 ± 245 29 773 ± 241
p407 299,0 ± 2,8 18 111 ± 175 29817±239
t20 306,6 ± 2,1 18 883 ± 253 29 475 ± 257
t40 304,6 ± 2,6 17 427 ± 158 29 877 ± 225
t80 304,6 ± 2,0 17 575 ± 242 29 877 ± 248
a-cd 292,0 ± 2,8 14 931 ± 167 28 317 ± 266
ß-cd 292,0 ± 2,9 15 228 ± 155 28 317 ± 238
y-cd 294,8 ± 2,9 15 911 ± 203 29 000 ± 259
hp-a-cd 290,0 ± 1,6 9196 ± 128 27 841 ± 231
hp-y-cd 290,6 ± 2,7 14 470 ± 202 27 633 ± 276
m-ß-cd 290,6 ± 2,8 13 638 ± 186 27 841 ± 242
s-a-cd 290,0 ± 2,0 13 653 ± 122 27 633 ± 238
(eje) x C, мМ / (£l/£l) x C, mM (£iJ£l) x C, мМ / (£L/£L) x C,mM
Рис. 2. Солюбилизация транс-ресвератрола солюбилизаторами разных видов при pH 1,2 (а) и 6,8 (б). Точки отображают экспериментальные данные, а линии проведены с использованием коэффициентов, полученных в результате линейного регрессионного анализа этих данных Fig. 2. Solubilization of trans-resveratrol with different types of solubilizers at pH 1.2 (a) and 6.8 (б). Points represent experimental data, and lines are drawn using coefficients obtained from linear regression analysis of these data
способностью. Особо выделяется M-ß-CD, у которого значение Кмс не только самое большое среди ЦД, но и превосходит значения, полученные для всех мицеллообразующих солюбилизаторов, кроме P407.
Переход к имеющему большее практическое значение оптимальному содержанию RSV в самодиспергирующейся композиции, которое рассчитывается с использованием полученных значений К , ставит
мс
особо выделяющийся по значению Кмс P407 на один
Таблица 3. Коэффициенты молярной солюбилизации транс-ресвератрола (RSV) при pH желудочного и кишечного отделов желудочно-кишечного тракта и оптимальные составы самодиспергирующихся композиций с солюбилизаторами
Table 3. Molar solubilization coefficients of trans-resveratrol (RSV) at pH of the gastric and intestinal gastrointestinal tract and optimal compositions of self-dispersing compositions with solubilizers
Молярная масса солюбилизатора, г/моль Молярный коэффициент солюбилизации ресвератрола Содержание RSV в оптимальной самодиспергирующейся композиции, %
Солюбилизатор Solubilizer Molar solubilization coefficient of resveratrol RSV content in an optimal self-dispersing composition, %
of the solubilizer, g/mol pH 1,2 pH 6,8 pH 1,2 pH 6,8
p188 8400 0,35 i 0,07 0,42 i 0,08 1,0 i 0,2 1,1 i 0,2
p407 12 600 3,98 i 0,69 5,68 i 1,02 6,7 i 1,2 9,3 i 1,7
t20 1227 0,33 i 0,04 0,45 i 0,06 5,8 i 0,6 7,7 i 1,0
t40 1277 0,40 i 0,07 0,57 i 0,11 6,6 i 1,1 9,2 i 1,8
t80 1310 0,42 i 0,07 0,58 i 0,11 6,8 i 1,2 9,2 i 1,8
a-cd 972 0,08 i 0,01 0,13 i 0,01 1,9 i 0,3 3,0 i 0,3
ß-cd 1135 0,16 i 0,03 0,23 i 0,03 3,2 i 0,6 4,4 i 0,6
y-cd 1297 0,08 i 0,01 0,12 i 0,02 1,4 i 0,2 2,1 i 0,4
hp-a-cd 1185 0,32 i 0,04 0,22 i 0,02 5,8 i 0,7 4,1 i 0,4
hp-Y-cd 1576 0,15 i 0,03 0,29 i 0,04 2,2 i 0,4 4,0 i 0,5
m-ß-cd 1312 0,58 i 0,09 0,77 i 0,11 9,2 i 1,4 11,9 i 1,7
s-a-cd 1572 0,10 i 0,01 0,12 i 0,01 1,4 i 0,2 1,7 i 0,2
Примечание. В расчете содержания RSV в самодиспергирующейся композиции по уравнению (10) использовалось значение молярной массы 228 г/моль. Молекулярные массы солюбилизаторов приведены в соответствии с данными производителей. Note. The molar mass value of228g/mol was used to calculate the RSV content in the self-dispersing composition according to equation (10). The molecular weights of solubilizers are given in accordance with the manufacturers' data.
уровень с полисорбатами. Одновременно другой полоксамер, P188, оказывается солюбилизатором с самым низким оптимальным содержанием RSV в композиции. Описанное снижение положения по-локсамеров в ряду привлекательности солюбилизаторов в значительной степени отражает их большие молекулярные массы. Использование в качестве характеристики солюбилизатора оптимального содержания RSV в самодиспергирующейся композиции сохраняет положение ЦД как уступающих мицелло-образующим солюбилизаторам, за исключением M-ß-CD. Последний не только сохраняет положение лучшего солюбилизатора RSV среди ЦД, но оказывается лучшим среди всех исследованных солюбилиза-торов.
В соответствии с уравнением (4), кроме оценки Кмс, регрессионный анализ результатов экспериментов по солюбилизации позволяет получить значения собственной растворимости RSV при использовавшихся pH, которые соответствуют разным отделам желудочно-кишечного тракта. Усредненные по всем
солюбилизаторам данные дают для рН 1,2 величину [Ц0 = 0,13 ± 0,02 мМ, а для рН 6,8 - [Ц0 = 0,18 ± 0,03 мМ.
Приведенные величины подтверждают низкие значения и недостоверный характер различий собственной растворимости RSV при рН желудочного и кишечного отделов желудочно-кишечного тракта, что указывает на целесообразность разработки композиции RSV с солюбилизатором для повышения его биодоступности во всех отделах желудочно-кишечного тракта.
Обсуждение
С учетом полученных в настоящей работе данных в качестве солюбилизаторов, которые целесообразно использовать в лекарственном препарате для повышения биодоступности RSV, выступают Р407, Т80 и модифицированный M-p-CD. Высокая температура плавления (253-255 °С) RSV и нестабильность при нагревании [3] делают непривлекательным использование для получения композиций таких методов, как его сплавление с твердыми солюбилизаторами
или растворение при высоких температурах в жидких солюбилизаторах. Поэтому наиболее подходящим методом является растворение RSV и солюби-лизатора в интересующем соотношении в общем растворителе с последующим его удалением. В качестве наиболее подходящих растворителей выступают спирты, в которых растворим RSV и легкорастворимы полоксамеры и полисорбаты [14, 15]. Однако в них практически не растворимы немоди-фицированные ЦД [16], тогда как модифицированные растворимы умеренно [17]. Поэтому в ряду ЦД
последние выступают как технологически наиболее привлекательные для использования в качестве со-любилизаторов RSV.
Заключение
В целом результаты проведенных исследований указывают на перспективность разработки препаратов с повышенной растворимостью RSV и, как следствие, возможным улучшением его биодоступности на основе композиций с такими солюбилизаторами, как P407, T80 и модифицированный M-ß-CD.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Park E.J., Pezzuto J.M. The pharmacology of resveratrol in animals and humans. Biochim Biophys Acta 2015;1852(6):1071—113.
DOI: 10.1016/j.bbadis.2015.01.014.
2. Pangeni R., Sahni J.K., Ali J. et al. Resveratrol: review on therapeutic potential and recent advances in drug delivery. Expert Opin Drug Deliv 2014;11(8):1285—98.
DOI: 10.1517/17425247.2014.919253.
3. Francioso A., Mastromarino P., Masci A. et al. Chemistry, Stability and Bioavailability of Resveratrol. Med Chem 2014;10(3):237-45.
DOI: 10.2174/15734064113096660053.
4. van Hoogevest P., Liu X., Fahr A. Drug delivery strategies for poorly water-soluble drugs: the industrial perspective. Expert Opin Drug Deliv 2011;8(11):1481—500.
DOI: 10.1517/17425247.2011.614228.
5. Hao J., Tong T., Jin K. et al. Folic acid-functionalized drug delivery platform of resveratrol based on Pluronic 1 27/D-a-tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate mixed micelles.
Int J Nanomedicine 2017;12:2279-92. DOI: 10.2147/IJN.S130094.
6. Chang C.W., Wong C.Y., Wu Y.T. et al. Development of a Solid Dispersion System for Improving the Oral Bioavailability of Resveratrol in Rats. Eur J Drug Metab Pharmacokinet 2017;42(2):239-49.
DOI: 10.1007/s13318-016-0339-0.
7. Calvo-Castro L.A., Schiborr C., David F. et al. The Oral Bioavailability of Trans-Resveratrol from a Grapevine-Shoot Extract in Healthy Humans
is Significantly Increased by Micellar Solubilization. Mol Nutr Food Res 2018;62(9):e1701057. DOI: 10.1002/mnfr.201701057.
8. Summerlin N., Qu Z., Pujara N. et al. Colloidal mesoporous silica nanoparticles enhance the biological activity of resveratrol. Colloids Surf B Biointerfaces 2016;144:1-7.
DOI: 10.1016/j.colsurfb.2016.03.076.
9. Jadhav P., Bothiraja C., Pawar A. Resveratrol-piperine loaded mixed micelles: formulation, characterization, bioavailability, safety and in vitro anticancer activity. RSC Advances 2016;6(114):112795-805.
DOI: 10.1039/C6RA24595A.
10. Berta G.N., Salamone P., Sprio A.E. et al. Chemoprevention of 7,12-dime-thylbenz[a]anthracene (DMBA)-induced oral carcinogenesis in hamster cheek pouch by topical application
of resveratrol complexed with 2-hydroxy-
propyl-beta-cyclodextrin.
Oral Oncol 2010;46(1):42-8.
DOI: 10.1016/j.
oraloncology.2009.10.007.
11. Moyano-Mendez J.R., Fabbrocini G., De Stefano D. et al. Enhanced antioxidant effect of trans-resveratrol: potential of binary systems with polyethylene glycol and cyclodextrin.
Drug Dev Ind Pharm 2014;40(10):1300-7. DOI: 10.3109/03639045.2013.817416.
12. Yang G., Jain N., Yalkowsky S.H. Combined effect of SLS
and (SBE)7M-ß-CD on the solubilization of NSC-639829. Int J Pharm 2004;269(1):141-8. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2003.09.001.
13. Zhao L., Li P., Yalkowsky S.H. Solubilization of fluasterone.
J Pharm Sci 1999;88(10):967-9. DOI: 10.1021/js9901413.
14. Solubility enhancement with BASF pharma polymers: Solubilizer compendium. Ed by T. Reintjes. Lampertheim: BASF, 2011. 128 p.
15. Knoch H., Ulbrich M.H., Mittag Judith J. et al. Complex Micellization Behavior of the Polysorbates Tween 20 and Tween 80. Mol Pharm 2021;18(8):3147-57. DOI: 10.1021/acs. molpharmaceut.1c00406.
16. de Miranda J.C., Martins T.E.A., Veiga F., Ferras H.G. Cyclodextrins and ternary complexes: technology to improve solubility of poorly soluble drugs. Braz J Pharm Sci 2011;47(4):665-81. DOI: 10.1590/ S1984-82502011000400003.
17. Crini G., Fourmentin S., Lichtfouse E. The History of Cyclodextrins.
Ser.: Environmental Chemistry for a Sustainable World. Springer, Cham., 2020.
Оригинальные статьи / Original reports 65
Вклад авторов
С.П. Кречетов: разработка дизайна исследования, обзор публикаций по теме статьи, получение данных для анализа, анализ полученных данных, написание текста рукописи;
М.С. Масленникова: обзор публикаций по теме статьи, получение данных для анализа, анализ полученных данных, написание текста рукописи;
H.Л. Соловьева: обзор публикаций по теме статьи, получение данных для анализа, анализ полученных данных; И.И. Краснюк: разработка дизайна исследования.
Authors contribution
S.P. Krechetov: research design development, review of publications on the topic of the article, obtaining data for analysis, analysis of the obtained data, writing the text of the manuscript;
M.S. Maslennikova: review of publications on the topic of the article, obtaining data for analysis, analysis of the obtained data, writing the text of the manuscript;
N.L. Solovieva: review of publications on the topic of the article, obtaining data for analysis, analysis of the obtained data;
I.I. Krasnyuk: research design development.
ORCID авторов / ORCID of authors
С.П. Кречетов / S.P. Krechetov: https://orcid.org/0000-0003-2861-6010 М.С. Масленникова / M.S. Maslennikova: https://orcid.org/0000-0002-6416-7091 Н.Л. Соловьева / N.L. Solovieva: https://orcid.org/0000-0002-0781-7553 И.И. Краснюк / I.I. Krasnyuk: https://orcid.org/0000-0002-7242-2988
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (договор № 02.G25.31.0001) в рамках реализации Постановления Правительства РФ от 09.04.2010 № 218.
Financing. This work was financially supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (contract No 02.G25.31.0001) within the framework of the implementation of the Government Decree of the Russian Federation of 09.04.2010 No 218.
Статья поступила: 13.08.2021. Принята к публикации: 03.09.2021. Article submitted: 13.08.2021. Accepted for publication: 03.09.2021.
