Научная статья на тему 'Разработка рецептуры и оценка функциональных свойств биодеградируемого полимерного материала медицинского назначения'

Разработка рецептуры и оценка функциональных свойств биодеградируемого полимерного материала медицинского назначения Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
37
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
гель-пленка / полимеры / водный экстракт / влагопоглощение / паропроницаемость / содержание растворимых веществ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Товстик Евгения Владимировна, Вотинцева София Андреевна

В работе представлены результаты разработки рецептуры биодеградируемой гель-пленки. Исследованы функциональные свойства разработанной гель-пленки с добавлением раствора коллоидного серебра и водного экстракта из цветков ноготков лекарственных. Установлена перспективность разработанной гель-пленки в качестве топикальной лекарственной формы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Товстик Евгения Владимировна, Вотинцева София Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Разработка рецептуры и оценка функциональных свойств биодеградируемого полимерного материала медицинского назначения»

Библиографический список

1. Bielsa E., Bassnett S. Translation in global news. Routlege: London, New York, 2009.

2. Schrijver I., Van Vaerenbergh L., Van Waes L. Transediting in students' translational processes.

3. Добросклонская Т.Г. Медиалингвистика: системный подход к изучению языка СМИ / Т.Г. Добросклонская. М.: Флинта: Наука, 2017.

4. Комиссаров, В.Н. Теория перевода (лингвистические аспекты) / В.Н. Комиссаров, 1990. - 253 с.

5. Микоян А. С. Проблема перевода текстов СМИ / А. С. Микоян, 2003.

6. Нестерова, И.А. Особенности перевода английских газетно-информацион-ных текстов на русский язык / И.А. Нестерова // Образовательная энциклопедия.

DOI: 10.24412/cl-37131-2023-1-383-389

Разработка рецептуры и оценка функциональных свойств биодеградируемого полимерного материала медицинского назначения

Товстик Евгения Владимировна, кандидат биологических наук, доцент ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Киров

Вотинцева София Андреевна,

студент

ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Киров

Аннотация: в работе представлены результаты разработки рецептуры биодегра-дируемой гель-пленки. Исследованы функциональные свойства разработанной гель-пленки с добавлением раствора коллоидного серебра и водного экстракта из цветков ноготков лекарственных. Установлена перспективность разработанной гель-пленки в качестве топикальной лекарственной формы. Ключевые слова: гель-пленка, полимеры, водный экстракт, влагопоглощение, паропроницаемость, содержание растворимых веществэ

Студент. Наука. Регион

Биодеградируемые полимеры актуальны во многих отраслях промышленности, в том числе фармацевтической. В настоящее время на их основе разрабатываются композитные материалы различного медицинского назначения, к примеру, топикальные лекарственные формы (ТЛФ) - мази, гели, плёнки [1].

Перспективным сырьем для производства ТЛФ считаются биодеградируемые полимеры, природного происхождения: белки (желатин, коллаген, альбумин), полисахариды (крахмал, целлюлоза); и синтетического: поливиниловый спирт, производные целлюлозы и др. [1-4]. Их основные преимущества - высокая биосовместимость; способность разлагаться до нетоксичных для организма веществ; возможность служить матрицей для лекарственных препаратов [2]. При сочетании нескольких биодеградируемых полимеров в составе ТЛФ возможно усилить терапевтическое действие препарата. Например, посредством оптимизации физико-химических свойств полимерной композиции создать гидрогель, образующий на поверхности кожи защитную плёнку при высыхании.

В настоящем исследовании в качестве полимерной основы использовали поливиниловый спирт (ПВС). Этот синтетический биоразлагаемый полимер широко используют для создания гидрогелевых пленок, обладающих пластичностью и прозрачностью. Эти свойства позволяют моделировать повязки на поверхности кожи и осуществлять визуальный контроль за процессом регенерации тканей [2]. В качестве дополнительного пленкообразователя использовали желатин, представляющий собой продукт денатурации коллагена. Желатин часто используют как матрицу в форме гидрогеля. Он обладает адгезивными свойствами и способностью адресно доставлять действующие вещества [4].

Для обеспечения ранозаживляющего действия в полимерную основу вводили в качестве антисептика раствор коллоидного серебра и источник биологически активных веществ - водный экстракт из цветков ноготков лекарственных.

Цель работы - разработка рецептуры и оценка функциональных свойств лекарственных гель-пленок.

Полимерные композиции изготавливали методом механического смешивания. Точные навески ПВС и желатина заливали растворителем (дистиллированной водой) и оставляли набухать при комнатной температуре (20±2 °С) на 24 часа. Полученный раствор гомогенизировали на водяной бане (70 °С) в течение 9-ти минут. По истечению времени в гомогенный раствор вводили глицерин, перемешивали. Соотношение компонентов полимерной композиции представлены в таблице 1.

Таблица 1

Рецептуры полимерных композиций, масс.%

№ Желатин ПВС Глицерин Растворитель

4,00 - 5,00 91,00

1,00 - - 99,00

2,00 2,00 5,00 91,00

2,00 1,00 5,00 92,00

0,50 4,00 5,00 90,50

0,50 10,00 5,00 84,50

0,50 20,00 5,00 74,50

0,50 40,00 5,00 55,50

0,50 6,00 - 93,50

0,50 6,00 5,00 88,50

Примечание: «-» означает отсутствие компонента в смеси.

По органолептическим показателям (стабильность геля; эластичность и прочность формируемой плёнки при высыхании геля) было установлено, что введение в состав композиции желатина и ПВС в концентрациях выше 0,50 масс.% и выше 6,00 масс.% соответственно увеличивало вязкость и плотность геля, снижало стабильность геля при хранении. Отсутствие пластификатора (глицерина) в составе композиции снижало однородность формируемой при высыхании плёнки.

В качестве оптимального состава геля был выбран вариант №10, соответствующий масс.%: ПВС - 6,00; желатин - 0,50; глицерин - 5,00.

На следующем этапе исследования проводили оценку функциональных свойств формируемой при высыхании плёнки. Исследовали два варианта: 1 -

Студент. Наука. Регион

контроль (растворитель - дистиллированная вода); 2 - опыт (растворитель -водный экстракт из ноготков лекарственных). В состав исследуемых вариантов вводили 1 масс.% раствора коллоидного серебра (200 мг/л).

Методом литья изготавливали образцы плёнок (3,46 г геля дозировали в силиконовые формы размером 4^4 см. Кондиционирование пленок осуществляли при комнатной температуре (20±2 °С).

Оценку функциональных свойств полимерных пленок проводили по следующим показателям: влагопоглощение, паропроницаемость, содержание растворимых веществ.

Влагопоглощение пленок исследовали гравиметрическим методом с опорой на ГОСТ 20869-75. В ходе анализа оценивали степень набухания плёнок [5]. Предварительно взвешенные пленки помещали на капроновую сетку и опускали в емкость на поверхность дистиллированной воды. Влагопоглощение рассчитывали по формуле 1:

где X - количество поглощённой воды (%); щ - масса плёнки через 15, 30, 45 минут (г); то - исходная масса плёнки (г).

Паропроницаемость пленок исследовали гравиметрическим методом с опорой на ГОСТ 7730-89 и ГОСТ 21472-81 [6]. Для анализа отбирали образцы пленок с однородной структурой, герметично закрепляли на горлышке пробирки с водой объёмом 5 мл (система). Для определения количества водяного пара, прошедшего через пленку, предварительно взвешенные системы помещали в эксикатор. Повторное взвешивание системы проводили через 1, 24, 48 часов после начала эксперимента. Паропроницаемость рассчитывали по формуле 2:

где q - паропроницаемость (г/м2); Дт - изменение массы пробирки за исследуемое время (мг); S - испытуемая площадь образца (см2).

Общее количество растворимых веществ в плёнках исследовали гравиметрическим методом. Для этого предварительно взвешенные образцы пленок помещали в емкость с 25 мл дистиллированной воды. Образцы инкубировали 24 часа при комнатной температуре (20±2 °С). По истечении времени набухшие пленки отделяли от раствора и сушили при комнатной температуре. Общее количество растворимых веществ в пленках (TSM,%) рассчитывали по формуле 3 [3]:

где т1 - масса сухой плёнки (г); т2 - масса плёнки после растворения и сушки (г).

Все исследования проводили в трех-, четырехкратной повторности.

Влагопоглощение исследовали с целью оценки способности плёнок впитывать раневое отделяемое и возможности создания влажной среды, необходимой для ускоренного заживления ран [6]. По результатам эксперимента было установлено, что пленка, содержащая водный экстракт из цветков ноготков лекарственных, характеризовалась большей степенью набухания, чем контроль. На отдельных сроках исследования (15, 30, 45, 60 мин) эта разница составила 112% (рис. 1).

100 %,

(3)

600

\0 о4

й 500

—•—Контроль

—•—Ноготки лекарственные

и ЕТ

§ 100

0

15

30

45

60

Время, мин

Рисунок 1. Динамика поглощения воды полимерными плёнками

Паропроницаемость исследуемых пленок варьировалась от 374 до 2123 г/м2. Независимо от срока наблюдения (1, 24, 48 ч) паропроницаемость пленок на основе водного экстракта из цветков ноготков лекарственных была ниже, чем в контроле.

3500

3000 -

й 2500 н

0

1 2000 и

й

I 1500 о

§ 1000 Л

С 500

Контроль

Ноготки лекарственные

1 24 48

Время, ч

Рисунок 2. Динамика паропроницаемости полимерных плёнок

Определение содержания растворимых веществ в пленках проводили с целью оценки способности к пролонгированному высвобождению лекарственных веществ из плёнок [3]. В ходе анализа было установлено, что образцы пленок на основе водного экстракта из ноготков лекарственных растворялись на 61% в течение 24 часов.

Таким образом, в ходе исследования был разработан оптимальный состав биодеградируемой полимерной композиции и изучены её функциональные свойства. Установлено, что пленка на основе водного экстракта из цветков ноготков лекарственных обладает высоким влагопоглощением (выше 400%), что может указывать на ее оптимальную структуру, позволяющую абсорбировать выделения и поддерживать влажность раневой поверхности. Паропроницаемость пленки (выше 0,1 г/м2) свидетельствует о достаточно порозности ее структуры, способствующей созданию аэрируемого слоя при размещении на раневой поверхности [3, 8]. Содержание растворимых веществ пленок составляет 61%, что

0

Студент. Наука. Регион

косвенно указывает на способность к умеренно пролонгированному высвобождению лекарственных веществ. В целом полученные результаты свидетельствуют о перспективности разработанной гель-пленки в качестве топикальной лекарственной формы.

Библиографический список

1. Плёнки в Российской косметологии и медицине: история развития, классификация / В. М. Кищенко, В. В. Верниковский, И. М. Привалов, А. М. Шевченко // Фармация и фармакология. 2020. Т. 8. № 2. С. 124-132.

2. Новые трансдермальные терапевтические системы на основе поливинилового спирта и хитозана с внедренными наночастицами селена / Е. А Соколова, Е. К. Мохова, М.Г. Гордиенко // Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. 35. № 12. С. 146-148.

3. Polysaccharide films modified by compounds of natural origin and silver having potential medical applications / A.K. Antosik, P. Mi^dlicki, K. Wilpiszewska, A. Markowska-Szczupak, Z.C. Koren, A. Wróblewska // Cellulose. 2021. V. 28. N. 11. P. 7257-7271.

4. Применение пленок в медицине / В. Д. Назарова, А. У. Бектемисова, Н. В. Усков, Л. С. Михальчук // ББК 74.0: 72 А 43. 2020. С. 142.

5. Казберов Р. Я. Поливиниловый спирт и влияние различных видов облучения на его свойства //От истоков к современности в физической химии, радиохимии и электрохимии-по работе научно-образовательных центров. К 70-летию лаборатории радиохимических исследований ИФХЭ РАН: Монография. Москва, Издательский дом. 2022. С. 152.

6. Gelatin as biomaterial for tissue engineering / C.M. Echave, S.L. Burgo, L.J Pedraz, G.D. Orive // Current pharmaceutical design. 2017. V. 23. N. 24. P. 3567-3584.

7. Ковязина Н.А. Изучение физико-химических свойств плёнок лекарственных секстафаг // Вестник ВГУ, серия: химия, биология, фармация. 2022. № 1. С. 78-84.

8. Основные подходы к стандартизации пленок лекарственных / А.Л. Го-лованенко, М.М. Смирнова, И.В. Алексеева, О.А. Блинова // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 2. С. 420-421.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.