CC BY
4Физика Водных Растворов
Приглашенный доклад
ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И БИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СУБСТАНЦИЙ: ОТ МИКРОНИЗАЦИИ ДО МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
Механическое активирование приводит к изменению структурных и физико-химических свойств твердого тела: электрических, оптических, фотоэмиссионных, магнитных. Для подобных систем с развитой дефектной структурой и накопленной избыточной свободной энергией нарушается состояние термодинамического равновесия, что обеспечивает ей повышенную реакционную способность. Данный факт особенно привлекателен для достижения задач медицинской механохимии - снижение дозы, увеличение эффективности и широты терапевтического окна для лекарственных средств после произведенного высокоинтенсивного механического воздействия. Цель данной работы - изучение свойств in situ (поверхностных, динамических, дисперсных, химических, биологических) модифицированного порошка лако-самида после трибохимического цикла в режиме механического нагружения с применением комплекса аналитических подходов для возможности управления фармацевтическими свойствами лекарственного вещества. Фармацевтическая субстанция лакосамид (Lcs) про-тивоэпилептического действия (Jiangsu China); ножевая мельница со щёточным двигателем Stegler LM-250 роторного типа; сканирующая электронная микроскопия (LYRA3, Tescan; ИК-Фурье (Agilent Technologies, USA); динамическое (DLS) и статическое (SLS) лазерное светорассеяние (Malvern, UK); Spirotox-биотестирование; сравнительный тест кинетики растворения (СТКР). «Размерные спектры» распределения ансамблей частиц ла-косамида в водном растворе в интервале от 1 до 120 ~ m демонстрируют феномен дисперсности, заключающийся в увеличении диаметра (d, мкм) и объемной доли (%) при продолжающимся процессе микронизации [1,2]. Предшествующее феномену дисперсности распространение волн напряжений, приводит к дефектной структуре кристалла, накоплению избыточной свободной поверхностной энергии Fs дисперсной системы и стремлению самопроизвольно уменьшить этот параметр за счет агрегации твердых частиц порошков и уменьшению площади поверхности в процессе воздействия. Метод DLS позволяет проанализировать изменения в конформации коллоидных частиц в растворах Lcs, как функцию от времени воздействия: наибольшие изменения среднего диаметра частиц, индекса полидисперности и, как следствие, увеличение средней скорости счета и изменения дзета-потенциала происходит в первые 30-50 минут. Данный факт может указывать на набухание нанодисперс-ных биконтинуальных частиц в водном растворе Lcs. Исследования кинетики растворения с привлечением оригинального подхода, основанного на изменении во времени индикатрисы лазерного светорассеяния, демонстрирует 3-х кратное увеличение скорости растворения, обусловленное увеличением числа дислокаций и появлению точки перегиба при tML~20 мин соответствует равновесному времени механической активации субстанции и активации процесса гибели клеточного биосенсора в водных растворах Lcs. Результаты СТКР продемонстрировали преимущества свойств субстанции после механоактивации: 92% вещества извлекается в среду растворения за 10 минут, что составляет 7% различий с исходным образцом.
Проведенное исследование может иметь перспективное практическое значение в управлении улучшенными фармацевтическими свойствами, в повышении прочности лекарственных матриц путем предварительного деформационного упрочнения вследствие структурных перестроек при механическом нагружении.
[1] A. Michalis, E. Kalarakis et al, Mesoscopic modeling of flow and dispersion phenomena in fractured solids, Comput. Math. Appl., 55, 15251540, (2008).
[2] E. Uspenskaya, E. Kuzmina et al., Exploring the Effects of Cramped-Impact-Type Mechanical Action on Active Pharmaceutical Ingredient (Levofloxacin)—Prospects for Pharmaceutical Applications, Powders, 2, 464-483, (2023).
Успенская Е.В., Кузьмина Е.С.
ФГАОУ ВО "Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8 e-mail: [email protected]
и
Литература:
