CC BY
13
УДК 544.421.42:536.755
Глебова О.В., Широких А.Д., Королёва М.Ю.
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ТВЕРДЫХ ЛИПИДНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА ИХ РАЗМЕР И СТАБИЛЬНОСТЬ
Глебова Олеся Владленовна, бакалавр 4 года обучения кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ
им. Д.И. Менделеева;
e-mail: [email protected]
Широких Анастасия Дмитриевна, аспирант 2 года обучения кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева;
Королёва Марина Юрьевна, д.х.н., профессор кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва 125047, Миусская площадь, д. 9
В данной работе исследовано влияние концентрации дисперсий твердых липидных наночастиц, полученных методом температурной инверсии фаз, и концентрации ПАВ на их размер и стабильность. Показано, что увеличение концентрации ПАВ в составе твердых липидных наночастиц от 12,5 до 15,0мас.% приводило к увеличению их среднего размера от 50±20 до 220 ±45 нм и уменьшению времени до начала отслаивания водной фазы с 11 до 1 сут.
Ключевые слова: твердые липидные наночастицы, стеариновая кислота, стеарат алюминия, устойчивость к агрегации, устойчивость к обратной седиментации.
INFLUENCE OF THE COMPOSITION OF SOLID LIPID NANOPARTICLE S ON THEIR SIZE AND STABILITY
Glebova O.V., Shirokikh A.D., Koroleva M.Y.
Mendeleev University of Chemical Technology, Moscow, Russia
In this work, we investigated the effect of the concentrations of suspensions of solid lipid nanoparticles prepared by the temperature phase inversion method and the surfactant concentration on their size and stability. Obtained results indicated shown that an increase in the surfactant concentration in the composition of solid lipid nanoparticles from 12.5 to 15.0 wt% led to an increase in their average size from 50 ± 20 to 220 ± 45 nm and a decrease in the time of the onset of the aqueous phase separation from 11 to 1 day.
Key words: solid lipid nanoparticles, stearic acid, aluminum stearate, aggregation, creaming
Твердые липидные наночастицы (ТЛН) представляют интерес как перспективные носители лекарственных соединений [1, 2]. Это сферические частицы размером менее 100 нм, состоящие из твердых при комнатной температуре липидов и стабилизированные поверхностно-активными
веществами (ПАВ). Благодаря своей биосовместимости, одной из наиболее популярных липидных матриц ТЛН является стеариновая кислота. Для получения таких систем отдают предпочтение неионогенным ПАВ из-за их нетоксичности [3, 4]. Добавление в состав ТЛН в качестве ПАВ стеарата алюминия влияет на их агрегативную и кинетическую устойчивость [5].
В данной работе было изучено влияние концентрации дисперсной фазы и ПАВ на размеры ТЛН и стабильность их дисперсий. В качестве ПАВ использовали смесь Tween 60 и Span 60 в массовом соотношении 2,3:1,0, суммарная концентрация 12,5 или 15,0 мас.%. Дополнительно в качестве ПАВ добавляли 1,7 мас.% стеарата алюминия. Концентрацию дисперсной фазы варьировали от 7 до 37 мас.%. Дисперсионной средой являлся 0,15 М водный раствор NaCl.
Дисперсии ТЛН получали методом температурной инверсии фаз. Исследование размеров ТЛН производили методом динамического светорассеяния (Zeta SizerNano, Malvern). Изучение стабильности с течением времени получаемых суспензий ТЛН проводили путем анализа светопропускания и обратного светорассеяния монохромного излучения на приборе Multiscan MS 20 (DataPhysics).
Полученные дисперсии ТЛН с 12,5 мас.% ПАВ имели бимодальное распределение частиц по размерам. Диаметр ТЛН с 12,5 мас.% ПАВ и концентрацией дисперсной фазы 7 мас.% составлял 106±25 нм, через 15 сут наблюдалась агрегация частиц до 300±48 нм (рис. 1А). При увеличении концентрации дисперсной фазы до 37 мас.% размер частиц оставался неизменным на протяжении всего времени эксперимента: диаметр одиночных частиц составлял 68±8 нм, агрегатов - 425±45 нм (рис. 1Б).
При увеличении ПАВ до 15 мас.% распределение частиц по размерам оставалось бимодальным. При концентрации дисперсной фазы 7 мас.% средний диаметр наночастиц составлял 40±12 нм сразу после
получения. На 15 сутки сохранялся пик на 78±8 нм и появлялись агрегаты размером 292±70 нм (рис. 1В). При повышении концентрации дисперсий до 37 мас.% размер одиночных частиц оставался
неизменным - 28±7 нм, и наблюдалось увеличение диаметра агрегатов с 220±55 до 308±68 нм через 15 сут (рис. 1Г).
К
«
40
35
£ 30 щ
о 2Ь
3
£ 20
4
15 10 5 О
Время, сут
14)
и
ч \ т, >■ Ъ
Размер, еш
35 1
ю
25
£
чэ 20 о
10
5 0
Время, сут
■0
15
, ,1, 1
Размер, нм
Рис. 1. Распределение по размерам ТЛН в дисперсиях с концентрациями 7 (А, В) и 37 (Б, Г) мас.% при
12,5 (А, Б) и 15,0 мас.% ПАВ (В, Г)
Суспензии ТЛН с концентрацией ПАВ 12,5 мас.% и концентрацией дисперсной фазы 7 мас.% были кинетически устойчивы до 2 сут, в то время как увеличение их концентрации до 37 мас.% приводило к отслаиванию водной фазы на 11 сут (рис. 2).
При увеличении ПАВ до 15 мас.% наблюдалось снижение устойчивости во всех системах: расслоение происходило меньше, чем через сутки. В суспензиях с концентрацией дисперсной фазы 7 и 12 мас.% отслаивание водной фазы начиналось через 15 и 19 ч, соответственно. При 37 мас.% дисперсия расслаивалась через 23 ч (рис. 2).
14 12 10 Я й
' 2
I
и,в 0.6
0,4 ^
Дола ПЛВ
- 12.5 мл.%
---
10 20 Л>
Кэшкешрйцня ди-СшерСЯЙ,
40
Рис. 2. Зависимость времени начала расслаивания дисперсий ТЛН с концентрацией ПАВ 12,5 и 15,0 мас.%
Таким образом, увеличение содержания ПАВ в ТЛН на основе стеариновой кислоты и уменьшение концентрации дисперсной фазы приводило к снижению кинетической устойчивости суспензий. В системах с концентрацией дисперсной фазы 1237 мас.% размер частиц оставался неизменным на протяжении 15 сут, в то время как при 7-9 мас.% наблюдалась постепенная агрегация частиц с течением времени.
Список литературы
1. Широких А.Д., Королёва М.Ю., Юртов Е.В. Влияние стеарата алюминия на стабильность твердых липидных наночастиц на основе стеариновой кислоты // Сборник тезисов XI ежегодной конференции Нанотехнологического общества России. - 2020. - С. 57-58.
2. Мищенко Е.В., Гилёва А.М., Сапач А.Ю., Курбанова Л. А., Марквичева Е. А., Королёва М. Ю. Липидные нано-и микрочастицы для доставки
противораковых лекарственных соединений // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. - 2019. - Т. 33. - № 10. - С. 32-34.
3. Koroleva M., Nagovitsina T., Yurtov E. Nanoemulsions stabilized by non-ionic surfactants: stability and degradation mechanisms // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2018. - Vol. 20. - P. 10369-10377.
4. Королева М.Ю., Наговицына Т.Ю., Быданов Д.А., Юртов Е.В. Прямые наноэмульсии, стабилизированные смесями неионогенных ПАВ // Бутлеровские сообщения. — 2014. — Т. 38, № 4. — С. 119-125.
5. Глебова О.В., Широких А.Д., Королёва М.Ю. Влияние концентрации дисперсий твердых липидных наночастиц с добавкой стреарата алюминия на их стабильность // Химия и технология биологически активных веществ для медицины и фармации: тезисы докладов I Школы молодых ученых - 2021. - С. 54.
