WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Исследование контролируемого высвобождения ЛВ из полимерных микросфер in vivo. Для исследования контролируемого высвобождения ЛВ из полимерных микросфер in vivo использовали микросферы из ПГБ (молекулярная масса 475 кДа) с инкапсулированным дипиридамолом (10% мас.). В качестве объекта исследования использовали лабораторных крыс линии Wistar. Микросферы и буферный раствор (1 % водный раствор NaCl с добавлением эмульгатора – 2.5 % Polysorbat-20) предварительно стерилизовали автоклавированием. Получали однородную дисперсию 15 мг микросфер в 1 мл буферного раствора. Затем делали инъекцию полученной дисперсии в правую заднюю бедренную мышцу крысы. Для контрольного сравнения в бедренную мышцу крысы делали инъекцию раствора 1.5 мг нативного дипиридамола в 1 мл буфера с добавлением 2.5 % Polysorbat-20. Через определенные промежутки времени (1, 3, 7, 14 и 30 суток от начала эксперимента) крыс забивали, фрагмент мышцы крысы, в которую производилась инъекция, гомогенизировали, экспериментальную сыворотку отделяли центрифугированием.

Концентрацию дипиридамола в сыворотке определяли спектрофлуориметрически, используя для сравнения раствор дипиридамола в буфере известной концентрации. В качестве дополнительного контроля использовали мышцу контрольной интактной крысы.

Спектрофотометрия. Спектры поглощения буферных растворов ЛВ, растворов систем из ПГБ для контролируемого высвобождения ЛВ в хлороформе записывали на спектрофотометре DU-650 (Beckman Coulter, США) в 1 см кювете. Запись спектров проводили при комнатной температуре.

Спектрофлуориметрия. Регистрацию спектров флуоресценции дипиридамола в эксперименте in vivo проводили при комнатной температуре на спектрофлуориметре RF-5301 PC (Shimadzu, Япония). Длина волны возбуждения составляла 415 нм, испускания – 500 нм.

ИК-спектроскопия. ИК-спектры образцов регистрировали на Фурье спектрометре IFS-66 v/s (Bruker, Германия) в области 400-4000 см-1. Разрешающая способность составляла 1 см-1.

Микроскопия. Для определения диаметра микросфер, а также для оценки степени биодеградации микросфер из ПГБ с инкапсулированными ЛВ использовали микрофотографии, полученные при помощи световой микроскопии - микроскоп Биомед 1 Вар.2 (Биомед, Россия) с цифровым окуляром MYscope 300M (Webbers, Тайвань), а также сканирующей электронной микроскопии – микроскоп Quanta 200 3D (FEI Company, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Исследование контролируемого высвобождения лекарственных веществ из пленочных систем.

1.1. Механизм высвобождения ЛВ из пленочных систем ПГБ.

Первичной информацией о кинетике высвобождения лекарственных веществ в окружающую водную среду из ПСКВ является зависимость количества ЛВ, высвободившегося к моменту времени t, от времени, называемая кинетическим профилем высвобождения.

Изучение механизма высвобождения соединений, включенных в полимерную матрицу, проводили на пленочных системах из ПГБ с различной толщиной и различным процентом включения дипиридамола и индометацина. Типичные кинетические кривые высвобождения дипиридамола и индометацина (ИМ) из пленочных систем на основе ПГБ представлены соответственно на рисунках 1 и 2, где показана зависимость выхода ЛВ (в %) от времени. Кривые построены на основе данных эксперимента по исследованию контролируемого высвобождения ЛВ из пленок ПГБ in vitro.

Из литературных данных (Baker, 1987) известно, что полимерным системам с включением биологически активных агентов присущ диффузионный механизм высвобождения включенных веществ, при котором ЛВ перемещается под действием диффузии к краю полимерного изделия и затем переходит во внешнюю среду.

Из данных, приведенных на рисунках, видно, что у всех полимерных систем Рисунок 1. Кинетические кривые высвобождения дипиридамола из пленочных отсутствуют постоянные предельные систем ПГБ c MM = 450 кДа различной толщины (L) и с различной исходной значения концентрации, которые обычно концентрацией лекарства. Система: - ДП (3.%), ПГБ (L = 20 мкм) (1); - ДП (3.3 %), ПГБ (L наблюдаются в случае классической = 40 мкм) (2); - ДП (10 %), ПГБ (L = 10 мкм) диффузии. В нашем случае кинетические (3); - ДП (10 %), ПГБ (L = 20 мкм) (4); - ДП (10 %), ПГБ (L = 40 мкм) (5).

кривые характеризуются начальным, нелинейным от времени участком и завершающим линейным участком, где скорость высвобождения практически постоянна.

Анализ представленных на рисунках и 2 зависимостей показывает, что механизм высвобождения определяется суперпозицией двух процессов: собственно, десорбцией ДП и ИМ по диффузионному механизму и Рисунок 2. Кинетические кривые гидролитической деструкцией ПГБ, высвобождения индометацина (10%) из пленок ПГБ c MM= 450 кДа при различной толщине наиболее отчетливо проявляющейся после этих пленок. – 10 мкм (1), - 20мкм (2), – завершения первого диффузионного этапа.

40 мкм (3), - 50 мкм (4).

В результате деструкции лекарственное вещество в течение последних 10 - 14 сут.

высвобождается линейно. Для доказательства деструкции пленочных систем из ПГБ с введенными в полимер ЛВ проводили эксперимент по измерению убыли массы образцов с течением времени. Измеряли потерю массы образца в результате деструкции матрицы ПГБ с включенным в полимер дипиридамолом in vitro. Результаты эксперимента представлены на рисунке 3. Общая потеря массы образца включает изменение массы за счет высвобождения ЛВ и за счет деструктивных процессов макромолекул ПГБ. Поэтому из общей массы, образца ПГБ (Mt), подвергнутого гидролитической деструкции вычитали массу ЛВ (Gt), высвободившегося из полимера в окружающую среду. Таким образом, с целью анализа кинетики высвобождения вычитали линейный вклад гидролитической деструкции из общих текущих значений количества высвобожденного вещества, представленных на рисунках 1 и 2.

Результаты, представленные на рисунке 3 показывают, что деструкция полимера, также протекает по линейному закону. Кроме того, скорость деструкции возрастает с увеличением концентрации ЛВ вещества в полимере. Пленка ПГБ без включения ЛВ вообще не подвергается деструкции в течение срока испытаний (до 40 дней).

Полученные данные значительно отличаются от результатов экспериментов по деградации полимерных систем из других биоразлагаемых полимеров – полилактидов и полигликолидов. Для полимерных матриц из этих полимеров даже без включения ЛВ наблюдалась потеря веса до 60% в течение 4 недель (Gogolewski et al., 1993; Taddei et al., 2001;

Taddei et al., 2002; Loo, Sudesh, 2007).

Результаты других работ по деградации Рисунок 3. Относительная потеря массы ПГБ в процессе высвобождения дипиридамола из пленок образцов из ПГБ хорошо согласуются с ПГБ с различной массовой долей ЛВ ( – 1%, – 10%, - 30%) в 0.025М калий-фосфатном буфере полученными нами данными и также при 37°С.

подтверждают значительно меньшую степень деградации ПГБ по сравнению с полактидом – потеря массы образцов из ПГБ в течение 6 месяцев составляла не более 2% (Correa et al., 2008).

Таким образом, ПГБ менее подвержен гидролитической деструкции по сравнению с полилактидами и полигликолидами, а высвобождение ЛВ из ПГБ в большей степени определяется диффузионными процессами. Тем не менее, возможность контролировать скорость биодеструкции лекарственных пленочных систем из ПГБ является важным условием для их использования, особенно для пленок с большой массовой долей ЛВ.

1.2. Зависимость кинетики высвобождения ЛВ от различных параметров пленочных систем ПГБ.

В работе исследовали скорость высвобождения ЛВ из пленочных систем ПГБ в зависимости от ряда параметров: от молекулярной массы ПГБ, толщины пленки из ПГБ, от массовой доли включенного в полимер ЛВ, а также от природы самого ЛВ.

Молекулярная масса. Исследование зависимости кинетики высвобождения от молекулярной массы ПГБ проводили на пленочных системах из ПГБ с молекулярной массой 320, 450, 1010 и 1540 кДа. На рисунке 4 представлена зависимость количества ДП, высвобожденного из пленок одинаковой толщины с одинаковым процентом включения ЛВ, от молекулярной массы ПГБ. Эти данные наглядно демонстрируют, что молекулярная масса полимера оказывает значительное влияние на кинетику высвобождения дипиридамола.

На основании представленных 90 на рисунке 4 данных можно видеть, что для полимерных лекарственных систем на основе ПГБ при низкой или высокой молекулярной массе полимера высвобождение ЛВ проходит равномерно и длительно, тогда как при средних значениях ММ высвобождение ЛВ происходит интенсивно в ранний период 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 времени и сравнительно быстро ДП, 3.3%, 40 мкм, 320 кДа ДП, 3.3%, 40 мкм, 450 кДа Время, сут.

заканчивается. Полученные ДП, 3.3%, 40 мкм, 1010 кДа ДП, 3.3%, 40 мкм, 1540 кДа результаты несколько расходятся с Рисунок 4. Кинетика высвобождения дипиридамола из пленок ПГБ различной молекулярной массы: 320, 450, аналогичными данными 1010 и 1540 кДа (график приведен к 100%).

высвобождения для полилактидов и их сополимеров с полигликолидами, для которых наблюдалось увеличение скорости высвобождения с уменьшением молекулярной массы полимера (Zidan et al., 2006).

Известно также, что ПГБ с низкой ММ подвергается и деградации in vitro в большей мере, чем полимер с высокой ММ (Kosea et al., 2005). По всей видимости, более четкая зависимость скорости высвобождения от ММ этих полимеров по сравнению с ПГБ обусловлена тем, что ПГБ более устойчив к гидролитической деструкции. Зависимость скорости высвобождения от ММ полимера демонстрирует влияние концевых групп ПГБ, как функциональных групп, которые, с одной стороны, взаимодействуют с мобильными молекулами ЛВ, и, следовательно, замедляют их диффузию, а, с другой стороны, разрыхляют структуру ПГБ, т.е. мешают образованию совершенной структуры биополимера (Iordanskii et al., 1994; Liggins, Burt, 2001).

Выведение дипиридамола, % Таким образом, варьирование молекулярной массы биополимера при изготовлении пленочных систем на основе ПГБ с включением ЛВ является важнейшим инструментом регуляции характера и скорости их высвобождения.

Толщина пленок. Влияние толщины пленочной системы на кинетический профиль высвобождения ЛВ из полимерной матрицы изучали на пленках различной толщины, изготовленных из ПГБ одинаковой молекулярной массы с одинаковым содержанием дипиридамола (рисунок 5).

На представленном рисунке 90 наблюдается следующая зависимость: скорость высвобождения на начальном этапе тем выше, чем меньше толщина пленки из ПГБ, и, наоборот, высвобождение становится более равномерным с увеличением толщины полимерной матрицы.

Такая же зависимость наблюдалась 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 при высвобождении иприфлавона ДП, 10%, 10 мкм, 300 кДа ДП, 10%, 20 мкм, 300 кДа Время, сут.

из пленок на основе хитозана, ДП, 10%, 40 мкм, 300 кДа покрытых ПГБ и полигликолидом Рисунок 5. Кинетические кривые высвобождения дипиридамола из пленок ПГБ различной толщины: 10, 20 и (Perugini et al., мкм (график приведен к 100%).

2003; Cao et al., 2005), а также при исследовании выведения паклитаксела из пленок на основе сополимеров лактидов и гликолидов (Jackson et al., 2004).

Массовая доля ЛВ. На следующем этапе исследовали влияние массовой доли вводимого в полимер ЛВ на характер его высвобождения (рисунок 6). Из данных, представленных на рисунке, видно, что при снижении массовой доли ЛВ в матрице ПГБ высвобождение ЛВ происходит быстрее и менее равномерно.

Выведение дипиридамола, % Результаты, полученные нами для матриц из ПГБ, согласуются с аналогичными результатами при 45 исследовании высвобождения этакриновой кислоты и паклитаксела из пленочных систем на основе полилактида (Wang et al., 2004; Jackson et al., 2004). Однако в случае ПГБ, влияние массовой доли ЛВ в полимерной матрице на 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 кинетический профиль ДП, 3.3%, 40 мкм, 300 кДа ДП, 10%, 40 мкм, 300 кДа Время, сут.

высвобождения ЛВ менее ДП, 30%, 42 мкм, 300 кДа Рисунок 6. Кинетические кривые высвобождения очевидно. По всей видимости, это дипиридамола из пленок ПГБ с различным содержанием ЛВ: 3.3%, 10% и 30%. объясняется меньшей степенью связывания молекул ЛВ с полимерной матрицей ПГБ.

Таким образом, варьирование толщины пленки и массовой доли ЛВ в матрице ПГБ дает возможность создания такой ПСКВ, которая позволит обеспечить оптимальную скорость высвобождения ЛВ для поддержания его необходимой концентрации в организме.

Химическая природа ЛВ. Известно, что скорость высвобождения ЛВ подвижностью полимерных сегментов, морфологией ПГБ и интенсивностью взаимодействия лекарственного вещества с функциональными (сложноэфирными) группами полимера. При прочих равных условиях, т.е. при одинаковой толщине образца и концентрации ЛВ скорость высвобождения будет зависеть от степени связывания молекул ЛВ с полимером, которая может определяться различными факторами, в том числе, ММ ЛВ. На рисунке 7 показаны кривые высвобождения различных ЛВ из пленок ПГБ. Видно, что чем выше молекулярная масса ЛВ, тем медленнее и равномернее высвобождается оно из полимерной матрицы. Отклонение от этой картины для некоторых ЛВ, вероятно, связано с наличием полярных и гидрофобных групп в их структуре.

Для объяснения природы связывания ЛВ с полимерной основой был проведен анализ ИК спектров пленок из ПГБ с включением этих препаратов.

Выведение дипиридамола, % 100 ИК спектроскопия подтвердила предположение, что связывание ЛВ с ПГБ, вероятнее всего, помимо гидрофобного взаимодействия неполярных групп ЛВ с цепочкой ПГБ происходит путем образования водородных связей между Время, сут.

0 функциональными группами 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 дипиридамол (ММ = 505 г/моль) индометацин (ММ = 358 г/моль) лекарственных соединений с левофлоксацин (ММ = 361 г/моль) метрониданол (ММ = 151 г/моль) карбонильными и гидроксильными флурбипрофен (ММ = 244 г/моль) рифампицин (ММ = 823 г/моль) группами ПГБ, что должно приводить к Рисунок 7. Кинетические кривые высвобождения ЛВ различной химической природы из пленок ПГБ (ММ смещению сигналов последних в более ПГБ – 450 кДа, толщина – 40 мкм, 10% ЛВ) (график приведен к 100%).

слабую область спектра.

Так, например, сравнение спектра пленки ПГБ со спектром пленки с включением дипиридамола показало наличие водородных связей между полимером и ЛВ (рисунок 8). Полоса 1531 см-1 – указывает на присутствие ДП в образце ПГБ-ДП, а широкая полоса 3200-3400 см-1 свидетельствует Рисунок 8. Сравнение ИК спектров ПГБ (пунктирная о наличии сильной ассоциации между линия) и ПГБ-дипиридамол (сплошная линия) –ОН группами.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»