Создания систем контролируемой доставки лекарственных средств в виде микрочастиц на основе ПГА

   (3) . Из внутренних органов основной мишенью являются печень, селезенка, почки.

   В современной  фармакологии разработка систем доставки лекарственных средств быстро развивается  и является перспективным направлением. Полигидроксиалканоаты перспективны в медицине и для конструирования лекарственных систем длительного действия. Разработаны в институте биофизики формы в виде пленок, таблетированных форм и микрочастиц; изучена реакция тканей на внутримышечное введение микрочатиц из ПГА; показана пригодность матриксов для депонирования противоопухолевых препаратов на примере рубомицина гидрохлорида.          

   Рубомицин является эффективным противоопухолевым  препаратом, который широко используется в химиотерапии. При взаимодействии с тканями вызывают некрозы, поэтому  используется при внутривенном введении. Создание долговременных систем пролонгированной доставки препаратов рубомицина, их разработки, в настоящее время является развивающимся  направлением в фармакологии. (11)

    Исследования показали возможность использования разработанных полимерных микрочастиц из полигидроксибутирата для внутривенного введения. И вообще, полигидроксибутират состоятелен для долговременной доставки лекарственных препаратов в ткани внутренних органов через внутривенное введение.

   Пероральное введение используется в основном при  заболеваниях пищеварительного тракта. До 80 % лекарств употребляется именно этим способом, но некоторые вещества плохо адсорбируются или же растворяются в желудочно – кишечном тракте, поэтому и используются ПН.

   Полимерные  наночастицы  в качестве систем доставки БАВ применяются в различных  областях. Например в противораковой химиотерапии наблюдаются положительные  результаты. (Внутривенное введение полибутилцианоакрилатных наночастиц в концентрации 100-400 мг/кг не приводит к гибели экспериментальных  животных, а введение наночастиц с  включенным доксорубицином (1,5-3 мг/мл) приводит к уменьшению раковой опухоли мозга у крыс (с)). Доставка белковых молекул используется в основном для увеличения терапевтической эффективности и устойчивости белковых молекул, а также для их доставки по пути, который необходим организму в период лечения. При лечении грибковых и бактериальных инфекций также наблюдались положительные результаты (проводились эксперименты на мышах, лекарство ПН вводилось внутривенно при кандидозе). ПН применяется также в биомедицинской диагностике в качестве контрастирующих реагентов для электронной, радио-

   и магнитно-резонансной  томографии и других видов диагностических  исследований.

   Были разработаны  ПН доставки БАВ пригодные для транспорта в

   организм  на основе двух новых амфифильных  полимеров: декстран-поли-в-

   капролактона (Dex-PCL) и стеароил-поли-М-винилпирролидона (ПВП-стеар),

   изучены их  свойства и возможность практического применения. В качестве модельных БАВ для включения в ПН использовали  тамоксифен

   (плохорастворимое  противоопухолевое лекарственное  средство) и соевый

   ингибитор протеиназ (препарат белковой природы, обладающий

   противовоспалительным и антиканцерогенным действием).

   Поли-N-винилпирролидон применяется благодаря его таким свойствам, как безвредность, растворимость, склонность к комплексообразованию.

   Такие носители, как декстран являются полностью  биосовместимыми и биодеградируемыми, и из организма удаляются легко  после выполнения своей функции.  

   Тамоксифен  был применен в качестве плохорастворимого  средства для включения в наночастицы.

   

   Тамоксифен  тормозит развитие опухолевого заболевания, утилизируется в печени.

   Соевый  ингибитор протеиназ используется в качестве модельного белка для  включения в наночастицы. Применяется  благодаря своей стабильности и  широкому спектру своей ингибирующей деятельности.

1. Используется применение метода для оценки среднего размера частиц, так как благодаря электронной микроскопии было доказано, что наночастицы имеют сферическую форму.

   Наиболее  большой практический интерес представляет эмульсионный метод получения наночастиц ( используемый органический растворитель удается полностью удалить из системы).

   Метод ядерного магнитного резонса – новый подход в изучении организации наночастиц из амфифильных полимеров. Позволяет  легко получить данные, благодаря  которым можно получить информацию о структуре наночастиц в водном окружении, а также, отличается наглядностью и удобством оформления экспериментальных  данных.

   Метод получения наночастиц не влияет на структуру наночастиц, а определяет распределение частиц по размерам.

   Наночастицы обладают различными свойствами. Например устойчивость дисперсии наночастиц ,агрегативная устойчивость (способность  частиц не слипаться и сохранять  свой первоначальный размер), устойчивость к нагреванию (образование наночастиц происходит выше точки Крафта Т_к). амфифильные полимеры Dex-PCL и ПВП-стеар пригодны для создания полимерных частиц нанометровых размеров.

   Метод ферментативной деградации полимерных наночастиц является новым и мало изученным.

4. PCL – биодеградируемый полимер

   Поликапролактон (PCL) является биодеградируемым полимером. Гидролиз липазами, в основном осуществляется на границе раздела фаз масло – вода. Расщепление поликапролактона  зависит от таких факторов, как температура,  рh, наличие в системе двухвалентных ионов металлов.

   Белок, включенный в полимерные наночастицы, защищен  от факторов окружающей среды, протеолиза, а это значит, и от выведения  из организма.

   Исследования  показали, что такие амфифильные  полимеры как поли N – винилпирролидон, содержащий концевую стеароильную группу (ПВП – стеар) и декстран – поли – Ɛ – капролактон, n – процентное содержание цепей декстрана в сополимере (n = 10, 23, 33) (Dex – PCL) открывают перспективы для создания частиц нанометровых размеров, которые могут быть использованы как системы доставки БАВ.

   1.4 Трансдермальные  системы доставки

   (5)Трансдермальные  системы доставки включают в  себя широкий спектр неинвазивных  и малоинвазивных технологий  для доставки лекарственных препаратов  и вакцин через кожу без  иглы. Кожа является барьером  вокруг человеческого тела. Это  создает сложность для доставки  большого молекулярного веса  гидрофильных препаратов, таких  как белки и пептиды. Верхний  слой кожи роговой, состоящий  в основном из мертвых корнеоцитов,  встроенных в липидный слой. Молекулы, которые успешно пересекают роговой  слой, могут попадать в кровь  путем диффузии.

   Технологии, которые используют трансдермальные  устройства, могут быть разделены  на активные и пассивные методы, в зависимости от внешнего источника  энергии, использованного для улучшения  проникновения кожи.

   Существуют активные методы, такие как:

• жидкие форсинки струи
• порошок инжекторов
• микроиглы

     Существую работы по разработке наночастиц с помощью двух различных пропил-крахмал производных - называют ПС-1 и ПС-1.45 - с высокой степенью замещения: 1,05 и 1,45 соответственно. (4)

   В таких  работах не используются такие опасные  растворители, как дихлорметан или  диметилсульфоксид. Проводится оценка наночастиц на стабильность и применимость для лиофилизации. Была показана эффективность  трех препаратов – флуфенамовая кислота, кофеин и тестостерон. Ну и конечно  была протестирована возможность использования  этих наночастиц в качестве трансдермальных  систем доставки лекарственных средств.

   Вообще, ипользование полисахаридов в подготовке наночастиц, в последние годы возросло. Крахмал имеет интересные возможности, которые до сих пор относительно не исследованы. Он биосовместимый, биоразлагаемый и не токсичный полимер, и очень  часто встречается в природе (полисахарид  в высших растениях). Но только препятствием в создании наночастиц на основе крахмала является его гидрофильность. 

   Роговой слой кожи длительно время был сдерживающим фактором доставки лекарственных форм.  Индометацин, диаметром 100 нм и отрицательно заряженной поверхностью, используется для загрузки в наночастицы PLGA. Его проницаемость намного выше, чем простая диффузия  наночастиц через кожу. Эффективность использования ионофореза (введение лекарства через кожу и слизистые оболочки с помощью постоянного гальванического тока, вызывающего перемещение ионов.) на проницаемость наночастиц через кожу, оценивается на основе анализа концентрации IM в коже, мышцах и плазме крови, в естественных условиях. Совместное применение наночастиц и ионофореза дает дополнительные преимущества. Заряженные носители могут быть доставлены в кровь, что означает, что этот метод может быть использован для доставки лекарств через кожу. (6)

   Используются  различные лекарственные формы  для трансдермального пути введения. Ими являются препараты депо-нитроглицерина для приема внутрь, буккальные формы тринитролонгов (TRINITROLONG), ТТС с 5% лидокаином, пластырь (трансдермальная система с контактной поверхностью 5,10 или 20 кв.см и номинальным количеством высвобождаемого эстрадиола 25, 50 или 100 мкг в сутки, соответственно). (12) 

   Глава 2. Объект исследования

1. Материалы и оборудование
1. Материалы

   Полигидроксибутират (С₄Н₆О₂) – наиболее изученный и распространенный вид ПГА ; полигидроксивалерат (Включение гидроксивалерата в полигидроксибутират существенно влияет на кинетику кристаллизации материала, включая скорость процесса и размер образующихся сферолитов); поливиниловый спирт (ПВА); дихлорметан (хлористый метилен, ДХМ, CH₂Cl₂ ).

2. Оборудование

   Центрифуга (Centrifuge 5810 R); Центрифуга (Centrifuge 5417 R);

   Ультразвуковая  мешалка ( Sonicator 3000. Misonix); весы (Adventurer OHAUS); водяная баня (SkyLine TW – 2); анализатор частиц (Zetasizer Nano. Malvern) 

   

2. Методы  исследования

       Метод растворения: Брали навеску  ПГБ и ПГБВ (0,05 грамм) и добавляли 10 мл  растворителя (дихлорметана). Далее на водяной бани перемешивали до полного растворения полимеров. 

   Также брали 0,5 грамм поливинилового спирта (для  каждого полимера) и разбавляли в 100 мл воды. После этого растворяли его в микроволновой печи.

   Затем добавляли  полученный раствор в бюксы (в  раствор ПГБ и ПГБВ).

   После добавления, для того, чтобы смешать двухкомпонентную эмульсию, использовали ультразвук. Когда была получена однородная масса, оба бюкса были поставлены на сутки на магнитную мешалку до полного испарения растворителя.

   Метод осаждения: Через сутки, сняв бюксы с мешалки, начался процесс центрифугирования. Изначально осаждаем  на большой центрифуге оба полимера со скоростью 9000 оборотов, 10 минут. Далее, уже в эпиндорфках, начинаем осаждать на маленькой и промывать водой четыре раза со скоростью 110000 оборотов, 5 минут. После того, как мы промыли водой последний раз, оставляем сушиться.

   Метод динамического  рассеивания света: Итогом моей работы было измерение размера наночастиц и z – потенциала анализатором  частиц (Zetasizer Nano. Malvern). Динамическое рассеяние света используется в лазерной корреляционной спектроскопии для определения размеров частиц в суспензии. Размеры измеряемых частиц должны быть такого же порядка, что и длина волны рассеиваемого света. При прохождении пучка света через суспензию происходит его упругое (рэлеевское) рассеяние.

   Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение

   3.1 результаты  для ПГБ

   Нас интересовали только средние значения z – потенциала. В случае ПГБ среднее значение равнялось -17 ± 0,473.

    Средний  размер частиц составил 674,2±34,17 нанометров. (н/м)

   Также шло  распределение в процентах в  зависимости от размера частиц. Эти  результаты показаны в таблице, и  также, их можно пронаблюдать на гистограмме.

   Таблица 1. Размер частиц и их процентное содержание для ПГБ.

Размер (н/м)	%
531,2	21,6
458,7	21,2
615,1	16,8
396,1	15,5
712,4	10,1
342	7,4
825	4,4
295,3	1,6
955,4	1,2
1106	0,2