Наноэмульсии масло/вода для иммобилизации липофильных фармацевтических агентов (лекарственных и антисептических веществ).НИР

Nanoemulsions oil/water for the immobilization of lipophilic pharmaceutical agents (drugs and antiseptic substances)

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Наноэмульсии масло/вода для иммобилизации липофильных фармацевтических агентов (лекарственных и антисептических веществ).
Результаты этапа: Для систем углеводород/Бридж L4/водный раствор азида натрия (с добавками фелодипина и без него) обнаружена корреляция между разностью температур инверсии фаз и хранения (ТИФ – Тхр) и значениями межфазного натяжения на границе дисперсная фаза/дисперсионная среда при температурах ТИФ и Тхр (22оС) и дисперсностью прямых эмульсий. Так, наноэмульсии (средний радиус капель rcp < 85 нм) с узким мономодальным распределением частиц по размерам (стабильные в течение месяца) гарантированно получаются, если разность ТИФ – Тхр не превышает 3-4оС, а межфазное натяжение при ТИФ находится в диапазоне (1-4).10-4 мН/м, а при Тхр не превышает 3,5.10-3 мН/м. Доказана эффективность анализа температурных зависимостей межфазного натяжения на границах раствор неионогенного ПАВ в углеводороде/вода, моделирующих межфазные границы эмульсий, для прогнозирования оптимальных компонентных составов при получении стабильных прямых наноэмульсий методом температурной инверсии фаз. Показано, что фелодипин действует как со-ПАВ, которое встраивается в адсорбционный слой основного стабилизирующего НПАВ, при этом значения межфазного натяжения на границе дисперсная фаза/дисперсионная среда повышаются, значение ТИФ уменьшается, а концентрация основного НПАВ в оптимальной композиции должна быть существенно снижена. Методом ТИФ получена стабильная наноэмульсия гептан/вода (rcp = 75 нм), стабилизированная Бридж L4 и Твин 80, обладающая высокой солюбилизационной емкостью по отношению к фелодипину и обеспечивающая его эффективный массоперенос через модельную мембрану.
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Наноэмульсии масло/вода для иммобилизации липофильных фармацевтических агентов (лекарственных и антисептических веществ).
Результаты этапа: Для систем гептан/полиоксиэтилированный (4) лауриловый эфир (Бридж L4)/вода (в присутствии азида натрия) на основании результатов кондуктометрии, тензиометрии и дисперсионного анализа сопоставлена эффективность методов инверсии фаз под действием температуры (метод ТИФ) и композиционного состава в изотермических условиях (метод КИФ) при получении прямых наноэмульсий. Установлено несомненное преимущество метода ТИФ, который позволяет получить более тонкодисперсные и агрегативно устойчивые эмульсии (вплоть до наноэмульсий, стабильных в течение месяца). С учетом данных о значениях межфазного натяжения на границе дисперсная фаза/дисперсионная среда проанализированы причины данного эффекта. Показано, что неэффективность метода КИФ, когда диспергирование осуществляется при комнатной температуре (22оС), обусловлена более высокими значениями межфазного натяжения, которые в 18-40 раз превышают значения этой характеристики при температуре инверсии фаз (Ттиф), при которой происходит диспергирование в методе ТИФ. Обоснован механизм возникновения прямых наноэмульсий при использовании метода температурной инверсии фаз через стадию возникновения биконтинуальных микроэмульсий при Ттиф с последующим диспергированием вследствие активного массопереноса в водную фазу полиоксиэтилированного поверхностно-активного вещества (НПАВ) при резком охлаждении системы. На основе анализа политерм удельной электропроводности для систем гептан/полиоксиэтилированный (20) триолеат сорбитана (Твин 85)/вода обнаружена инверсия прямых эмульсий в двойные эмульсии вода/масло/вода (В/М/В). Проанализированы факторы, влияющие на температуру, при которой происходят эти структурные превращения. Определены составы В/М/В эмульсий, которые сохраняют свою стабильность в широком интервале температур, включающем комнатную. Двойные эмульсии, которые, по сути, являются жидкими мембранами, способными пролонгированно высвобождать целевые компоненты, получены в одну стадию в присутствии единственного НПАВ. На основе комплексного изучения коллоидно-химических свойств Твин 85, обладающего уникальной структурой, проанализированы причины, по которым данное НПАВ способно стабилизировать двойные эмульсии, то есть проявлять свойства липофильного и гидрофильного стабилизаторов. На основе определения методом прецизионной турбидиметрии солюбилизационной емкости мицелл полиоксиэтилированного (20) моноолеата сорбитана (Твин 80) для бинарных смесей Твин 85 + Твин 80 и Бридж L4 + Твин 80 определены молярные соотношения компонентов, при которых наблюдаются структурные превращения мицеллярных систем в наноэмульсии. Обнаружено самодиспергирование Твин 85 в воде (при незначительном перемешивании) с образованием стабильных наноэмульсий, эффективно инкорпорирующих фелодипин и хлоргексидин, которые адсорбированы на межфазной поверхности эмульсий за счет возникновения водородных связей (N– H –О) c оксиэтильными группами молекул Твин 85.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Наноэмульсии масло/вода для иммобилизации липофильных фармацевтических агентов (лекарственных и антисептических веществ).
Результаты этапа: Исследование изотерм сжатия, полученных при нанесении прямой наноэмульсии Твин 85 с известной концентрацией частиц (данные дисперсионного анализа) на поверхность воды (ванна Лэнгмюра), подтвердило формирование стабильных монослоев нанокапель на поверхности вода/воздух, способных оказывать стабилизирующее действие. Это позволило обосновать механизм стабилизации двойных эмульсий вода/масло/вода (В/М/В), полученных для системы гептан/Твин 85/вода при инверсии прямых эмульсий под действием температуры, единственным НПАВ - Твин 85 (2-й этап проекта). Действительно в молекулярной форме Тв85 действует как липофильный стабилизатор обратных эмульсий, а в форме нанокапель – как гидрофильный эмульгатор прямых эмульсий. Разработаны прямые наноэмульсии (НЭ), дисперсной фазой которых является немицеллообразующее ПАВ  Твин 85 (Тв85, полиоксиэтилированный (20) триолеат сорбитана), которое при комнатной температуре находится в жидком агрегатном состоянии. Массовая доля дисперсной фазы (т.е. Тв85) варьировалась от 0.9 до 5.0 масс. %. Показано, что незначительное ультразвуковое воздействие (частота 20 кГц в течение не более 20 сек) обеспечивает получение стабильных в течение нескольких месяцев НЭ (средний диаметр капель находится в диапазоне от 60 до 100 нм). Инкорпорирование целевого компонента (фелодипина или основания хлоргексидина) практически не влияет на дифференциальные кривые распределения частиц по размерам. Исследована кинетика растворения Ф и ХГ в НЭ, получены квазиравновесные изотермы солюбилизации, определена солюбилизационная емкость прямых НЭ Твин 85 по отношению к фелодипину и основанию хлоргексидина, которая соответственно составила 0.28 и 0.38 моль солюбилизата/моль Тв85. Подтвержден интенсивный массоперенос целевого компонента (Ф или ХГ) частицами НЭ в водной среде. Инкорпорированный в НЭ ХГ проявляет антимикробную активность по отношению к бактерии Staphylococcus aureus, резистентной к некоторым антибиотикам, в частности, к метициллину. Разработанные НЭ Твин 85 с целевой добавкой (Ф или ХГ) использовали в качестве дисперсной фазы, которую вводили в дисперсионную среду - раствор в гептане смеси полиизобутиленов с различной молекулярной массой (51 и 250 кДа) и полибутена (2.5 кДа) при соотношении 5/1/4 (масс.). По сути, получены двойные эмульсии масло1/вода/масло2, исследована их морфология и способность формировать на липофильных поверхностях полимерные пленки, обладающие хорошей адгезией к коже. С помощью УФ-спектроскопии и диффузионной ячейки Франца доказана способность полученных ультрамикрогетерогенных полимерных матриц выделять целевой компонент (ХГ или Ф). При этом кинетика процесса зависит от количества целевого компонента в полимерной пленке.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".