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

Федеральное государственное образовательное учреждение 
высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Институт  фундаментальной биологии и биотехнологии 

Кафедра медецинской  биологии 
 
 
 
 

Курсовая  работа

Институт  биофизики СО РАН 

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

Преподаватель                      __________                  Е.И. Шишацкая 

Студент          ББ09 – 02Б      __________                  Д.А. Шуклина

                                       
 
 
 

Красноярск 2012

Содержание

Список сокращений                                                                      3

Введение                                                                                        4                                                               

Глава 1. Обзор литературы                                                        6

1.1 Амфифильные  полимеры                                         6

1.2 Полимерные наночастицы                                       6

1.3 PCL – биодеградируемый полимер                       11

1.4 Трансдермальные  системы доставки                   11 

Глава 2. Объект исследования                                                   13

2.1 Материалы и оборудование                                                13

2.1.1 Материалы                                                                            13

2.1.2 Оборудование                                                                      13

2.2 Методы исследования                                                          13

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение          14

3.1 для ПГБ                                                                                      14

3.2 для ПГВ                                                                                      15

Выводы                                                                                            17

Список литературы                                                                       18 
 
 
 
 
 
 
 

Список  сокращений

ТТС – трансдермальные  терапевтические системы

ПГА – полигидроксиалканоат

ПАВ – поверхностно – активные вещества

БАВ – биологически активные вещества

ПН – полимерные наночастицы

PCL -  Поликапролактон

ПГБ – поли-3-гидроксибутират

ПГВ – 3-гидроксивалерат

ПВС – поливиниловый  спирт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Введение

   Из истории  фармакологии известно, что на первых этапах ее развития, вплоть до XX века, лекарственным  формам придавалось отнюдь не первостепенное значение при поиске новых препаратов. Главным было лекарственное вещество – действующее начало, от которого и зависела активность препарата. Постепенно выяснялось, что это не так. Некоторые лекарственные вещества, активные в форме ингаляций, не действуют при пероральном приеме. Другие лекарственные вещества, активные парэнтерально, в значительной мере разрушаются в кислой среде желудка. Лекарственные формы должны использоваться в первую очередь для создания оптимальных условий действия лекарственных веществ. Принципиальные изменения произошли в последней трети XX века, когда А. Дзаффарони была разработана концепция технологии контролируемого высвобождения действующего начала из лекарственной формы. Наиболее удачными и популярными лекарственными формами с ТКВ оказались трансдермальные терапевтические системы.

   Трансдермальные терапевтические системы (TTC) предназначены  для введения с постоянной скоростью  лекарственной субстанции в системное  кровообращение через неповрежденную кожу в течение определенного  времени (от нескольких часов до нескольких суток). Дозы, используемые в трансдермальных  системах, значительно ниже, чем  при пероральном приеме этого  же лекарственного вещества (J1B), за счет высокой биодоступности трансдермалыюй доставки JIB, обусловленной тем, что JIB поступает в кровоток, минуя  желудочно-кишечный тракт (отсутствие эффекта первого прохождения  через печень). Кроме того, преимуществами TTC являются: простота и удобство применения, возможность амбулаторного использования, уменьшение кратности приема, исключение ряда побочных реакций.

   Конструирование систем для депонирования и конролируемой  доставки лекарственных препаратов является перспективным и востребованным направлением в современной фармакологии.  Такие системы применяются для  лечения онкологических заболеваний  и воспалительных процессов.  Антибиотики,  депонированные в полимерный матрикс, высвобождаются в нужных дозах и в течение требуемого промежутка времени.  Полигидроксиалканоат–  наиболее перспективный материал для создания систем контролируемой доставки лекарственных средств в виде микрочастиц. Этот материал совершенно безвреден для организма,  имеет необходимые физико-химические и биологические свойства, биодеградирует, и при этом не образует токсичных продуктов. 

   Целью настоящей работы было получение микрочастиц на основе ПГА.

   Для этого  нужно было выполнить следующие  задачи:

1. Изучение литературы по получению микрочастиц.
2. Создание микрочастиц на основе ПГБ и ПГБВ.
3. Исследование размера и z – потенциала микрочастиц.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Глава 1. Обзор литературы

1. Амфифильные полимеры

      Амфифильные  полимеры актуальны в современной  фармокологии, так как они способны  формировать самоорганизующиеся  наноструктуры за счет наличия  в их цепи гидрофобных и  гидрофильных фрагментов. Строение  амфифильных полимеров дифильное.  Примеры – это различные блок  сополимеры (полиэтиленгликоль, полилактид, полипропиленоксид и т.д).

   В растворах  амфифильные полимеры  имеют различное  поведение, которое зависит от строения их блоков и термодинамических качеств  растворителя по отношению к составляющим сополимер блокам.

         Для того,  чтобы образовывались  комплексы полимер – поверхностно  – активные вещества нужны  такие факторы, как  уменьшение  площади контакта с водной  фазой гидрофобных фрагментов  полимерных цепей, и первых 3-4 углеродных атомов алифатических  радикалов ПАВ, 

   примыкающих к ионогенной группе. Также, образующиеся

   комплексы могут быть дополнительно стабилизированы  ион – дипольными взаимодействиями ионогенных групп ПАВ и гидрофильных фрагментов полимерных цепей, и, что немало важно, полимер должен обладать достаточной гибкостью.

   Взаимодействие  амфифильного полимера с белком может  произойти в результате электростатического  взаимодействия между глобулами  белка и макроионами синтетического амфифила, образования водородных связей и при гидрофобных взаимодействиях.

   Благодаря своим физико-химическим свойствам,  амфифильные сополимеры привлекают внимание многих ученых, вследствие чего, идет возрастание их применения в  пищевой, косметической и фармакологической  промышленности. 

4. Полимерные наночастицы

 

    В обществе  росло беспокойство по поводу  опасности нанотехнологий, а именно  вреда наночастиц. Предполагается, что они могут проникать в  тело, благодаря своим маленьким  размерам, что и позволяет им  проходить через многие биологические  барьеры. Это и стало следствием  подозрения всех типов наночастиц  во влиянии их на здоровье. Сбор данных с целью оценки риска наночастиц становится обязательным для установления правил, которые опираются  на научную основу.(7).

   Наноматериалы присутствуют в  некоторых солнцезащитных кремах, зубных пастах,  покрытиях  посуды и даже продуктов  питания. Кожа человека, желудочно-кишечный тракт и легкие, всегда находятся в прямом

   контакте  с окружающей средой.

   Частицы в  диапазоне нано – размеров могут  войти в организм человека через  легкие и кишечник, через кожу это  проникновение более затруднено (8).

    Косметическая  продукция также должна проходить  исследования для того, чтобы  убедиться в том, что частицы  не проникают в кожу глубже.

   Частицы разделяются  на:

   • наночастиц: от 1 до 100 нм

   • субмикронных частиц: от 100 нм до 1 мкм

   • микрочастиц: от 1 мкм до 1 мм

         Микросферы и микрокапсулы являются  перспективными системами доставки. Микрочастицы могут использоваться  в качестве систем доставки  лекарственных средств; профилем  высвобождения можно управлять  довольно легко; они могут быть  введены в кровоток, подкожно,

   и внутримышечно  и адаптированы для приема внутрь или

   ингаляции. ПГА может быть использован для  изготовления

   различных изделий для медицины: хирургии, трансплантологии, тканевой

   техники и  фармакологии. Одной из основных

   задач, являлось  доказать, что они абсолютно биосовместимы  и

   безвредны для организма-хозяина.(10) 

   От размера  наночастиц зависит их проникновение  через кожу.  Частицы до 3 мкм  в диаметре могут

   проникать через роговой слой; частицы от 3 ​​до 10 мкм

   накапливаются преимущественно в сальных фолликулах;

   и частиц более 10 мкм не проникают через кожу (они, возможно, остаются присоединенными  к кожной поверхности в случае пленкообразующей способности). 

    (ПН) – это коллоидные образования, размером от 10 до 1000 нм. В зависимости от агрегатного состояния, особенностей и способов образования их разделяют на группы ( нанокапсулы, наносферы, нанокристаллы, липосомы и полимерные мицеллы).

   Из амфифильных  полимеров полимерные наночастицы  получаются тремя способами:

• Метод прямого растворения ( диспергирование ).
• Диализ
• Эмульсионный метод ( нанопреципитация ).

   Существует два подхода при включении биологически активных веществ в наночастицы – получение наночастиц в присутствии лекарственного препарата и включение БАВ в уже приготовленные заранее частицы. Все типы ПН доставки БАВ имеют хорошие показатели по проникновению внутрь тела и длительный срок годности.

   На поведение  полимера – носителя БАВ влияют три фактора: биодеградируемость, физико – химические свойства и биосовместимость.

   Существует  ряд требований к полимерным системам доставки БАВ : состав полимерных систем доставки (гидрофильность, заряд частиц), размер полимерных систем доставки ( с  уменьшением появляется ряд преимуществ), скорость выхода БАВ (зависит от концентрации

   полимера  в исходной смеси и массового  соотношения между активным веществом  и полимером).

   Наиболее  распространенным компонентом диблок и триблок амфифильных сополимеров  является полиэтилен оксид. Анализ литературы позволяет говорить об успешном включении  лекарственных препаратов в ПН на основе диблок сополимеров.

   Основные  способы введения – это внутривенное и пероральное. При внутривенном введении: проницаемость сосудов  уменьшается с

   увеличением размера наночастиц до тех пор, пока ПН не достигнут критического размера 20 нм.