Жидкофазные дисперсные системы как основа микрогетерогенных полимерных матриц для трансдермальной доставки лекарств (1098267), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для формированияизображенияиспользуетсядетектированиеразличныхсигналов,включаявторичные электроны, обратно рассеянные электроны, рентгеновское излучение иток через образец. Двумерная карта снимаемого сигнала представляет собойизображение поверхности [160].Использовали сканирующий электронный микроскоп Leo 50VP фирмы Zeiss.Для предотвращения накопления электрических зарядов перед исследованием наповерхность образцов магнетронным напылением на установке Quorum Q150Tнаносили плёнку хрома толщиной ~5 нм. Применяли относительно низкиеускоряющие напряжения (U = 35 кВ), что позволило визуализироватьприповерхностную часть образца и избежать дефектов, которые могут бытьвызваны воздействием электронного пучка при более высоких значениях U (1520кВ).
Изображения получали при помощи двух типов детекторов вторичныхэлектронов. Для анализа рельефа образцов на малых увеличениях использовалидетектор Эверхарта-Торнли (SE2), а для обеспечения контраста между границамидоменов, а также визуализации наноразмерных включений детектор InLens.2.1.9. ТензиометрияМетод максимального давления в газовом пузырьке на приборе конструкцииП.П. Пугачевича [161] использовался для прецизионных измерений межфазногонатяжения () на границе раздела водный раствор НПАВ/воздух.
Прибор нетребует отдельного манометра для измерения давления в газовом пузырьке(формирующемся на срезе калиброванной трубки), учета глубины погружениякалиброванной трубки в раствор, величины капиллярного поднятия или депрессиижидкостивманометрическомрезервуаре.Поверхностноенатяжениерассчитывается по формуле [161]:σ = 0.5gρh0X,(16)где g – ускорение силы тяжести, ρ – плотность исследуемой жидкости, X –эффективный радиус калиброванной трубки, рассчитанный с помощью таблицСагдена методом последовательных приближений, h0 – расстояние от срезакалиброванной трубки до положения границы раздела фаз в манометрическомрезервуаре, отвечающего максимальному давлению в газовом пузырьке.56Для определения плотности растворов использовался двухкапиллярныйпикнометр конструкции П.П. Пугачевича, позволяющий измерять ρ с точностью±0.00025 г/см3.
Точность определения σ составляла ±0.05 мН/м. Времяформированиямежфазнойповерхностиварьировалиот2до60мин.Термостатирование осуществляли в воздушном термостате с принудительнымперемешиванием воздуха с точностью ±0.2С.Методика измерений и расчетов подробно описана нами в [73].Измерение межфазного натяжения на границах раздела фаз вода/неполярнаяжидкость проводили методом висящей капли, которую фотографировали припомощицифровойвидеокамеры DCM-130,встроенной вгоризонтальныймикроскоп.
Значения рассчитывали с помощью программного пакета Drop ShapeAnalysis (Kruss) методом численного интегрирования уравнения Юнга-Лапласа примаксимальновозможномсовпадениирассчитанногоиэкспериментальнополученного профилей капли. Данная модификация метода предложена в работе[162]. Время формирования капли может варьироваться от нескольких минут донескольких часов.2.1.10.
Реологические методыРеологические свойства систем изучали с помощью реометра RheoStress1(ThermoHaake, Германия) с термостатируемой измерительной ячейкой конус–плоскость (диаметр основания конуса 60 мм, угол при вершине конуса 2, зазормежду конусом и плоскостью 0.104 мм). Испытания проводили при 20С вследующих режимах:1.Встационарномрежимеприконтролируемомувеличениискоростидеформации (d/dt) получали кривые течения ( = f(d/dt), где τ – напряжениесдвига) и кривые вязкости ( = f(d/dt)). Здесь и далее под терминомдеформация (γ) подразумевается относительная деформация;2.Врежимеползучесть–восстановлениеприпостоянномприложенномнапряжении сдвига (τC = const) и снятии напряжения (τC = 0), т.е. в режимеползучесть–восстановление, получали зависимости деформации от времени = f(t).
Измерения проводили в области линейной вязкоупругости;573.В динамическом режиме при воздействии осциллирующего напряжениясдвига = osin(t), вызывающего осциллирующую деформацию = osin(t+ ), где τо, γо, ω и – соответственно амплитуды колебаний напряжения идеформации, угловая частота колебаний и угол сдвига фаз междунапряжением и деформацией. Динамический режим позволяет получатьчастотные зависимости различных модулей: комплексного (G* = G + iG, гдеi = 1), накопления (G = G*cos ) и потерь (G = G*sin ). Отношениемодулей потерь и накопления определяет величину тангенса потерь tg =G/G, которая позволяет оценить вклад упругой и вязкой составляющих вреологические свойства исследуемого образца [163].2.1.11.
Прецизионная турбидиметрияДля определения растворимости липофильных веществ в воде и в водныхрастворахНПАВврамкахданнойработыбыларазработанаметодикапрецизионной турбидиметрии [164, 165]. Данная методика позволяет с высокойточностью изучать кинетику солюбилизации и получать равновесные значениярастворимости. Показана ее эффективность для определения растворимости(солюбилизации)липофильныхНПАВснизкимизначениямиГЛБиперфтордекалина в водных мицеллярных растворах гидрофильных НПАВ, дляопределения солюбилизационной емкости мицелл Твин 80 относительно толуола[164173].Суть данной методики сводится к следующему. Точную навеску исследуемоголипофильноговеществадиспергируютприультразвуковомвоздействии(диспергатор УЗДН, Россия) в воде или в водном растворе ПАВ.
Из этой эмульсииготовят серию предельно разбавленных эмульсий с известными молярнымиконцентрациями исследуемого липофильного вещества. Разбавление осуществляютраствором ПАВ данной концентрации. Серия может включать как истинныерастворы солюбилизата, так и предельно разбавленные тонкодисперсные эмульсии.Эти эмульсии должны быть агрегативно и седиментационно устойчивы.
Еслиданное ПАВ поглощает в определенном интервале длин волн (), то при значениях за пределами области поглощения для истинных растворов солюбилизатаоптическая плотность равна нулю. Если же концентрация солюбилизата превышает58его растворимость в данном раствориителе, то избыточное количество (сверхрастворимости) находится в ультрадисперсном состоянии, то есть в виде предельноразбавленной эмульсии.
При этом возникает рассеяние света частицами эмульсии,то есть наблюдается опалесценция (мутность) и повышение оптической плотности.Дифференциальные спектры (относительно раствора ПАВ соответствующейконцентрации без солюбилизата) регистрируют в широком диапазоне длин волн2001100 нм через определенные интервалы времени (t) с момента приготовленияэмульсий (например, см.
рис. 13). Показано, что для предельно разбавленныхтонкодисперсных эмульсий солюбилизата при = const оптическая плотностьлинейнозависитотегомолярнойконцентрации:А = – + C (где и – положительные численные коэффициенты). Экстраполируязависимость А(C) к нулевому значению оптической плотности, определяютрастворимость солюбилизата в водном растворе ПАВ данной концентрации приданном t: S = CA→0 = /. Аналогично определяют значения S при несколькихдлинах волн и вычисляют среднее значение растворимости при данном значениивремени (рис. 14).A , отн. ед10,80,60,40,254l1 l2 l33210200300400500 l , нм 600Рис. 13.
Спектры ультрадисперсных разбавленных эмульсий липофильногоНеонола АФ9-4 (САФ9-4 = 0.0760.177 мМ) в 0.05 мМ водном растворегидрофильного Неонола АФ9-12 через 2.5 ч после приготовления эмульсий: САФ9-4= 0.076 (1), 0.111 (2), 0.137 (3), 0.152 (4) и 0.177 мМ (5) [153]. Спектры получалиотносительно 0.05 мМ водного раствора Неонола АФ9-12.59Рис.
14. Зависимости оптической плотности (А) эмульсий Неонола АФ9-4 в0.05 мМ водном растворе Неонола АФ9-12 от концентрации липофильного НПАВ(через 2.5 ч после приготовления эмульсий) при различных длинах волн: = 400(1), 420 (2) и 450 нм (3).Для данной серии разбавлений спектры регистрируют через определенныеинтервалы времени и аналогичным образом вычисляют значения растворимостипри разных значениях t, строят график зависимости S(t). Измерения проводят доустановления равновесия (S = const).Спектрофотометрическиеизмеренияпроводилисьнаоднолучевомспектрофотометре Agilent 8453 (USA).
Для измерений использовались кварцевыекюветы толщиной 1 см. Точность определения оптической плотности (А)составляла 110–4.2.1.12. Определение массопереноса лекарств их жидких дисперсных систем иполимерных матрицИзмерения скорости диффузии лекарства из жидких образцов и пленокпроводили с помощью диффузионных ячеек Франца, представленных на рис. 15 (а,б). Между донорной и акцепторной частями ячейки находится отверстие60(площадью 0.71 см2), на которое помещают мембрану (или кожу человека, in vitro),через которую идет диффузия целевого компонента в приемную среду.Испытуемые жидкие образцы помещали в донорскую часть ячейки Франца(рис.15а).
Пленки наклеивали на мембрану (или кожу) таким образом, чтобы онаотделяла пленку от приемной среды (рис. 15б). В акцепторную часть ячейкипомещали магнитную мешалку.a)б)Рис. 15. Диффузионные ячейки Франца для определения скоростимассопереноса целевого компонента (Лк или белка) через мембрану из жидкихобразцов (а) и пленок (б).В качестве мембраны использовались:Мембрана MF-Millipore из биологически инертной смеси эфиров целлюлозы(ацетата и нитрата целлюлозы). Диаметр пор 220 нм, толщина мембраны 150мкм, пористость 75 %. Площадь мембраны в ячейке составляла 5.3 см2.Мембраны подобного типа используются для анализа скорости выделениялекарства из микроэмульсий [174];Керамическая мембрана на основе Al2O3nH2O.
Диаметр пор мембраны 50 нм,толщина 100 мкм, пористость соответствует плотной гексагональной упаковкепор (~10 %). Мембрана площадью 0.26 см2 вмонтирована в металлическуюпластинку размерами 2.52 см. Она использовалась при исследовании потока61лекарства из микроэмульсий. Данная мембрана любезно предоставленадоцентом А.А. Елисеевым (факультет наук о материалах при МГУ им.
М. В.Ломоносова).В опытах in vitro использовались образцы кожи человека, проницаемостькоторых предварительно тестировалась на стандартном Лк – окситроле;оценивалась скорость его трансдермального массопереноса. Как правило,применяли кожу средней проницаемости, для которой значения скоростимассопереноса окситрола находились в диапазоне 2.83.3 мкг/(см2с).В акцепторную часть ячейки помещали известный объем (как правило, 7.5см3) приемной среды. Эта среда должна хорошо растворять целевой компонент. Вкачестве приемной среды использовали:для лекарств (фелодипина и амлодипина) бинарный растворительвода/этанол (60/40, по массе) [175];для амлодипина 0.005 М фосфатного буфера, содержащего а (рН= 6.0);для глобулярного белка (лизоцима) водный раствор фосфатного буфера(0.025М КН2РО4, 0.025М Na2НРО4, рН = 6.86).Концентрацию целевого компонента (СК) в приемной среде оценивали спомощью УФ-спектроскопии.