Жидкофазные дисперсные системы как основа микрогетерогенных полимерных матриц для трансдермальной доставки лекарств (1098267), страница 33
Текст из файла (страница 33)
38.2158300 1005300 20026 140 1Эм4Лз153.7 0.3500 10125000 190014000 50028 123 1Влияниелизоцимаможнопроанализировать,попарносопоставляяреологические параметры эмульсий Эм2 и Эм2Лз, а также Эм4 и Эм4Лз, составыкоторых отличаются лишь наличием или отсутствием лизоцима. Из табл. 40 видно,что в присутствии лизоцима значения модулей упругости G o и эластичности G1, атакже вязкости обоих элементов 1 и o возрастают, а значения уменьшаются,что свидетельствует о структурирующем действии лизоцима.Типичные зависимости комплексного модуля (G*), а также модулей упругости(G) и потерь (G) от амплитуды колебаний напряжения сдвига (о) при постояннойчастоте (f = 1 Гц) приведены на рис.
110. Видно, что в области о < 2 Па значениявсех модулей постоянны (область линейной вязкоупругости, см. гл. 6). Поэтому всеосцилляционные испытания проводили при о = 1 Па. На рис. 110 также видно, чтопри низких значениях о значения G* G > G, тогда как при увеличенииинтенсивностивоздействия(высокиезначенияамплитудыколебаний)соотношение модулей кардинально меняется (G* G> G), что означает переходот упругого поведения к вязкому. Полученные результаты, по-видимому,объясняются разрушением коагуляционной структуры при возрастании о, то естьпереходом эмульсии из структурированного связнодисперсного состояния всвободнодисперсное.G*, G, G, Па10001231001010,10,1110100t o, ПаРис. 110.
Зависимости комплексного модуля (G* 1), а также модулейупругости (G 2) и потерь (G 3) от амплитуды колебаний напряжения сдвигапри постоянной частоте (f = 1 Гц) для эмульсии Эм3.216Подтверждением структурообразования в исследованных прямых эмульсияхтакже является рис. 111, на котором на примере Эм3 показаны типичныерезультаты осцилляционных испытаний, из которых видно превышение модуляупругости над модулем потерь во всем интервале угловых частот.Рис. 111. Зависимости модулей упругости (1), потерь (2) и комплекснойвязкости (3) от частоты колебаний для Эм3.Комплексный анализ реологических свойств эмульсий свидетельствует о том,что ГПЦ и лизоцим являются структурообразователями. Флокулирующее действиегидрофильного полимера может проходить по деплеционному или мостиковомумеханизмам [431435].
Известно [431, 432], что находящийся в дисперсионнойсреде полимер может вызывать деплеционную флокуляцию, когда две каплисближаются на расстояние меньшее, чем диаметр молекулы полимера, происходитего вытеснение из зазора между каплями, сопровождающееся уменьшениемосмотического давления в зазоре. Флокуляция по мостиковому механизмунаблюдается, когда полимер одновременно адсорбируется на двух соседних каплях[433435]. С учетом высокой поверхностной активности ГПЦ на межфазнойгранице вода/масло [372, 436] и особенностей структуры ее макромолекул (см. гл.2) мостиковый механизм в данном случае, вероятно, является ключевым. Однако с217учетомбольшойконцентрацииГПЦвдисперсионнойсредеэмульсийдеплеционный механизм также может иметь место.Механизм флокулирующего действия Лз следует анализировать с учетом егофизико-химических свойств.
Известно, что Лз адсорбируется на межфазныхграницах вода/воздух и вода/углеводород [437441]. В отсутствие конкурирующихдобавок его адсорбция является практически необратимой [437, 438], однако вприсутствии невзаимодействующего с данным белком и более поверхностноактивногоПАВ(анионногоилинеионогенного)лизоцимвытесняетсясповерхности [440, 442]. В исследуемых эмульсиях происходит конкурирующаяадсорбция СИС, ГПЦ, НПАВ и лизоцима. На основе тензиометрических измеренийдля водных растворов ГПЦ и Твин 80 на границе с гептаном [372, 436], а также длярастворов Лз на границе с октаном [440] можно заключить, что белок обладаетменьшей поверхностной активностью G = lim(d/dC)C0 по сравнению с ГПЦ(рис.
112).Рис. 112. Изотермы межфазного натяжения водных растворов ГПЦ (1),лизоцима (2) и Твин 80 (3) на границах с углеводородом при 24С: 1 и 3 сгептаном (наши данные), 2 с октаном (лит. данные [440]). Вертикальные линиисоответствуют концентрациям соответствующих компонентов в дисперсионнойсреде эмульсии Эм8Лз (см. табл. 38).218На рис. 112 видно, что белок наименее эффективно снижает межфазноенатяжение. Минимальное значение на границе водный раствор/углеводородпримерно составляет 10, 5 и 21 мН/м для ГПЦ, Твин 80 и Лз, соответственно.
Приэтом молярная концентрация Твин 80 в дисперсионной среде примерно в 20 разпревышает концентрацию остальных компонентов. Поэтому можно предположить,что Лз в основном будет присутствовать не в адсорбционных слоях на поверхностикапель эмульсии, а в объеме дисперсионной среды. С учетом жесткого икомпактного строения глобулы лизоцима, представляющей собой эллипсоидвращения с осями 3 и 4.5 нм [190], можно предположить, что фермент с помощьюводородных связей встраивается во флокуляционные мостики, сформированныемакромолекулами ГПЦ.Такимобразом,комплексноереологическоеисследованиепозволяетзаключить, что прямые эмульсии, составы которых представлены в табл. 38,проявляют упруговязкое эластическое поведение, обусловленное формированиемперколяционнойструктуры,состоящейизкапельэмульсии,связанныхкоагуляционными контактами.Пленкообразующие свойства эмульсий изучались при нанесении их наповерхность ПЭТ (Loparex 7300A), имеющего неадгезионную и адгезионнуюстороны (описание процедуры в гл.
2). Гидрофобность двух различныхповерхностей ПЭТ оценивали по значению краевого угла смачивания водой (Н2О),измеренного с помощью горизонтального микроскопа, снабженного фотокамерой.Значения Н2О для адгезионной и неадгезионной сторон ПЭТ при 20Ссоответственно составляли 93 и 105 (точность 1).Эмульсии с м 0.32 не формировали устойчивых пленок на неадгезионной,более гидрофобной силиконизированной стороне ПЭТ, что характерно для прямыхэмульсий. В таких случаях пленки получали на адгезионной стороне подложки.Вместе с тем, прямые эмульсии со значениями м 0.47 и упруговязкимисвойствами обладали способностью образовывать стабильные пленки даже нанеадгезионной стороне ПЭТ.На рис.
113 представлена кинетика выделения лизоцима в буферный раствориз полимерной матрицы на основе эмульсии Эм1Лз (см. табл. 38), полученная поферментативной активности (ФА, см. гл. 2) и спектрофотометрически. Видно, что219результаты обеих методик совпадают в пределах ошибок опыта.
Показано (рис.114), что лизоцим, высвобождающийся из полимерной пленки, сохраняет своюферментативную активность, о чем свидетельствует уменьшение оптическойплотности суспензии бактериальных клеток Micrococcus Lysodeikticus вследствиеих деградации. Это принципиально важный результат.Рис. 113. Кинетика выделения лизоцима в буферный раствор из матрицы наоснове эмульсии М/В (М толуол + 2% СИС + 3% Tв и В вода + 8% ГПЦ+ 5% Tв+ 2.7% Лз, м = 0.47) при 20С. Данные получены с помощью определенияферментативной активности Лз (1) и УФ-спектроскопии (2). Исходное содержаниеЛз в пленке (3).На рис. 113 видно, что зависимость QL(t) линейна при t 45 мин. В течениепервых 45 мин с постоянной скоростью выделяется примерно 50 % фермента (отпервоначального его количества в пленке).
Скорость выделения лизоцима dQL/dtсоставляла 570 мкг/(см2ч). В течение следующих двух часов выделяется ещепримерно 10 % фермента. Для пленок, полученных на основе эмульсий Эм2Лз,Эм4Лз и Эм8Лз, также наблюдалось быстрое высвобождение лизоцима присохранении его ферментативной активности. В течение 6090 мин примерно6090% от иммобилизованного в матрице лизоцима выделялось в буферныйраствор. Результаты оказались обнадеживающими. Пластыри на основе таких220пленок могут быть использованы для доставки бактерицидного фермента наповерхность кожи в течение нескольких часов.Рис. 114. Кинетика уменьшения оптической плотности (при 450 нм, А450)суспензии бактериальной культуры Micrococcus Lysodeikticus в фосфатном буфере(рН = 6.86) при добавлении пробы приемной среды из ячейки Франца, содержащейвыделившийся из полимерной матрицы (на основе Эм8Лз) лизоцим.
Пробыотбирали через различные промежутки времени: 1 37 и 2 90 мин.Горизонтальная линия – холостой опыт.Длявыяснениямеханизмастольбыстрого высвобожденияферментанеобходимо проанализировать морфологию полученных полимерных матриц. Нарис. 115 представлены данные АСМ для полимерной матрицы с лизоцимом наоснове эмульсии Эм8Лз; наблюдаются наноразмерные кристаллические зародыши(рис. 115). Кроме нанокристаллов фермента, образовавшихся на поверхностипленки, лизоцим может находиться в виде молекул (адсорбированных наповерхности пленки или включенных в ее объем). Скорости растворения ферментав этих трех случаях различны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
