Влияние физико-химической модификации на массоперенос в альгинатных гидрогелях

• Автор: Манаенков, Олег Викторович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Введение

1. Системы доставки лекарств СДЛ

1.1 Грансдермальные системы доставки лекарств

1.2 Парентеральные системы доставки лекарств

1.3 Системы доставки лекарств стоматологического назначения

1.4 Системы доставки лекарств нерорального применения

2. Составы и методы приготовления систем доставки лекарств пероралыюго применения

2.1 Требования к системам доставки лекарств пероралыюго применения

2.2 Вещества, используемые в системах доставки лекарств пероралыюго применения

2.2.1 Пектиновые вещества

2.2.2 Хитозан

2.2.3 Альгинаты
2.3 Принципы изготовления систем доставки лекарств перорального применения на основе альгинатов
2.3.1 Механизм гелеобразования
2.3.2 Методы изготовления микро и макрокапсул на основе альгинатов
2.3.2.1 Требования к методам изготовления микро и макрокапсул
2.3.2.2 Эмульсионные методы
2.3.2.3 Капельные методы
2.4 Модифицирующие добавки к системам доставки лекарств на основе альгинатов
2.4.1 Назначение модифицирующих добавок
2.4.2 Хитин и хитозан
2.4.3 Пектин
2.4.4 Нетрадиционные модифицирующие добавки
2.5 Инкапсулянты для пероральных систем доставки лекарств
2.5.1 Пептиды, белки
2.5.2 Антибиотики
2.5.3 Витамины
2.5.4 Вакцины
2.5.5 Растительные и животные клетки, бактерии
3. Методики приготовления капсул, эксперимента и анализа
3.1 Сырье и вспомогательные материалы
3.1.1 Натрия альгинат
3.1.2 Хитозаи
3.1.3 Кальций хлористый
3.1.4 Натрий хлористый
3.1.5 Модельные БАВ инкапсулянты
3.1.6 Полисахариды льна
3.2 Приготовление капсул
3.2.1 Приготовление растворов
3.2.2 Лабораторная установка для получения капсул
3.2.3 Сушка капсул
3.3 Методика эксперимента
3.4 Физикохимические исследования
3.4.1 Анализ метронидазола методом капиллярного зонного электрофореза
3.4.2 Анализ фенилаланина, тимогена и даларгина методом капиллярного зонного электрофореза
3.4.3 Анализ тяжелых металлов в исходном сырье методом атомиоабсорбцинной спектроскопии
3.4.4 ИК спектроскопия
3.4.5 Световая микроскопия
4. Результаты и их обсуждение
4.1 Исследование процесса формирования В1гутренней структуры капсул 4.1.1 Влияние времени инкубации в растворе сшивающего агента
4.1.2 Влияние природы сшивающего агента
4.1.3 Влияние ультразвуковой обработки исходного раствора альгината натрия
4.1.4 Результаты атомноабсорбционного анализа
4.1.5 Результаты ИК спектроскопии
4.2 Исследование влияния условий процесса на диффузию метронидазола в альгинатной матрице
4.2.1 Устранение внешнедиффузионного торможения
4.2.2 Влияние начальной концентрации метронидазола
4.2.3 Влияние среднего диаметра капсул
4.2.4 Влияние соотношения объем гранулобъем жидкой фазы
4.3 Изучение диффузии метронидазола в условиях, имитирующих условия желудка
4.3.1 Физиологические условия желудка человека и подбор условий проведения экспериментов
4.3.2 Влияние концентрации исходного раствора альгината натрия
4.3.3 Влияние модифицирующих добавок
4.3.3.1 Влияние хитозана
4.3.3.2 Влияние полисахаридов льна
4.3.3.3 Влияние пектина
4.4 Влияние ультразвука
4.4.1 Характеристики ультразвука, используемого в работе
4.4.2 Влияние ультразвука на реологические свойства водных растворов альгината натрия
4.4.3 Влияние ультразвука на растворимость альгинатных гранул в среде, имитирующей условия кишечника
4.4.4 Влияние ультразвуковой обработки на диффузию метронидазола
4.5 Влияние оболочки из альгината кальция
4.6 Исследование диффузии низкомолекулярных пептидов в альгинатной матрице
5. Математическая модель массообмена капсул с окружающей жидкой фазой
5.1 Диффузия метронидазола в ядре капсулы
5.1.1 Постановка и решение задачи
5.1.2 Анализ решения
5.1.3 Внешнедиффузионное торможение
5.1.4 I Табухание гранул
5.1.5 Программа Диффузия
5.2 Диффузия метронидазола в оболочке капсулы
Выводы
Список использованных источников


При этом остается проблема выбора носителя лекарственного средства, которому должны быть присущи строго определенные характеристики, определяющие свойства и эффективность действия системы доставки лекарства в целом. Соли альгиновых кислот альгинаты обладают физикохимическими свойствами, которые обусловливают перспективность их использования в качестве носителя при создании систем доставки лекарств перорального применения. Гелевые матрицы на их основе обладают высокими защитными свойствами, а так же способны к растворению на узких участках желудочнокишечного тракта. Использование альгинатов позволит создавать системы доставки лекарств с заданными свойствами. Цель работы. Цель работы заключается в исследовании влияния физикохимической модификации на массоперенос веществ различной природы в альгинатных гидрогелях. Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность физикохимической модификации ионотропных гидрогелей на основе альгинатов, добавкой кислых полисахаридов льна и ультразвуковым воздействием. Впервые на основе модифицированных альгинатов получены моно и двухслойные капсулы, отличающиеся повышенной ретенцией инкапсулированных веществ в средах, имитирующих условия желудка человека. На основании экспериментальных данных определены физикохимические параметры процесса диффузии низкомолекулярных компонентов в альгинатной матрице коэффицие1гт диффузии, константы равновесия. На основе математической модели разработана программа для ЭВМ Диффузия для решения прямой оценка динамики изменения концентрации вещества в жидкой фазе при различных условиях массообмена и обратной задачи определение коэффициента диффузии. Научные исследования высшей школы но приоритетным направлениям науки и техники подпрограмма Технологии живых систем, проект Создание пищевых добавок на основе биологическиактивных веществ, инкапсулированных в полисахаридные матрицы. Апробация работы. Международный конгресс Биотехнология состояние и перспективы развития Москва, , 4й европейский конгресс по химической технологии Гранада, Испания, , конференция молодых ученых От фундаментальной науки к новым технологиям. Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок. МГУ ПБ, , , XI Региональные Каргинские чтения. Витория, Испания, , III международная научная конференция студентов и молодых ученых. Живые системы и биологическая безопасность населения Москва, , XII Региональные Каргинские чтения. Областная научнотехническая конференция молодых ученых Физика, химия и новые технологии Тверь, , IV международная научнопрактическая конференция Медицинская экология Пенза, , 7й всемирный конгресс по химическому инжинирингу Глазго, Шотландия, . Для иммобилизации различного рода препаратов биологическиактивных веществ, лекарств, бактерий и г. В состав любой СДЛ обязательно входит непосредственно само лекарственное средство инкапсулянт и его носитель, который в зависимости от назначения может иметь сложный состав. К настоящему времени разработано несколько основных видов СДЛ 1. Принцип действия данного рода СДЛ основан на диффузии лекарственного средства через кожу во внутреннюю среду организма. К потенциальным достоинствам таких систем можно отнести возможность ввода лекарства, минуя желудочнокишечный тракт, тем самым, избежав воздействия на него ферментов пищеварительной системы организма. Кроме того, трансдермальные СДЛ обеспечивают наиболее постоянный во времени уровень лекарства в крови, что многократно усиливает его терапевтический эффект. Наиболее подробно и критически системы такого рода рассмотрены в обзоре 2. В качестве носителей чаще всего используют этилцеллюлозу и поливинилпирролидон 3, хитозан и глютаровый альдегид 4, шдроксипропилмегилцеллюлозу 5 и т. Исследователи 6 в качестве носителя в парентеральной СДЛ использовали смесь поливинилового спирта и природных макромолекул гуммиарабика и обнаружили. Преимущество данной системы состоит в том, что, регулируя содержание и свойства носителя, становиться возможным контролировать уровень выхода лекарственного препарата.