CC BY
17
Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 282-284. Transactions Ко1а Science Centre. Chemistry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 282-284.
Научная статья УДК 544.773.4
D0l:10.37614/2307-5252.2021.2.5.056
ТВЕРДЫЕ ЛИПИДНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ СО СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТОЙ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ СТЕАРАТОМ ИТТРИЯ
Анастасия Дмитриевна Широкихт, Марина Юрьевна Королёва2, Евгений Васильевич Юртов3
123Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
2m.yu. kor@gmail. com
Аннотация
В данной работе рассмотрено влияние стеарата иттрия на физико-химические свойства дисперсий твердых липидных наночастиц на основе стеариновой кислоты, стабилизированных неионогенными ПАВ (Tween 60, Span 60). Показано, что с увеличением концентрации стеарата иттрия повышается кинетическая стабильность и уменьшается средний размер агрегатов, при этом средний размер одиночных частиц практически не изменяется и составляет 35-5 нм. Ключевые слова:
твердые липидные наночастицы, стеарат иттрия, устойчивость к агрегации, устойчивость к обратной седиментации, метод температурной инверсии фаз
Original article
SOLID LIPID NANOPARTICLES WITH STEARIC ACID STABILIZED WITH YTTRIUM STEARATE
Anastasia D. Shirokikh1B, Marina Yu. Koroleva2, Evgeny V. Yurtov3
12 3Mendeleev University of Chemical Technology, Moscow, Russia
Abstract
In this work, we studied the effect of yttrium stearate on the physicochemical properties of dispersions of solid lipid nanoparticles composed of stearic acid stabilized with nonionic surfactants (Tween 60, Span 60). The results showed that an increase in the concentration of yttrium stearate leads to increasing kinetic stability and decreasing the average size of the aggregates. Along with this, the average size of single particles remains practically unchanged and amounts to 35±5 nm. Keywords:
solid lipid nanoparticles, yttrium stearate, aggregation, creaming, temperature phase inversion method
Твердые липидные наночастицы (ТЛН) рассматриваются как перспективная альтернатива существующим носителям противоопухолевых лекарственных препаратов. По сравнению с наиболее широко исследуемыми полимерными наночастицами они обладают высокой биосовместимостью, биодоступностью и характеризуются возможностью контролируемого высвобождения лекарственных веществ, а также позволяют инкорпорировать как липофильные, так и гидрофильные вещества [1]. ТЛН на основе стеариновой кислоты сохраняют свои физико-химические свойства под воздействием радиации [2]. Это позволяет использовать их для адресной доставки не только химиотерапевтических препаратов, но и лекарств для лучевой терапии и диагностики раковых заболеваний. Однако органические соли металлов могут оказывать влияние на физико-химические свойства суспензий ТЛН [3].
В данной работе было исследовано влияние концентрации стеарата иттрия (от 0 до 0,4 мас. %) на устойчивость дисперсий ТЛН на основе стеариновой кислоты (12,5 мас. %) с добавлением смеси неионогенных ПАВ — Tween 60 и Span 60 (25 об. %, в мольном соотношении 0,76:1). Физиологический раствор NaCl (0,15М) применяли в качестве водной фазы.
Дисперсии ТЛН получали методом температурной инверсии фаз путем нагрева смеси компонентов при температуре 80-85 оС и последующего охлаждения на ледяной бане с перемешиванием. Исследование размеров частиц и стабильности дисперсий осуществляли методом динамического светорассеяния и анализа светопропускания и обратного светорассеяния монохромного излучения, соответственно.
© Широких А. Д., Королёва М. Ю., Юртов Е. В., 2021
Стеарат иттрия способствует повышению кинетической устойчивости дисперсий ТЛН. Суспензии ТЛН, полученные без включения иттриевой соли в состав липидной части, расслаивались спустя несколько часов после приготовления (рис. 1, а). Даже небольшое количество (0,05 мас. %) стеарата иттрия увеличивало время хранения дисперсий ТЛН до 28 сут (рис. 1, б). Для дисперсий с концентрацией добавки более 0,1 мас. % интенсивность отраженного света не зависела от высоты на протяжении длительного времени, что позволяет сделать вывод о том, что системы оставались кинетически стабильными свыше 40 сут (рис. 1, в).
¿20 у
с
Я е ■Е ъ
а
Время, сут -V
—0 —1
20 40 60
Доля от высоты. %
80
100
50 -| -15 --10 35 30 25 20 -15 -10 5 0
Время, сут
-0 —9 —28
0
20
40 60 80
Доля от высоты, %
100
45
40
* 35 ■а
5 30
з
I
ЕЕ 25
20 15 10 5 0
Рис. 1.
иттрия
Время, с\т —0 —40
20 40 60
Доля от высоты, %
80
100
Зависимость интенсивности отраженного света от высоты слоя дисперсии ТЛН с концентрацией стеарата 0 (а), 0,05 (б) и 0,25 (в) мас. %
Рачмср. им
Рис. 2. Распределение по размерам частиц и агрегатов Рис. 3. Зависимость среднего размера ТЛН и агрегатов в дисперсиях ТЛН с концентрацией стеарата иттрия 0,4 мас. % ТЛН от концентрации стеарата иттрия
б
в
Вне зависимости от исследуемой концентрации стеарата иттрия дисперсии ТЛН имели бимодальное распределение частиц по размерам (рис. 2). На протяжении всего периода хранения на гистограммах наблюдался интенсивный пик, соответствующий одиночным частицам, а также пик, свидетельствующий о наличии агрегатов наночастиц.
Аналогично ранее изученным системам с различной концентрацией стеарата алюминия [3], размер частиц дисперсий ТЛН со стеаратом иттрия составлял 35±5 нм. При этом включение его в состав ТЛН способствовало уменьшению размеров агрегатов (рис. 3). В начальный момент времени размер агрегатов в суспензии ТЛН, не содержащих стеарат иттрия, составлял 360±30 нм. Включение
0.05.мас. % стеарата иттрия способствовало уменьшению размеров агрегатов до 300±30 нм, а дальнейшее увеличение его концентрации до 0,4 мас. % приводило к снижению размеров до 200±30 нм.
Таким образом, включение в состав ТЛН на основе стеариновой кислоты и стабилизированных неионогенных ПАВ Tween 60 и Span 60 стеарата иттрия приводит к повышению кинетической стабильности суспензий. С ростом концентрации стеарата иттрия повышалась агрегативная устойчивость суспензий и наблюдалось уменьшение размеров агрегатов.
Список источников
1. Koroleva M., Nagovitsina T., Yurtov E. Nanoemulsions stabilized by non-ionic surfactants: stability and degradation mechanisms // Physical Chemistry Chemical Physics. 2018. Vol. 20. P. 10369-10377.
2. Радиационная стойкость твердых липидных наночастиц как перспективных носителей радиоактивных лекарственных препаратов / А. Д. Широких [и др.] // Актуальные аспекты химической технологии биологически активных веществ. 2020. С. 81-82.
3. Влияние стеарата алюминия на стабильность твердых липидных наночастиц на основе стеариновой кислоты / А. Д. Широких [и др.] // Сборник тезисов XI ежегодной конференции Нанотехнологического общества России. 2020. С. 57-58.
References
1. Koroleva M., Nagovitsina T., Yurtov E. Nanoemulsions stabilized by non-ionic surfactants: stability and degradation mechanisms. Physical Chemistry Chemical Physics, 2018, Vol. 20, рр. 10369-10377.
2. Shirokih A. D., Fenin A. A., Magomedbekov E. P. i dr. Radiacionnaya stojkost' tvyordyh lipidnyh nanochastic kak perspektivnyh nositelej radioaktivnyh lekarstvennyh preparatov [Radiation resistance of solid lipid nanoparticles as promising carriers of radioactive drugs]. Aktual'nye aspekty himicheskoj tekhnologii biologicheski aktivnyh veshchestv [Actual aspects of chemical technology of biologically active substances], 2020, рр. 81-82.
3. Shirokih A. D., Korolyova M. Yu., Yurtov E. V. Vliyanie stearata alyuminiya na stabil'nost' tverdyh lipidnyh nanochastic na osnove stearinovoj kisloty. [The effect of aluminum stearate on the stability of solid lipid nanoparticles based on stearic acid]. Sbornik tezisov XI ezhegodnoj konferencii Nanotekhnologicheskogo obshchestva Rossii [Collection of abstracts of the XI Annual Conference of the Nanotechnology Society], 2020, рр. 57-58.
Сведения об авторах
А. Д. Широких — аспирант;
М. Ю. Королёва — доктор химических наук;
Е. В. Юртов — доктор химических наук.
Information about the authors
A. D. Shirokikh — Graduate Student; M. Yu. Koroleva — Dr. Sc. (Chemistry); E. V. Yurtov — Dr. Sc. (Chemistry).
Статья поступила в редакцию 21.03.2021; одобрена после рецензирования 01.04.2021; принята к публикации 05.04.2021. The article was submitted 21.03.2021; approved after reviewing 01.04.2021; accepted for publication 05.04.2021.
