Устойчивость наноэмульсий, стабилизированных Tween 60 и Span 60, с инкапсулированными лекарственными веществами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 544.35+539.21

Т. Ю. Наговицына*, М. Ю. Королёва, Е. В. Юртов

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9 * e-mail: nagovitsina.t@,yandex.ru

УСТОЙЧИВОСТЬ НАНОЭМУЛЬСИЙ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ TWEEN 60 SPAN 60, С ИНКАПСУЛИРОВАННЫМИ ЛЕКАРСТВЕННЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

И

В работе были получены нанокапсулы на основе наноэмульсий, стабилизированных Tween 60 и Span 60. На поверхности капель дисперсной фазы в наноэмульсиях происходило образование твердообразного адсорбционного слоя, что приводило к значительному увеличению устойчивости наноэмульсий к оствальдову созреванию и коалесценции. Показано, что инкапсулирование в каплях наноэмульсии лекарственных веществ: (+)-а-токоферола, гидрокортизона, нимесулида и куркумина не оказывало существенного влияния на устойчивость наноэмульсий, средний диаметр капель дисперсной фазы изменялся незначительно в течение ~70 сут.

Ключевые слова: наноэмульсии, нанокапсулы, гидрокортизон, нимесулид, куркумин.

нанокапсулирование, Tween 60, Span 60, (+)-а-токоферол,

Эмульсионные системы, в том числе и наноэмульсии перспективны для направленной доставки лекарственных веществ в организм человека, для мембранной экстракции [1-3]. Особый интерес представляют наноэмульсии,

стабилизированные неионогенными ПАВ, в том числе ПАВ из группы Tween и Span [4]. ПАВ из группы Tween могут быть использованы не только для получения наноэмульсий, но и для стабилизации наночастиц при их синтезе [5, 6].

В данной работе для получения наноэмульсий «масло-в-воде» были выбраны следующие реактивы: углеводородное масло Britol 20 (USP), Tween 60 (95 %, Sigma-Aldrich), Span 60 (95 %, Sigma-Aldrich), NaCl (х.ч., Химмед), бидистиллированная вода. В качестве лекарственных и биологически активных веществ с низкой полярностью использовались: (+)-а-токоферол (Sigma-Aldrich), гидрокортизон (98 %, Sigma-Aldrich), нимесулид (Sigma-Aldrich), куркумин (65 %, Sigma-Aldrich). Температура плавления ПАВ изучалась методом ДСК-ТГА на термоанализаторе SDT Q600 Instruments. Диаметры капель дисперсной фазы были определены методом динамического рассеяния света на лазерном анализаторе Zetasizer Nano ZS (Malvern). Устойчивость наноэмульсий исследовалась при 20

°С.

Прямые наноэмульсии содержали

углеводородное масло, смесь ПАВ Tween 60 и Span 60, лекарственное вещество, 1 мас.% водный раствор NaCl. Для стабилизации использовалась смесь ПАВ с высоким значением ГЛБ - Tween 60 (ГЛБ 14,9) и с низким значением ГЛБ - Span 60 (ГЛБ 4,7). Суммарная концентрация ПАВ во всех наноэмульсиях была равна 12,5 об.%, мольное соотношение Tween 60/Span 60 - 0,76. Доля дисперсной фазы - 25 об.%. Концентрация лекарственного вещества составила 1 мас.% от массы углеводородного масла. Наноэмульсии были

получены методом температурной инверсии фаз. Все компоненты эмульсии термостатировали при температуре 95 °С в течение 5 мин.

Для определения температуры плавления твердой оболочки на поверхности капель дисперсной фазы в наноэмульсии,

стабилизированной Tween 60 и Span 60, исследовалась зависимость температуры. Температура составила 24 °С, Span 60 - 55 °C.

-8,0 -л

теплового потока от плавления Tween 60

-

S

-8,5 -

-9,0 -

-9,5 -

-10,0

15 35 55 75 95

Температура, °C

Рис. 1. Зависимость теплового потока от температуры в наноэмульсии, стабилизированной Tween 60 и Span 60

На термограммах наноэмульсий наблюдалось несколько пиков в интервале от 24 °С до 55 °С (рис. 1), которые характеризовали фазовые переходы твердообразной оболочки на поверхности капель дисперсной фазы.

В данной работе была исследована устойчивость наноэмульсий с инкапсулированными

лекарственными веществами. Средние размеры капель дисперсной фазы после получения наноэмульсий представлены в таблице 1.

Таблица 1. Средние диаметры капель в наноэмульсиях после получения

Лекарственное вещество d, нм

Без лекарственного вещества 30 ± 5

(+)-а-Токоферол 29 ± 5

Гидрокортизон 29 ± 5

Нимесулид 31 ± 5

Куркумин 33 ± 5

Средние диаметры капель дисперсной фазы без лекарственных веществ и с инкапсулированными лекарственными веществами были почти одинаковым.

80 -л

60 -

S

= 40 ■в

т

А

О —Д-

• Без ЛВ

о (+)-а-Токоферол А Куркум и н а Гидрокортизон

♦ Нимесупид

о д

-а

20 -

о

о

20

60

80

40 t, сут

Рис. 2. Зависимости среднего диаметра капель дисперсной фазы от времени в наноэмульсиях, стабилизированных Tween 60 и Span 60, с инкапсулированными лекарственными веществами

На рис. 2 представлены зависимости среднего диаметра капель дисперсной фазы от времени после получения наноэмульсий. Средний диаметр капель практически не изменялся на протяжении ~70 сут. В качестве примера на рис. 3 представлены гистограммы для наноэмульсий, содержащих (+)-а-токоферол, после получения и через 70 сут. Как в начальный момент времени, так и через 70 сут на гистограммах имелся только один пик, характерный для неагрегированных капель дисперсной фазы. Причем положение максимума и ширина распределения капель по размерам изменялись незначительно.

Рис. 3. Распределения дисперсной фазы по размерам в наноэмульсии с (+)-а-токоферолом а) через 0 сут; б) через 70 сут

Наноэмульсии, стабилизированные Tween 60 и Span 60, являлись устойчивыми в течение длительного времени. Твердообразный

адсорбционный слой при температуре 20 °С препятствовал оствальдову созреванию и обеспечивал устойчивость капель дисперсной фазы к коалесценции. Инкапсулирование таких лекарственных веществ, как (+)-а-токоферол, гидрокортизон, нимесулид, куркумин, практически не влияло на дисперсность наноэмульсий.

Таким образом, прямые наноэмульсии с твердообразной оболочкой из Tween 60 и Span 60 могут быть исследованы в качестве нанокапсул для трансдермальной доставки лекарственных веществ.

Данная работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках базовой части госзадания № 2014/171 и проекта № 16.962.2014.

Наговицына Татьяна Юрьевна аспирант кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва

Королёва Марина Юрьевна д.х.н., профессор кафедры наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва

Юртов Евгений Васильевич д.х.н., член-корр. РАН, профессор, заведующий кафедрой наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва

Литература

1. Королева М.Ю., Юртов Е.В. Наноэмульсии: свойства, методы получения и перспективные области применения // Успехи химии. - 2012. - Т. 81. - С. 21-43.

2. Юртов Е.В., Королева М.Ю. Экстракционные жидкие мембраны // Мембраны и мембранные технологии. -2014. - Т. 4. - С. 163.

3. Юртов Е.В., Королева М.Ю. Микроэмульгирование при мембранной экстракции // Коллоидный журнал. -1991. - Т. 53. - № 1. - С. 86-92.

4. Наговицына Т.Ю., Фадеева Е.Ю., Королёва М.Ю. Получение прямых наноэмульсий, стабилизированных смесью неионогенных ПАВ // Успехи в химии и химической технологии. - 2013. - Т. 27. - № 6 (146). - С. 110-113.

5. Королева М.Ю., Гуляева Е.В., Юртов Е.В. Устойчивость и оптические свойства дисперсий наночастиц CdS, ZnS и Ag2S, синтезированных в микроэмульсии // Журнал неорганической химии. - 2012. - Т. 57. - № 3. - С. 369.

6. Королева М.Ю., Коваленко Д.А., Шкинев В.М., Катасонова О.Н., Спиваков Б.Я., Юртов Е.В. Синтез наночастиц меди, стабилизированных моноолеатом полиоксиэтиленсорбитана // Журнал неорганической химии. - 2011. - Т. 56. - № 1. - С. 8-12.

Tatyana Yu. Nagovitsina*, Marina Yu. Koroleva, Evgeny V. Yurtov Mendeleev University of Chemical Technology, Moscow, Russia * e-mail: [email protected]

THE STABILITY OF NANOEMULSIONS WITH ENCAPSULATED DRUGS IN CASE OF THEIR STABILIZATION BY TWEEN 60 AND SPAN 60

Abstract

Nanocapsules based on nanoemulsions stabilized by Tween 60 and Span 60 were described in this paper. The formation of a solid-like adsorption layer on the surface of oil droplets took place in nanoemulsion. As a result emulsion stability towards Ostwald repining and coalescence increased significantly. The encapsulation of drugs: (+)-a-tocopherol, hydrocortisone, nimesulide, curcumin had little effect on the stability of nanoemulsions. The average diameter of oil droplets remained almost unchanged after 70 days.

Key words: nanoemulsions, nanocapsules, nanoencapsulation, Tween 60, Span 60, (+)-a-tocopherol, hydrocortisone, nimesulide, curcumin.