For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 615.4 DOI: 10.33920/med-13-2002-02

Microemulsions based on polyglycerol polyricinoleate as drug delivery systems

Natalya Sedyakina PhD Candidate in Chemistry, Associate Professor, Department of Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), ul. Trubetskaya, 8, Moscow 119991, Russian Federation; e-mail: nsedyakina@ mail.ru
Nataliya Feldman PhD in Biology, Professor, Department of Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), ul. Trubetskaya, 8, Moscow 119991, Russian Federation; e-mail: n_feldman@mail.ru
Sergey Lutsenko PhD in Biology, Professor, Head of the Department of Biotechnology, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), ul. Trubetskaya, 8, Moscow 119991, Russian Federation; e-mail: svlutsenko57@mail.ru

The aim of the work is to develop composition of reverse microemulsion stabilized by the surfactant from a number of polyglycerol polyricinoleates for encapsulating water-soluble biologically active substance (BAS) and studying the kinetics of its release into the medium simulating the medium of the small intestine. Materials and methods. Possible stable (equilibrium) phases of the reverse microemulsion in the pseudoternary system water–PG-3-PR/Tween 80–paraffin oil were determined by titration of surfactant/co-surfactant mixtures–oil in water with hydrophilic-lipophilic balance (HLB) values of the surfactant mixture ranging from 4.0 to 7.0. Stability of a number of compositions during storage at 20 °C for 6 months was studied. Based on the obtained data, a composition was selected for encapsulating methylene blue (MS) dye as a model of a water-soluble biologically active substance. Microemulsion was obtained by mixing paraffin oil and surfactants with selected mass ratio followed by the addition of an aqueous phase. Reverse microemulsion morphology was evaluated with transmission electron microscopy (TEM). To evaluate the in vitro drug release rate, aliquots of an aqueous dye solution (control sample) and MB-containing microemulsions were placed in dialysis bags and immersed in 0.01 M phosphate-buffered saline (PBS) (pH 7.4) in a thermostatic shaking incubator at 180 rpm and 37 °C. Aliquots of the release medium were selected at predetermined time intervals and the concentration of MB dye was determined using a UV spectrophotometer at 660 nm. Results. Composition containing 13.5 wt% paraffin oil, 76.5 wt% mixture of PG3-PR/Tween 80 (HLB 5.5) and 10 wt% water was chosen to encapsulate the biologically active agents. Number average droplet diameter in the dispersed phase of the obtained microemulsion was 55 nm. Dye-loaded microemulsion sample showed a prolonged release of biologically active substances within 48 hours of the experiment (15.2%) and low initial release rate. Conclusion. Possible stable phases of reverse microemulsion in the pseudoternary system water–PG-3-PR/Twin 80–paraffin oil were determined in the course of the work and optimal microemulsion composition for encapsulating medicinal substances was found. It was shown that the resulting microemulsion system provides a sustained release of methylene blue as a model of a water-soluble biologically active substance in a medium simulating medium of the small intestine. The obtained data allow to consider this composition as a potential nanoscale system for the sustained delivery of water-soluble drugs.

В течение последних десятилетий большое количество работ было посвящено разработке наноразмерных систем пероральной доставки лекарственных веществ, таких как липосомы, полимерные мицеллы, наночастицы, нанокапсулы, нано- и микроэмульсии, которые позволяют защитить активное вещество от разрушения в среде желудка, повысить его биодоступность и обеспечить пролонгированное высвобождение [1-6]. Среди вышеупомянутых носителей микроэмульсии имеют значительный потенциал в области доставки лекарств вследствие их термодинамической стабильности, легкости приготовления и способности включать широкий спектр биологически активных веществ (БАВ) [7-9].

Микроэмульсии представляют собой оптически изотропные термодинамически стабильные дисперсии масла и воды, стабилизированные поверхностно-активными веществами (ПАВ), с диаметром капель дисперсной фазы не более 100 нм. Как правило, в качестве стабилизаторов микроэмульсионных систем для пероральной доставки лекарственных веществ используют такие эмульгаторы, как сорбитан моноолеаты, полисорбаты, полиэтиленгликоль [10]. Перспективными системами доставки водорастворимых лекарственных веществ представляются микроэмульсии на основе полиглицерил полирицинолеатов [11]. Полиглицерил полирицинолеаты являются нетоксичными и неионогенными ПАВ с низким значением гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), которые применяют для стабилизации обратных и двойных пищевых эмульсий [12-16]. В настоящее время описано небольшое число микроэмульсионных систем на основе данных эмульгаторов, предназначенных для инкапсулирования и доставки БАВ [17, 18].

Целью настоящей работы стала разработка состава обратной микроэмульсии, стабилизированной полиглицерил полирицинолеатом, для инкапсулирования водорастворимого БАВ и изучение кинетики его высвобождения в среду, моделирующую среду тонкого кишечника.

Материалы

В работе использовали полиглицерил3-полирицинолеат (ПГ-3-ПР) (Gobiotics BV, Нидерланды), Твин 80 (Sigma, США), парафиновое масло (Pionier, Hansen & Rosenthal Group, Германия). Остальные реактивы марки «х.ч.» и «ос.ч.».

For citation:
Natalya Sedyakina, Nataliya Feldman, Sergey Lutsenko, Microemulsions based on polyglycerol polyricinoleate as drug delivery systems. Pharmaceutical Business and Drug Technology. 2020;2.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: