Поліелектролітні плівки на основі натрій альгінату і хітозану : отримання, фізико-хімічні властивості, кінетика вивільнення з них пантотенату кальцію
Loading...
Date
2025
Authors
Сікач, Аліна
Коновалова, Вікторія
Третініченко, Вікторія
Колесник, Ірина
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Розроблений метод формування плівок на основі альгінат-хітозанових поліелектролітних комплексів та досліджені їх фізико-хімічні властивості. Метод пригнічення іонних взаємодій шляхом збільшення іонної сили розчину був використаний для контролювання процесу осадження комплексу, що утворюється за рахунок електростатичних взаємодій між функціональними групами полімерів. Сформовано плівки на основі альгінат-хітозанового комплексу (АС) та модифікований варіант – із додаванням натрієвої солі гіалуронової кислоти (АСН). Морфологію одержаних плівок досліджено методами сканувальної електронної мікроскопії, атомно-силової мікроскопії та низькотемпературної сорбції-десорбції азоту. Встановлено, що плівки мають пористу структуру (площа поверхні пор – від 2 до 5 м2/г, об’єм 5–10·10-3 см3/г, середній розмір 3.5±1 нм). Середньоквадратична шорсткість поверхні становить 345±30 нм. Встановлено, що KBr виконує роль агента для формування пор у системі. Досліджена залежність набрякання отриманих поліелектролітних плівок за різних значень рН, що відповідають рН шкіри (5.5), відкритих (7.2) та інфікованих (8.2) ран. Встановлено, що набрякання плівок АС є рН-чутливим. Найбільше набрякання плівок у слабколужному середовищі, а найгірше – в нейтральному. Додавання гіалуронату привело до утворення щільнішого комплексу, що нівелював рН-чутливість набрякання. Кальцій пантетонат інкорпоровано в плівках шляхом додавання розчину ліків до формувальної суміші. Методом ІЧ-спектроскопії встановлено, що між кальцій пантотенатом і компонентами поліелектролітного комплексу не утворюються ковалентні зв’язки, що свідчить про фізичне захоплення ліків в матрицю або електростатичне зв’язування. Аналіз профілів вивільнення засвідчив, що кінетика вивільнення кальцію пантотенату найкраще описується моделлю Хігучі, що характерна для дифузійно-контрольованих систем доставки ліків. Виявлено, що процес вивільнення є pH-чутливим та не залежить від кількісного складу поліелектролітного комплексу. Отримані поліелектролітні плівки демонструють перспективність як матриці для створення контрольованих систем доставки лікарських речовин.
Description
A forming method based on alginate-chitosan polyelectrolyte complexes was developed, and the physicochemical properties of the resulting films were investigated. Ionic-strength-induced suppression of electrostatic interactions was employed to control complex precipitation during assembly. Films based on alginate-chitosan complex (AC) and its sodium hyaluronate modified version (AСН) were successfully obtained. The morphology of the obtained films was investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and low-temperature nitrogen sorption-desorption. It was established that the films have a porous structure (pore surface area is from 2 to 5 m2/g, pore volume 5–10·10-3 cm3/g, average pore size 3.5±1 nm). The mean square surface roughness is 345±30 nm. It was found that KBr also plays the role of a pore former in the system. The dependence of the swelling of the obtained polyelectrolyte films was studied at different pH values corresponding to the pH of the skin (5.5), open (7.2), and infected (8.2) wounds. It was found that the swelling of AC films is pH sensitive. Thus, the film swells the most (~ 300 %) in a weakly alkaline environment and the worst (~ 100 %) in a neutral one. The addition of sodium hyaluronate led to the formation of a denser complex, which levelled the pH sensitivity of swelling. Calcium pantothenate was immobilised in the films by adding a solution of drugs to the formation mixture. Infrared spectroscopy has shown that no covalent bonds are formed between calcium pantothenate and the polyelectrolyte complex. Analysis of release profiles has shown that the kinetics of calcium pantothenate release are best described by the Higuchi model, which is typical for diffusion-controlled drug delivery systems. The release process was pH-sensitive and independent of the polyelectrolyte complex. The obtained polyelectrolyte films demonstrate strong potential as matrices for the development of controlled drug delivery systems.
Keywords
фізико-хімічні властивості поліелектролітних плівок, морфологія поверхні, морфологія поверхні, альгінат, хітозан, кальцій пантетонат, поліелектролітні комплекси, кінетика пролонгованого вивільнення ліків, стаття, physicochemical properties of polyelectrolyte films, surface morphology, alginate, chitosan, calcium pantothenate, polyelectrolyte complexes, kinetics of prolonged drug release
Citation
Поліелектролітні плівки на основі натрій альгінату і хітозану : отримання, фізико-хімічні властивості, кінетика вивільнення з них пантотенату кальцію / Аліна В. Сікач, Вікторія В. Коновалова, Вікторія А. Третініченко, Ірина С. Колесник // Journal of Chemistry and Technologies. - 2025. - Т. 33, № 4. - С. 1000-1009. - https://doi.org/10.15421/jchemtech.v33i4.332779