Uvoľňovanie protizápalového liečiva dexametazónu z termosenzitívnych poly(2-oxazolínov)

Uvoľňovanie protizápalového liečiva dexametazónu z termosenzitívnych poly(2-oxazolínov)

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
92%
Prevedenie (dizajn)
92%
Diskusná interakcia
92%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Bc. Patrícia Petáková100%100%100%
Denisa Kozačová100%100%100%
Ing. Róbert Balogh100%100%100%
Bc. Dominika Nováková100%100%100%
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.60%60%60%
ISBN: 978-80-972360-2-1

Uvoľňovanie protizápalového liečiva dexametazónu z termosenzitívnych poly(2-oxazolínov)

Monika Majerčíková1,2 , Anna Zahoranová , Juraj Kronek ,
1 Ústav polymérov Slovenskej akadémie vied, Bratislava, Slovensko
2 Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Bratislava, Slovensko
majercikova.monika@gmail.com

Klinickú využiteľnosť viacerých liečiv znižuje skutočnosť, že sú zle rozpustné vo vode a vykazujú mnohé systémové vedľajšie účinky. [1] Tieto nevýhody môžu byť prekonané enkapsuláciou hydrofóbneho liečiva do polymérnych miciel, ktoré by zároveň umožnili lokálne doručenie liečiva pomocou externého alebo interného stimulu, napr. teploty. Poly(2-oxazolíny) sú syntetické polyméry, ktoré sú schopné enkapsulovať veľké množstvo hydrofóbneho liečiva. [2] Tieto polyméry taktiež vykazujú termosenzitívne správanie vo vode. [3] Táto práca sa zaoberá termosenzitívnym správaním štyroch dvojblokových kopolymérov z poly(2-oxazolínov), ktoré sa líšia dĺžkou reťazca a pomerom blokov. Sú schopné tvoriť nad určitou teplotou micely zložené z hydrofilného obalu 2-metyl-2-oxazolínu (MetOx) a termosenzitívneho hydrofóbneho jadra 2-n-propyl-2-oxazolínu (PropOx). Skúmaná bola enkapsulácia a uvoľňovanie hydrofóbneho liečiva dexametazónu (Dexa) pomocou teplotného stimulu.

Cieľom práce bolo preskúmať potenciál pripravených termosenzitívnych dvojblokových poly(2-oxazolínov) pre využitie pri kontrolovanom uvoľňovaní dexametazónu.

Polyméry boli pripravené živou katiónovou polymerizáciou z MetOx a PropOx. Protizápalové liečivo Dexa (2mg/ml) sme enkapsulovali v polyméri (10mg/ml) metódou tenkého filmu. Metódu dynamického rozptylu svetla (DLS) bola skúmaná veľkosť a stabilita pripravených miciel v troch koncentráciach (1, 2, 3mg/ml) vo fosfátovom tlmivom roztoku v teplotnom rozsahu 24 - 40 °C. Ďalej sme sledovali zmeny veľkosti miciel s teplotou pre koncentrácie polyméru (10mg/ml) a Dexa (2mg/ml). Morfológia vzniknutých agregátov bola sledovaná pomocou optického mikroskopu. Štúdium kinetiky uvoľňovania Dexa z miciel bolo uskutočnené pri laboratórnej teplote, pri 37°C a so striedaním teploty z 10 °C na 37 °C v polhodinových intervaloch za pomoci UV/Vis spektroskopie.

Vzniknuté micely vykazovali veľkosti od 30 do 200 nm v závislosti od typu použitého polyméru. Zistili sme, že polydisperzita vzniknutých miciel sa znížila pridaním liečiva. V niektorých prípadoch liečivo pravdepodobne zastabilizovalo veľkosť miciel, ktorá sa minimálne menila iba rapídnym ochladením na 10 °C. Pri dvoch vzorkách, PropOx40:MetOx160 a PropOx60:MetOx40, bolo spozorované zmenšenie miciel so stúpajúcou teplotou a opätovné zväčšenie pri náhlom ochladení. Pri zvýšení teploty z laboratórnej teploty na 37 °C bola zvýšená difúzia Dexa, kde sa v kratšom čase uvoľnilo väčšie množstvo liečiva. Pri uvoľňovaní Dexa so striedaním teploty sme najmarkantnejšie termosenzitívne správanie pozorovali pri vzorke PropOx20:MetOx80 , keď sa pri ochladení uvoľňovanie spomalilo, a naopak, pri ohriatí zasa zrýchlilo.

Záverom treba zhrnúť, že napriek tomu, že pripravené polyméry bez liečiva vykazujú drastické teplotou indukované štruktúrne zmeny (vznik agregátov, miciel), po enkapsulácii liečiva sa častice stabilizujú a s teplotou sa menia len minimálne. Zmeny kinetiky uvoľňovania dexametazónu pri teplotnom stimule boli pozorované len pre polymér PropOx20:MetOx80. Na tieto zistenia treba prihliadať pri dizajne termosenzitívnych nosičov liečiv.

Poďakovanie: 

Autori ďakujú za finančnú podporu projektom VEGA 2/0124/18 a APVV 15-0485.

Zdroje: 

[1] R. Liu, M. Fraylich, and B. R. Saunders, “Thermoresponsive copolymers: From fundamental studies to applications,” Colloid Polym. Sci., vol. 287, no. 6, pp. 627–643, 2009.
[2] R. Luxenhofer et al., “Poly(2-oxazoline)s as polymer therapeutics,” Macromol. Rapid Commun., vol. 33, no. 19, pp. 1613–1631, 2012.
[3] Q. Zhang, C. Weber, U. S. Schubert, and R. Hoogenboom, “Thermoresponsive polymers with lower critical solution temperature: From fundamental aspects and measuring techniques to recommended turbidimetry conditions,” Mater. Horizons, 2017.

Diskusia

Dobry den, velmi perspektivne vyzeraju vami namerane data ohladom studia uvolnovania protizapaloveho lieciva dexametazónu z vybraných typov miciel. V akych biologickych systemoch planujete dalej testovat tieto polymery? Vopred dakujem za odpoved, ZB

Dobrý deň,
ďakujem za otázku.
Keďže dexametazón ako protizápalové liečivo má účinok na bunky imunitného systému, plánujeme ho otestovať na bunkovej línii makrofágov, kde očakávame, napr., zníženie produkcie NO. Avšak chceli by sme ho odtestovať aj na rakovinových bunkách, kde podľa dostupných informácií má protirakovinový účinok.
Dúfam, že odpoveď je dostačujúca pre Vás. Ak máte ešte ďalšie otázky, rada Vám odpoviem.
MonikaM

Veľmi pekná práca aj prezentácia.

Ďakujem veľmi pekne.