Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій
Встановлено два типи міцелярних структур, що утворюють асиметричні триблок-кополімери ПAA-b-ПEO-b-ПAA на основі хімічно комплементарних поліакриламіду та поліетиленоксиду у водних і водно-етанольних розчинах. Показано можливість їх використання для ефективної інкапсуляції модельної токсичної і нероз...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37783 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій / Т.Б. Желтоножська, В.В. Недашківська, С.В. Федорчук, С.В. Парцевська, Н.М. Пермякова, Л.С. Костенко // Доп. НАН України. — 2011. — № 6. — С. 143-150. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860074331051130880 |
|---|---|
| author | Желтоножська, Т.Б. Недашківська, В.В. Федорчук, С.В. Парцевська, С.В. Пермякова, Н.М. Костенко, Л.С. |
| author_facet | Желтоножська, Т.Б. Недашківська, В.В. Федорчук, С.В. Парцевська, С.В. Пермякова, Н.М. Костенко, Л.С. |
| citation_txt | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій / Т.Б. Желтоножська, В.В. Недашківська, С.В. Федорчук, С.В. Парцевська, Н.М. Пермякова, Л.С. Костенко // Доп. НАН України. — 2011. — № 6. — С. 143-150. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Встановлено два типи міцелярних структур, що утворюють асиметричні триблок-кополімери ПAA-b-ПEO-b-ПAA на основі хімічно комплементарних поліакриламіду та поліетиленоксиду у водних і водно-етанольних розчинах. Показано можливість їх використання для ефективної інкапсуляції модельної токсичної і нерозчинної у воді лікарської речовини — преднізолону.
The formation of two types of micellar structures in aqueous and aqueous/ethanol solutions of the asymmetric PAAm-b-PEO-b-PAAm triblock copolymers, based on the chemically complementary polyacrylamide and poly(ethylene oxide), is established. A possibility to use them for the effective encapsulation of the model toxic water-insoluble drug prednisolon is shown.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:12:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 544.77.022.532:544.022.51
© 2011
Т.Б. Желтоножська, В.В. Недашкiвська, С. В. Федорчук,
С.В. Парцевська, Н. М. Пермякова, Л.С. Костенко
Мiцелярнi наноконтейнери на основi блок-кополiмерiв
з хiмiчно комплементарними компонентами для
токсичних нерозчинних у водi лiкарських субстанцiй
(Представлено членом-кореспондентом НАН України В.В. Шевченком)
Встановлено два типи мiцелярних структур, що утворюють асиметричнi триблок-ко-
полiмери ПAA-b-ПEO-b-ПAA на основi хiмiчно комплементарних полiакриламiду та по-
лiетиленоксиду у водних i водно-етанольних розчинах. Показано можливiсть їх вико-
ристання для ефективної iнкапсуляцiї модельної токсичної i нерозчинної у водi лiкарсь-
кої речовини — преднiзолону.
Використання мiцелярних наноконтейнерiв є одним з найбiльш перспективних шляхiв
адресної доставки токсичних i нерозчинних у водi лiкарських речовин у певнi клiтини живих
органiзмiв [1]. Традицiйними способами отримання таких наноконтейнерiв у водi є: 1) са-
мозбiрка амфiфiльних блок-кополiмерiв [2]; 2) самозбiрка iнтермолекулярних полiкомплек-
сiв (IнтерПК), що утворенi гомо- i/або блок-кополiмерами [2–5]. Мiцели IнтерПК мiстять
специфiчне гiдрофобне “ядро”, яке побудовано неполярними дiлянками зв’язування хiмiчно
комплементарних блокiв i має пiдвищену зв’язувальну здатнiсть до рiзних органiчних речо-
вин, зокрема лiкарських субстанцiй [2–5]. Стабiльнiсть мiцел у водi забезпечують додатковi
гiдрофiльнi блоки в макромолекулах блок-кополiмерiв, якi формують гiдрофiльну “коро-
ну”. Недолiком таких наноконтейнерiв, як i всiх IнтерПК [6], є можливiсть їх руйнування
внаслiдок конкурентних взаємодiй, що дiють у живому органiзмi. Тому бiльш перспектив-
ним є використання мiцел iнтрамолекулярних полiкомплексiв (IнтраПК) [7], якi утворюють
А-b-В та А-b-В-b-А блок-кополiмери з асиметричними хiмiчно комплементарними блоками.
Наслiдком цього буде спрощення мiцелярного наноконтейнера, уникнення можливостi його
руйнування пiд впливом конкурентних взаємодiй i збереження високої зв’язувальної здат-
ностi мiцелярного “ядра”.
Мiцелоутворенню блок-кополiмерiв, в яких iснує IнтраПК, присвяченi лише поодино-
кi публiкацiї [7]; взаємодiя цих мiцел з лiкарськими субстанцiями не вивчалася. Тому на-
ми було синтезовано триблок-кополiмери (ТБК) з хiмiчно комплементарними полiакрила-
мiдом та полiетиленоксидом (ПАА-b-ПЕО-b-ПАА), вивчено їх мiцелоутворення у водних
i водно-етанольних розчинах залежно вiд молекулярної маси блокiв, а також можливостi
iнкапсуляцiї мiцелами ТБК модельного токсичного i нерозчинного у водi, але розчинного
в етиловому спиртi (EtOH) лiкарського препарату — преднiзолону (ПЗ).
Експериментальна частина. В ходi дослiдження використовували полiетиленглiколь
з Mν = 6 кДа (ПЕГ-1) й Mν = 35 кДа (ПЕГ-2) фiрми “Merck” (Нiмеччина), акриламiд (АА)
вiд “Reanal” (Угорщина) та iнiцiатор — дiамонiйгексанiтратоцерат вiд “Aldrich” (США). За
модельний препарат брали зразок ПЗ фiрми “Sigma Aldrich” (США).
ТБК синтезували за схемою, наведеною нижче, методом радикальної блок-кополiмери-
зацiї ПАА з ПЕГ, яка мала матричний характер [8]:
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 143
Кiнетичний матричний ефект полягав у зростаннi швидкостi блок-кополiмеризацiї по-
рiвняно з гомополiмеризацiєю АА, причому тим бiльше, чим вище молекулярна маса (дов-
жина) матрицi-блока ПЕО [8]. Синтез проводили у водi в iнертнiй атмосферi при 25 ◦С,
перемiшуючи впродовж 24 год. Аналогiчним чином, але використовуючи EtOH замiсть
ПЕГ, синтезували ПАА з Mν = 630 кДа. Реагенти брали у спiввiдношеннях: [CeIV]/[ПЕГ] =
= 2 (моль/моль) та [АА]/[ПЕГ] = 1 (моль/осново-моль). Отриманi ТБК й ПАА висаджува-
ли ацетоном, розчиняли у водi i лiофiльно сушили. За допомогою ЯМР спектроскопiї було
пiдтверджено хiмiчну будову ТБК i визначено їх молекулярну масу.
1H ЯМР спектри полiмерiв у D2O (C = 10 кг · м−3) записували при 20 ◦С i частотi
400 МГц за допомогою спектрометра Mercury-400 фiрми “Varian” (США). Хiмiчнi зсуви (δ)
вимiрювали вiдносно стандарту — тетраметилсилану.
Мiцелоутворення ТБК дослiджували методами пружного свiтлорозсiювання (ПС),
спектрофотометрiї та фотографiї. ПС вимiрювали на модернiзованому приладi ФПС-3
(Росiя), що мiстив свiтлодiод WP7113VGC/A (λ = 520 нм) вiд “Kingbright”, контролер
ADC-CPUТМ фiрми “Insoftus” (Україна) та програму “WINRECORDER”, яка записує iнди-
катриси свiтлорозсiювання, розраховує дiаграми Зiмма i визначає молекулярнi параметри
розсiюючих частинок шляхом подвiйної екстраполяцiї даних. Експерименти проводили при
вертикально-поляризованому свiтлi. Iнкремент показника заломлення (∂n/∂C) у розчинах
ТБК вимiрювали на iнтерферометрi IТР-2 (Росiя). Мутнiсть розчинiв ТБК та сумiшей
ПЗ/ТБК визначали на фотоколориметрi ЛМФ-72 фiрми “ЛОМО” (Росiя) при λ = 490 нм.
Природу зв’язкiв мiж ТБК i ПЗ вивчали методами УФ та FTIR спектроскопiї.
УФ-спектри записували на спектрометрi “Perkin Elmer Lambda 20” (Швецiя), а FTIR-спе-
ктри — на приладi “Nexus-470 Nicolet” (США) з роздiльною здатнiстю 4 см−1.
Результати та їх обговорення. Приклади 1Н ЯМР спектрiв iлюструє рис. 1. Спект-
ри ПЕГ (див. рис. 1, а) мiстили сигнал протонiв метиленових груп (а) з δ = 3,68 м. ч.,
а спектр ПАА (див. рис. 1, б ) — двi групи сигналiв протонiв метинових (b) i метиленових
(с) груп з δ = 1,4–1,8 м. ч. та δ = 2,1–2,4 м. ч. [9]. У спектрах ТБК (див. рис. 1, в) були
сигнали a , b, c, що пiдтверджувало наявнiсть блокiв ПЕО й ПАА. Молекулярну масу ПАА
розраховували на основi iнтегральних iнтенсивностей (A) сигналiв а i b або а i с та формул:
MnПAA =
M0ПAA ·MПEO · Ab
M0ПEO ·Aa
або MnПAA =
2 ·M0ПAA ·MПEO · Ac
M0ПEO ·Aa
, (1)
де M0ПЕО i M0ПАА — молекулярнi маси ланок ПЕО й ПАА, а MПЕО — молекулярна маса
блока ПЕО. Знайденi таким чином молекулярнi параметри ТБК наведенi в табл. 1.
Розбавленi воднi розчини ТБК є прозорими, а бiльш концентрованi показують слабку
опалесценцiю (рис. 2, а), яка посилюється при зростаннi довжини ПЕО. Це свiдчить про
формування мiцел у розчинах ТБК, що зумовлено утворенням мiж ПЕО й ПАА Н-зв’яз-
кiв [10] та сегрегацiєю зв’язаних дiлянок. Початок процесу фiксує рiзке зростання iнтен-
сивностi свiтлорозсiювання (рис. 2, б ) при певнiй критичнiй концентрацiї мiцелоутворення
144 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
Рис. 1. Приклади 1Н ЯМР спектрiв для ПЕГ-2 (а), ПАА (б ) й ТБК-2 (в) у D2O при C = 10 кг · м−3;
t = 20
◦С.
Позначення a , b, c показано на схемi синтезу ТБК
Рис. 2. Фотографiя водного розчину ТБК-1 при C = 0,4 кг · м−3 (а), приклад визначення ККМ у водних
розчинах ТБК-1 методом пружного свiтлорозсiювання при θ = 90
◦ (б ) та дiаграма Зiмма (в), що побудована
в областi θ = 30–50◦ за даними свiтлорозсiювання у водних розчинах ТБК-2 при C = 0,40 (1 ), 0,48 (2 ), 0,55
(3 ), 0,63 (4 ) та 0,70 кг · м−3 (5 ). λ = 520 нм, t = 21
◦C
Таблиця 1. Основнi молекулярнi характеристики триблок-кополiмерiв
Кополiмер MПEO, кДа MПAA, кДа MTБК
∗, кДа wПEO
∗∗, % nл
∗∗∗
TБК-1 6 116 238 2,52 12
TБК-2 35 3055 6145 0,57 54
∗Молекулярна маса ТБК: MTБК = MПEO + 2MПAA; ∗∗ масова частка ПЕО у ТБК; ∗∗∗ спiввiдношення мiж
кiлькiстю ланок у блоках ПАА й ПЕО.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 145
(ККМ) [11]. На основi знайдених ККМ розраховували вiльну енергiю мiцелоутворення Гiбб-
са за формулою: ∆G◦ ≈ RT · lnККМ [12] (табл. 2).
Iстотне зниження ККМ i зростання −∆G◦ при збiльшеннi довжини ПЕО (i ПАА), що
наведене в табл. 2, вказує на бiльшу стабiльнiсть мiцел ТБК-2 у порiвняннi з ТБК-1 та добре
узгоджується з вiдомим фактом посилення взаємодiї хiмiчно комплементарних полiмерiв
при зростаннi їх довжини [6].
Для мiцел ТБК-2 методом ПС знаходили додатковi параметри: середньовагову молеку-
лярну масу (Mw), другий вiрiальний коефiцiєнт (A2) i z-середнiй радiус iнерцiї (〈R2
g〉
1/2
z ).
При цьому використовували знепиленi бензол (еталон) i розчини ТБК-2 з C > ККМ, в яких
визначали коефiцiєнт надлишкового розсiювання (Rν(θ)) як функцiю θ. Згiдно з програмою
побудовано дiаграму Зiмма як залежностi CK/Rν(θ) вiд sin2(θ/2) + kC [13] (див. рис. 2, в),
де K — оптична стала розчинiв, що розрахована за ∂n/∂C [13]. Вiдомо, що величини ∂n/∂C
для блок-кополiмерiв i окремих блокiв можуть вiдрiзнятися [13]. Однак, якщо масова част-
ка одного з блокiв є малою (мiнорний блок — як ПЕО у ТБК-1, ТБК-2), величини ∂n/∂C
для кополiмеру i мажорного блока мало чим вiдрiзняються [11]. Практично однаковi експе-
риментальнi значення ∂n/∂C для ТБК-2 й ПАА (1,65 · 10−4 м3 · кг−1 й 1,63 · 10−4 м3 · кг−1
вiдповiдно) пiдтверджують цю закономiрнiсть.
Комп’ютерна екстраполяцiя даних дiаграми Зiмма до θ = 0, C = 0 й C = 0, θ = 0 дала
такi параметри мiцел ТБК-2 у водi: Mw = 37686 кДа, A2 = 1,283 · 10−5 моль · м3 · кг−2
та 〈R2
g〉
1/2
z = 248,4 нм. Використовуючи молекулярну масу ТБК-2 з табл. 1, було оцiнено
також ступiнь агрегацiї макромолекул ТБК у мiцелах: Z = Mw/MТБК ≈ 6.
Асиметричний характер ТБК (бiльша довжина ПАА порiвняно з ПЕО) дає пiдстави
прогнозувати утворення в їх розбавлених розчинах при C > ККМ сферичних “волохатих”
мiцел [2] з малим гiдрофобним “ядром” iз Н-зв’язаних сегментiв ПЕО й ПАА та великою “ко-
роною” з надлишкових сегментiв ПАА (див. лiву частину рис. 3, г). Зрозумiло, що розмiри
“ядра” i “корони” мiцел ТБК-2 бiльшi, нiж ТБК-1.
Додавання EtOH до ∼30% за об’ємом пiдвищує прозорiсть розчинiв ТБК i зменшує
iнтенсивнiсть свiтлорозсiювання. Однак при вмiстi EtOH > 40% мутнiсть розчинiв рiзко
зростає, починаючи зi значно менших концентрацiй, нiж у водi (див. рис. 3, а; табл. 2),
що свiдчить про утворення нових мiцелярних структур. Пояснити цi процеси можна дiєю
кiлькох факторiв. З одного боку, молекули EtOH здатнi змiнювати властивостi води як
розчинника та руйнувати гiдрофобнi взаємодiї у “ядрi”. Завдяки конкуренцiї з функцiо-
нальними групами ПАА й ПЕО, вони можуть також частково руйнувати Н-зв’язки мiж
блоками. Дiя цих факторiв буде переважати при малих добавках EtOH i спричиняти роз-
пад мiцел, що iснували у водi (див. центральну частину рис. 3, г). З iншого боку, етанол
є нерозчинником до ПАА. Тому при високiй частцi EtOH у розчинах ТБК слiд очiкува-
ти формування квiткоподiбних мiцел, велике “ядро” яких буде мiстити нерозчиннi блоки
ПАА, а мала “корона” — “петлi” з розчинних блокiв ПЕО (див. праву частину рис. 3, г).
Такi мiцели добре вiдомi у випадку А-b-В-b-А ТБК з гiдрофобними бiчними блоками [14].
Таблиця 2. Термодинамiчнi характеристики процесiв мiцелоутворення кополiмерiв
Кополiмер
ККМ · 10
8, моль · дм−3
−∆G◦, кДж · моль−1
H2O H2O/EtOH = 30/70% (об.) H2O H2O/EtOH = 30/70% (об.)
TБК-1 37,80 8,40 36,15 39,82
TБК-2 4,90 1,30 41,15 44,38
146 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
Рис. 3. Змiна мутностi водно-етанольних розчинiв ТБК-1 (1 ), ТБК-2 (2 ) (а) i сумiшi ПЗ/ТБК-2 складу
ϕ = 0,64 мольПЗ/осново-мольТБК (б ) залежно вiд вмiсту EtOH (CТБК = 0,4 кг · м−3, час контакту 1 год,
λ = 490 нм, t = 20
◦C), фотографiї мiцел (в), що спостерiгалися в сумiшах ПЗ/ТБК (ϕ = 0,64) при вмiстi
етанолу 5 та 80% за об’ємом, а також схема мiцелоутворення ТБК у водi та перебудови мiцелярної структури
при зростаннi вмiсту EtOH у змiшаному розчиннику (г)
При введеннi ПЗ картина мiцелоутворення в розчинах ТБК змiнюється. Так, при ма-
лому вмiстi EtOH (до 20% за об’ємом) у розчинах з’являється мутнiсть (див. рис. 3, б ) за
рахунок поступового утворення нових снiжинкоподiбних мiцелярних структур (г), а при
вмiстi EtOH > 40% за об’ємом вiдбувається значне посилення мутностi системи (б, г). Цi
факти вказують на взаємодiю ПЗ з обома видами мiцел ТБК, що iснують при малому й
великому вмiстi EtOH у розчинах.
Природу такої взаємодiї встановлювали методами УФ та FTIR спектроскопiї, врахову-
ючи наявнiсть у молекулi ПЗ двох груп > C=O та трьох −OH-груп, здатних утворювати
Н-зв’язки з протонодонорними та протонакцепторними групами ТБК:
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 147
Рис. 4. FTIR-спектри: комерцiйного ПЗ у KBr (a), а також плiвок TБК-2 (б ) i TБК-2+ПЗ (в) (l ∼ 10 мкм),
сформованих на флюоритових скельцях з водно-етанольних (75/25) розчинiв та висушених у вакуумi про-
тягом тижня (ϕ = 0,42 мольПЗ/осново-мольTБК , t = 23
◦C).
Область коливань νC=O й νC=C показано в збiльшеному масштабi
УФ-спектр ПЗ у розчиннику H2O/EtOH = 80/20 демонстрував iнтенсивну смугу n → π∗
переходу в групах > C=O з λmax = 247 нм. Її положення та iнтенсивнiсть зменшувались
практично до виродження при зростаннi об’ємної частки EtOH до 100%, що свiдчило про
утворення все бiльшої кiлькостi Н-зв’язкiв мiж гiдроксилами EtOH i карбонiлами ПЗ. При
вивченнi впливу на параметри цiєї смуги присутностi у змiшаному розчиннику ПЕГ-2 й
ПАА окремо (CПЕГ = CПАА = 4·10−3 кг·м−3, CПЗ = 8,53·10−3 кг· м−3, вмiст EtOH 30 й 70%
за об’ємом) було виявлено незмiннiсть параметрiв смуги в сумiшi ПЗ/ПЕГ-2 i зниження
iнтенсивностi смуги в сумiшi ПЗ/ПАА. Таким чином, було доведено утворення Н-зв’язкiв
мiж карбонiлами ПЗ й −NH2 фрагментами амiдних груп ПАА.
У FTIR-спектрi кристалiчного ПЗ в KBr (рис. 4, а) були смуги коливань νC=O при 1707
й 1657 cм−1 для вiльних i Н-зв’язаних груп > C=O, а також νO−H при 3575, 3464 й
3388 cм−1 для Н-зв’язаних −OH-груп, що вказувало на значну роль Н-зв’язкiв у стабi-
лiзацiї кристалiчної структури ПЗ. Спектр тонкої плiвки ТБК (див. рис. 4, б ), що опи-
саний ранiше [10], мiстив смуги Амiд I, Амiд II при 1662, 1618 cм−1 вiдповiдно, а також
смуги коливань νN−H при ∼3470, 3345 i 3199 cм−1 для Н-зв’язаних −NH2-фрагментiв амi-
дних груп у транс-мультимерах (двi першi смуги) та цис-транс-мультимерах (остання
смуга). Взаємодiю −OH-груп ПЗ з ТБК доведено такими основними змiнами в спектрi
ПЗ/ТБК (див. рис. 4, в): 1) низькочастотним зсувом на 9 см−1 смуги коливань νO−H ПЗ
148 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
Таблиця 3. Кiлькiсть преднiзолону, зв’язаного з мiцелами триблок-кополiмерiв∗
Кополiмер ϕ, мольПЗ/осново-мольТБК XПЗ, % за масою
TБК-1 0,42 8,8
0,60 48,5
TБК-2 0,42 17,8
0,60 56,8
∗Час контакту компонентiв 24 год, вмiст етанолу 20% за об’ємом.
при 3575 cм−1; 2) високочастотним зсувом на 32 й 29 cм−1 смуг коливань νO−H ПЗ при 3464
й 3388 cм−1; 3) появою нової смуги коливань νO−H при ∼ 3290 cм−1; 4) високочастотним
зсувом на 2 см−1 i зменшення iнтенсивностi смуги коливань νN−H цис-транс-мультимерiв
амiдних груп; 5) високочастотним зсувом на 22 см−1 смуги коливань νN−H транс-мульти-
мерiв амiдних груп. Ефекти 2 й 3, 4 є наслiдками руйнування вiдповiдних послiдовностей
Н-зв’язкiв, характерних для чистих ПЗ й ТБК, пiд впливом їх взаємодiї.
Кiлькiсть ПЗ, зв’язаного з ТБК при вмiстi EtOH 20% за об’ємом, визначали при CТБК =
= 1 кг·м−3 = const i величинах ϕ, що дорiвнюють 0,021, 0,42 та 0,60 мольПЗ/осново-мольTБК.
Снiжинкоподiбнi мiцели вiддiляли на центрифузi (6 · 103 об · хв−1), а залишковий ПЗ у су-
пернатантах знаходили методом УФ спектроскопiї при λ = 247 нм. При малому ϕ = 0,021
iстотного замутнення розчинiв не було, тому вiддiлити продукти взаємодiї i визначити не-
зв’язаний ПЗ було неможливо. Але iншi данi (табл. 3) свiдчать про рiзке зростання ступеня
зв’язування ПЗ (XПЗ) при збiльшеннi ϕ i переходi вiд ТБК-1 до ТБК-2.
У результатi можна запропонувати таку картину iнкапсуляцiї ПЗ i будови мiцел ТБК+
+ ПЗ залежно вiд вмiсту EtOH. При додаваннi малих об’ємiв спиртового розчину ПЗ до
водних розчинiв ТБК (вмiст EtOH 6 20% за об’ємом) можливi два конкурентних процеси:
1) деструкцiя “волохатих” мiцел ТБК пiд дiєю EtOH (див. рис. 3, г) та 2) Н-зв’язування
ПЗ спочатку з “хвостами” ПАА в “коронi” мiцел, а потiм з ланцюгами ПЕО i ПАА у мi-
целярному “ядрi” (аналогiчно утворенню потрiйних комплексiв мiж IнтерПК та низькомо-
лекулярними “посередниками” [15]). Завдяки сильним додатковим гiдрофобним взаємодiям
за участю чотирьох неполярних кiлець ПЗ другий процес буде переважати (особливо при
високих значеннях ϕ) i приводити до колапсу зв’язаних дiлянок. Внаслiдок заповнення
“волохатих” мiцел ТБК молекулами ПЗ й колапсу дiлянок зв’язування i з’являються но-
вi снiжинкоподiбнi мiцели ТБК + ПЗ. Чим бiльше заповнення, тим бiльше колапс. Разом
з тим при змiшуваннi ПЗ з квiткоподiбними мiцелами ТБК (вмiст EtOH > 40% за об’ємом)
молекули лiкарської речовини будуть контактувати спочатку з “петлями” ПЕО у “коронi”,
але потiм за рахунок бiльш сильної взаємодiї з блоками ПАА (за участю як >C=O, так
i −OH-груп) вони будуть концентруватися в “ядрах” мiцел або, можливо, на їх поверхнi,
якщо виграш в енергiї системи буде бiльший при взаємодiї ПЗ одночасно з блоками ПЕО
й ПАА порiвняно з блоками одного ПАА.
Таким чином, мiцели асиметричних триблок-кополiмерiв ПАА-b-ПЕО-b-ПАА, що вияв-
ленi у водно-етанольних розчинах при малому i великому вмiстi EtOH, можна активно
використовувати для iнкапсуляцiї токсичних i нерозчинних у водi лiкарських речовин, якi
мають хiмiчну структуру, подiбну до ПЗ. Шляхом регулювання довжини взаємодiючих
ПЕО й ПАА блокiв можна буде впливати як на стан i розмiр, так i на зв’язувальну здат-
нiсть таких мiцелярних наноконтейнерiв.
1. Svenson S. Carrier-based drug delivery / Amer. Chem. Soc. Symposium Series. Ch. 1. – Washington: Amer.
Chem. Soc., DC, 2004. – P. 2–22.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №6 149
2. Riess G. Micellization of block copolymers // Prog. Polym. Sci. – 2003. – 28. – P. 1107–1170.
3. Gohy J.-F., Varshney S.K., Jérôme R. Water-soluble complexes formed by poly(2-vinylpyridinum)-block-
poly(ethylene oxide) and poly(sodium methacrylate)-block-poly(ethylene oxide) copolymers // Macromo-
lecules. – 2001. – 34. – P. 3361–3366.
4. Park J.-S., Akiyama Y., Yamasaki Y., Kataoka K. Preparation and characterization of polyion complex
micelles with a novel thermosensitive poly(2-isopropyl – 2-oxazoline) shell via the complexation of oppositely
charged block ionomers // Langmuir. – 2007. – 23. – P. 138–146.
5. Solomatin S. V., Bronich T.K., Bargar T.W. et al. Environmentally responsive nanoparticles from block
ionomer complexes: effects of pH and ionic strength // Ibid. – 2003. – 19. – P. 8069–8076.
6. Кабанов В.А. Полиэлектролитные комплексы в растворе и в блоке // Успехи химии. – 2005. – 74. –
С. 3–20.
7. Zheltonozhskaya T., Permyakova N., Momot L. Intramolecular polycomplexes in block and graft copoly-
mers // Hydrogen-bonded interpolymer complexes: formation, structure and applications. Ch. 5. – Si-
ngapore: World Scientific, 2009. – P. 85–154.
8. Желтоножская Т.Б., Федорчук С.В., Сыромятников В. Г. Процессы получения линейных блок-со-
полимеров // Успехи химии. – 2007. – 76, № 8. – С. 784–820.
9. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. – Москва:
Мир, 2006. – 438 с.
10. Permyakova N.M., Zheltonozhskaya T. B., Fedorchuk S. V. et al. Temperature effect on hydrogen bonds in
triblock copolymers of poly(ethylene oxide) and polyacrylamide // Mol. Cryst. Liq. Cryst. – 2007. – 468. –
P. 405–413.
11. Khougaz K., Astafieva I., Eisenberg A. Micellization in block polyelectrolyte solutions. 3. Static light
scattering characterization // Macromolecules. – 1995. – 28. – P. 7135–7147.
12. Shen H., Zhang L., Eisenberg A. Thermodynamics of crew-cut micelle formation of polystyrene-b-poly(acry-
lic acid) diblock copolymers in DMF/H2O mixtures // J. Phys. Chem. – 1997. – B101. – P. 4697–4708.
13. Эскин В.Е. Рассеяние света растворами полимеров и свойства макромолекул. – Москва: Химия,
1990. – 256 с.
14. Yang Y., Hua C., Dong C.-M. Synthesis, self-assembly and in vitro doxorubicin release behavior of dendron-
like/linear/dendron-like poly(ε-caprolactone)-b-poly(ethylene glycol)-b-poly(ε-caprolactone) triblock copo-
lymers // Biomacromolecules. – 2009. – 10. – P. 2310–2318.
15. Каргина О.В., Комарова О.П., Бондаренко Г.Н. Влияние изомерии органических оснований – дипи-
ридилов на свойства трехкомпонентных интерполимерных комплексов на их основе // Высокомол.
cоединения. Сер. Б. – 2004. – 46, № 8. – С. 1606–1608.
Надiйшло до редакцiї 08.11.2011Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
T.B. Zheltonozhskaya, V. V. Nedashkivska, S.V. Fedorchuk,
S.V. Partsevskaya, N.M. Permyakova, L. S. Kostenko
Micellar nanocontainers based on block copolymers with chemically
complementary components for toxic water-insoluble drugs
The formation of two types of micellar structures in aqueous and aqueous/ethanol solutions of the
asymmetric PAAm-b-PEO-b-PAAm triblock copolymers, based on the chemically complementary
polyacrylamide and poly(ethylene oxide), is established. A possibility to use them for the effective
encapsulation of the model toxic water-insoluble drug prednisolon is shown.
150 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №6
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-37783 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:12:29Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Желтоножська, Т.Б. Недашківська, В.В. Федорчук, С.В. Парцевська, С.В. Пермякова, Н.М. Костенко, Л.С. 2012-10-22T16:23:20Z 2012-10-22T16:23:20Z 2011 Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій / Т.Б. Желтоножська, В.В. Недашківська, С.В. Федорчук, С.В. Парцевська, Н.М. Пермякова, Л.С. Костенко // Доп. НАН України. — 2011. — № 6. — С. 143-150. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37783 544.77.022.532:544.022.51 Встановлено два типи міцелярних структур, що утворюють асиметричні триблок-кополімери ПAA-b-ПEO-b-ПAA на основі хімічно комплементарних поліакриламіду та поліетиленоксиду у водних і водно-етанольних розчинах. Показано можливість їх використання для ефективної інкапсуляції модельної токсичної і нерозчинної у воді лікарської речовини — преднізолону. The formation of two types of micellar structures in aqueous and aqueous/ethanol solutions of the asymmetric PAAm-b-PEO-b-PAAm triblock copolymers, based on the chemically complementary polyacrylamide and poly(ethylene oxide), is established. A possibility to use them for the effective encapsulation of the model toxic water-insoluble drug prednisolon is shown. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій Micellar nanocontainers based on block copolymers with chemically complementary components for toxic water-insoluble drugs Article published earlier |
| spellingShingle | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій Желтоножська, Т.Б. Недашківська, В.В. Федорчук, С.В. Парцевська, С.В. Пермякова, Н.М. Костенко, Л.С. Хімія |
| title | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій |
| title_alt | Micellar nanocontainers based on block copolymers with chemically complementary components for toxic water-insoluble drugs |
| title_full | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій |
| title_fullStr | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій |
| title_full_unstemmed | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій |
| title_short | Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій |
| title_sort | міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37783 |
| work_keys_str_mv | AT želtonožsʹkatb mícelârnínanokonteinerinaosnovíblokkopolímerívzhímíčnokomplementarnimikomponentamidlâtoksičnihnerozčinnihuvodílíkarsʹkihsubstancíi AT nedaškívsʹkavv mícelârnínanokonteinerinaosnovíblokkopolímerívzhímíčnokomplementarnimikomponentamidlâtoksičnihnerozčinnihuvodílíkarsʹkihsubstancíi AT fedorčuksv mícelârnínanokonteinerinaosnovíblokkopolímerívzhímíčnokomplementarnimikomponentamidlâtoksičnihnerozčinnihuvodílíkarsʹkihsubstancíi AT parcevsʹkasv mícelârnínanokonteinerinaosnovíblokkopolímerívzhímíčnokomplementarnimikomponentamidlâtoksičnihnerozčinnihuvodílíkarsʹkihsubstancíi AT permâkovanm mícelârnínanokonteinerinaosnovíblokkopolímerívzhímíčnokomplementarnimikomponentamidlâtoksičnihnerozčinnihuvodílíkarsʹkihsubstancíi AT kostenkols mícelârnínanokonteinerinaosnovíblokkopolímerívzhímíčnokomplementarnimikomponentamidlâtoksičnihnerozčinnihuvodílíkarsʹkihsubstancíi AT želtonožsʹkatb micellarnanocontainersbasedonblockcopolymerswithchemicallycomplementarycomponentsfortoxicwaterinsolubledrugs AT nedaškívsʹkavv micellarnanocontainersbasedonblockcopolymerswithchemicallycomplementarycomponentsfortoxicwaterinsolubledrugs AT fedorčuksv micellarnanocontainersbasedonblockcopolymerswithchemicallycomplementarycomponentsfortoxicwaterinsolubledrugs AT parcevsʹkasv micellarnanocontainersbasedonblockcopolymerswithchemicallycomplementarycomponentsfortoxicwaterinsolubledrugs AT permâkovanm micellarnanocontainersbasedonblockcopolymerswithchemicallycomplementarycomponentsfortoxicwaterinsolubledrugs AT kostenkols micellarnanocontainersbasedonblockcopolymerswithchemicallycomplementarycomponentsfortoxicwaterinsolubledrugs |