Σύνθεση, χαρακτηρισμός και αποδέσμευση βιοδραστικών ενώσεων από υδρογέλες αλγινικού ασβεστίου

• Κύριος συγγραφέας: Μάλαμα, Σταμάτα
• Άλλοι συγγραφείς: Malama, Stamata
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Αλγινικό ασβέστιο; Αποδέσμευση φαρμάκων; Νιμεσουλίδη; Υδρογέλες; Υδροπηκτώματα; Calcium alginate; Release of drugs; Nimesulide; Hydrogels

Ο όρος υδρογέλη χρησιμοποιείται για να περιγράψουμε ένα τρισδιάστατο δίκτυο από υδρόφιλα πολυμερή, των οποίων οι αλυσίδες ενώνονται με δεσμούς διασταύρωσης. Κύριο χαρακτηριστικό των υδρογελών είναι η ικανότητά τους να απορροφούν μεγάλες ποσότητες νερού (διόγκωσης) διατηρώντας έτσι παράλληλα την ξεχωριστή τρισδιάστατη δομή και το σχήμα τους. Το αλγινικό οξύ είναι ένα φυσικό συμπολυμερές του L- γλουρονικού οξέος (G) και του Dμαννουρονικού οξέος (M). Ο σχηματισμός υδροπηκτωμάτων του αλγινικού οξέος γίνεται παρουσία δισθενών κατιόντων και ιδιαίτερα ιόντων δισθενούς ασβεστίου. Οι υδρογέλες αλγινικού ασβεστίου χρησιμοποιούνται σήμερα ευρέως για την επούλωση τραυμάτων και εγκαυμάτων. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται ως υπόστρωμα για την ακινητοποίηση κυττάρων με περαιτέρω εφαρμογή στην μηχανική ιστών. Η παραγωγή σφαιριδίων αλγινικού ασβεστίου και η μελέτη των ιδιοτήτων τους έχει ιδιαίτερη σημασία για τη χρήση τους ως φορείς βιοδραστικών ενώσεων για χορήγηση από το στόμα. Στην παρούσα εργασία, θα παρασκευαστούν υδρογέλες αλγινικού ασβεστίου, θα μελετηθεί η επίδραση των συνθηκών παρασκευής στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των υδρογελών καθώς και στο ποσοστό εγκλωβισμού βιοδραστικών ενώσεων με διαφορετική υδροφοβικότητα στις υδρογέλες και θα μελετηθεί η αποδέσμευση των βιοδραστικών ενώσεων από τις υδρογέλες σε συνθετικά βιολογικά υγρά. Από τα πειράματα σύνθεσης σφαιριδίων υδρογέλης του αλγινικού οξέος διαπιστώθηκε ότι το μέγεθος των σφαιριδίων της υδρογέλης του αλγινικού οξέος δεν επηρεάσθηκε από την συγκέντρωση του διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου. Για συγκεντρώσεις του αλγινικού οξέος μικρότερες του 1.5% κ.ό. δεν παρατηρήθηκε σχηματισμός διακριτών σφαιριδίων υδρογέλης του αλγινικού οξέος αλλά συσσωματώματα σφαιριδίων, ενώ για συγκεντρώσεις αλγινικού οξέος μεγαλύτερη ή ίση του 1.5% κ.ό. παρατηρήθηκε ο σχηματισμός διακριτών, σκληρών και συμπαγών σφαιριδίων υδρογέλης του αλγινικού οξέος. Επίσης η αύξηση του χρόνου παραμονής των σφαιριδίων υδρογέλης του αλγινικού οξέος στο διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου έδωσε περισσότερο ομοιόμορφες και με μεγαλύτερη σφαιρικότητα υδρογέλες. Μελετήθηκε η επίδραση της διαμέτρου της βελόνας έκχυσης του διαλύματος των αλγινικών στο διάλυμα του χλωριούχου ασβεστίου και βρέθηκε ότι τα σφαιρίδια υδρογέλης που παρασκευάσθηκαν με την χρήση βελόνα 23Gx1 είχαν λόγο πολύ κοντά στην μονάδα που υποδηλώνει ότι το σχήμα των σφαιριδίων αυτών είναι πολύ κοντά στο σφαιρικό. Τα πειράματα διόγκωσης των σφαιριδίων υδρογέλης του αλγινικού έγιναν α) σε διάλυμα HCl με συγκέντρωση ίση με 0.1Μ και pH=1.1 και β) σε ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών με pH = 5 7.4. Στα πειράματα διόγκωσης που έγιναν σε διάλυμα HCl 0.1Ν παρατηρήθηκε μια μικρή συρρίκνωση των σφαιριδίων υδρογέλης του αλγινικού οξέος, ενώ δεν παρατηρήθηκε καμία άλλη μεταβολή για χρονικό διάστημα 120h (5 ημέρες). Αντίθετα στα πειράματα διόγκωσης που έγιναν σε ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών με pH= 7.4 παρατηρήθηκε αρχικά διόγκωση τους η οποία έφθασε στο μέγιστο μετά από 90 min περίπου για να ακολουθήσει μείωση του μεγέθους των και πλήρης διάλυση αυτών μετά την πάροδο 3 ωρών. Επίσης μελετήθηκε η αποδέσμευση της βιοδραστικής ένωσης Nimesulide από τα σφαιρίδια υδρογέλης αλγινικών α) σε διάλυμα HCl με συγκέντρωση ίση με 0.1Μ και pH=1.1 και β) σε ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών με pH = 7.4. Στα πειράματα αποδέσμευσης της νιμεσουλίδης από τα σφαιρίδια υδρογέλης του αλγινικού οξέος που έγιναν σε διάλυμα 0.1Μ HCl διαπιστώθηκε αργή αποδέσμευση της νιμεσουλίδης, έφθασε το 50% μετά από 25 ώρες ενώ η κινητική ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι η αποδέσμευση ακολουθεί το κινητικό πρότυπο Higuchi. Στα πειράματα αποδέσμευσης της νιμεσουλίδης από τα σφαιρίδια υδρογέλης του αλγινικού οξέος που έγιναν σε ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών με pH= 7.4 διαπιστώθηκε ότι αποδέσμευση της νιμεσουλίδης, ξεπέρασε 70% μετά από 90 λεπτά ενώ η κινητική ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι η αποδέσμευση ακολουθεί το κινητικό πρότυπο μηδενικής τάξης.