Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Виллемсон Александр Леонидович

Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ
<
Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Виллемсон Александр Леонидович. Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.15, 03.00.23 : М., 2005 169 c. РГБ ОД, 61:05-2/568

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Амфифильные полимеры: строение и свойства 10

1.1. Строение амфифильных полимеров 10

1.2. Поведение амфифильных полимеров в растворах 12

1.3. Термодинамические аспекты ассоциации амфифильных полимеров 15

1.4. Комплексообразование амфифильных полимеров с ПАВ в водных растворах 16

1.5. Взаимодействие амфифильных полимеров с белками 1 8

ГЛАВА 2. Наночастицы на основе амфифильных полимеров 20

2.1. Основные типы полимерных наночастиц 20

2.2. Методы получения полимерных наночастиц из амфифильных полимеров 23

2.3. Получение наночастиц, содержащих БАВ и их свойства 26

ГЛАВА 3. Полимерные наносистемы для биомедицинских целей 32

3.1. Требования, предъявляемые к полимеру-носителю БАВ 32

3.1.1. Физико-химические свойства полимера 32

3.1.2. Биосовместимость 34

3.1.3. Биодеградируемость 3 5

3.2. Требования, предъявляемые к полимерным системам доставки БАВ 36

3.2.1. Состав полимерных систем доставки 36

3.2.2. Размер полимерных систем доставки 37

3.2.3. Скорость высвобождения БАВ 38

3.3. Примеры амфифильных полимеров и наночастиц с включенными БАВ 39

3.4. Поведение полимерных наносистем в организме при основных способах введения 43

3.5. Потенциальные области применения полимерных наночастиц в качестве систем доставки БАВ 46

3.5.1. Противораковая химиотерапия 46

3.5.2. Доставка белковых молекул 4 7

3.5.3. Лечение грибковых и бактериальных инфекций 49

3.5.4. Биомедицинская диагностика 49

ГЛАВА 4. Постановка задачи, объекты исследования 53

4.1. Амфифильные полимеры, используемые в работе 53

4.1.1. Амфифильные производные поли-И-винилпирролидона 53

4.1.2. Амфифильные производные декстрана 55

4.2. Биологически активные вещества, используемые в работе 58

4.2.1. Тамоксифен 58

4.2.2. Соевый ингибитор протеиназ типа Баумана-Бирк 59

ГЛАВА 5. Экспериментальная часть 62

5.1. Материалы и оборудование 62

5.1.1. Материалы 62

5.1.2. Оборудование 63

5.2. Определение содержания декстрана в образцах 63

5.2.1. Антроновый метод 64

5.2.2. Метод Дюбуа 64

5.3. Количественное определение ПВП 65

5.4. Определение критической концентрации агрегации 65

5.5. Получение поли-є-капролактоновьгх микрочастиц

методом нанопреципитации 66

5.6. Получение декстран-поли-е-капролактоновых микрочастиц эмульсионным методом 66

5.7. Получение наночастиц методом прямого растворения 66

5.7. 1. Получение ПВП-стеар наночастиц 66

5.7.2. Получение Dex-PCL наночастиц 67

5.8. Получение наночастиц диализным методом 67

5.9. Получение наночастиц эмульсионным методом 67

5.10. Изучение устойчивости дисперсии наночастиц 67

5.11. Изучение влияния ионной силы на агрегирование наночастиц 68

5.12. Деградация Dex-PCL наночастиц 68

5.12.1. Деградация декстраназой 68

5.12.2. Деградация липазой 69

5.13. Получение полимерных наночастиц, содержащих соевый ингибитор протеиназ типа Баумана-Бирк 69

5.14. Изучение кинетики высвобождения ВВІ из Dex-PCL наночастиц 70

5.15. Изучение кинетики высвобождения ВВІ

при деградации Dex-PCL наночастиц декстраназой 70

5.16.Определение активности ВВІ 70

5.16.1. Определение антитриптической активности 70

5.16.2. Определение антихимотриптической активности 71

5.17. Включение тамоксифена в наночастицы 72

5.18. Количественное определение тамоксифена спектрофотометрическим методом 72

5.19. Изучение кинетики высвобождения

тамоксифена из наночастиц 73

5.20. Электрофорез препаратов содержащих ВВІ в ПААГ 73

5.21. Хроматография смеси ВВІ и ПВП-стеар на Сефадексе 74

5.22. Гельпроникающая хроматография препаратов,

содержащих ВВІ 74

5.23. Вторая производная спектров УФ поглощения 74

5.24. Определение размеров частиц методом динамического светорассеяния 75

5.25. Измерение электрокинетического потенциала наночастиц 75

5.26. Световая оптическая микроскопия 75

5.27. Конфокальная лазерная сканирующая флуоресцентная микроскопия 76

5.28. Электронная микроскопия 76

5.28.1. Сканирующая электронная микроскопия 16

5.28.2. Трансмиссионная электронная микроскопия 76

5.28.3. Электронная микроскопия замороженных сколов 16

5.29. ЯМР спектроскопия 77

5.30. Изучение устойчивости агрегатов ПВП-стеар в присутствии сыворотки крови 77

5.31. Приготовление стандартных взвесей эритроцитов барана и кролика 77

5.32. Приготовление сенсибилизированных эритроцитов барана 78

5.33. Исследование литического действия препаратов на сенсибилизированные эритроциты барана 79

5.34. Определение влияния альбумина человека на литическое действие препаратов 79

5.35. Изучение влияния наночастиц на активацию системы комплемента 79

Результаты и их обсуждение 81

ГЛАВА 6. Изучение строения и свойств исследуемых полимеров 81

ГЛАВА 7. ПВП-стеар И DEX-PCL наночастицы: получение и свойства 91

7.1. Получение полимерных наночастиц 91

7.2. Характеристика полимерных наночастиц 94

7.2.1. Размер наночастиц 94

7.2.2. Электрокинетический потенциал наночастиц 100

7.2.3. Изучение структуры полученных наночастиц методом Н-ЯМР спектроскопии высокого разрешения 102

7.2.4. Изучение структуры Dex-PCL наночастиц методом электронной микроскопии замороженных сколов 107

7.3. Устойчивость дисперсий наночастиц 107

7.3.1. Агрегативная устойчивость 109

7.3.2. Устойчивость к нагреванию 113

ГЛАВА 8. Ферментативная деградация dex-pcl наночастиц 116

8.1. Деградация наночастиц декстраназой 116

8.2. Деградация наночастиц липазами 123

ГЛАВА 9. Наночастицы пвп-стеар и dex-pcl с включенными бав 129

9.1. Dex-PCL микрочастицы с включенным

флуоресцентным красителем 129

9.2. Наночастицы с включенным ВВІ 130

9.2.1. Включение ВВІ в Dex-PCL наночастицы 130

9.2.2. Включение ВВІ и его гидрофобизованных

производных в ПВП-стеар наночастицы 134

9.3. Наночастицы с включенным тамоксифеном 139

9.3.1. Включение тамоксифена в Dex-PCL наночастицы 139

9.3.2. Включение тамоксифена в ПВП-стеар наночастицы 143

ГЛАВА 10. Взаимодействие наночастиц с компонентами крови 146

Выводы 152

Список литературы

Введение к работе

В последние годы в науке сформировалось и интенсивно развивается новое направление - супрамолекулярная химия. В центре ее внимания находятся системы, способные к самоорганизации, т.е. обладающие возможностью спонтанно образовывать определенную структуру путем самосборки компонентов в супрамолекулярные ансамбли. Формирование таких структур осуществляется по принципу молекулярного узнавания за счет образования различных нековалентных взаимодействий: электростатических, гидрофобных, а также образования водородных связей. На основе использования этого принципа формируются новые подходы к созданию современных материалов, к процессам превращения и сохранения энергии, к медицинской диагностике и терапии.

Разработка методов создания супрамолекулярных структур нанометровых размеров является одной из важнейших задач современной химии. Известно, что амфифильные полимеры способны формировать самоорганизующиеся наноструктуры за счет наличия в их цепи гидрофобных и гидрофильных фрагментов. Варьируя химическое строение синтезируемых макромолекул, природу и распределение функциональных групп, удается эффективно управлять процессом молекулярной сборки, добиваясь получения сложных регулярных наноструктур различного строения, обладающих уникальными свойствами.

В настоящее время наносистемы, созданные на основе амфифильных полимеров, вызывают все возрастающий интерес в фармакологии, так как они представляют один из видов терапевтических систем и способны транспортировать лекарственные вещества внутрь клеток. При циркуляции таких носителей содержащееся в них биологически активное вещество (БАВ) защищено от инактивации, а действие лекарственного препарата пролонгируется. Кроме того, наносистемы доставки БАВ на основе амфифильных полимеров имеют следующие преимущества: 1) быстрое и

воспроизводимое получение в больших количествах, 2) возможность включения плохорастворимых в воде веществ, 3) регулирование накопления препарата в различных органах и тканях организма в зависимости от размера частиц.

В этой связи, очевидно, что разработка и исследование наносистем доставки БАВ на основе амфифильных полимеров является актуальным и перспективным направлением современной биотехнологии.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Поведение амфифильных полимеров в растворах

Поведение амфифильных полимеров в растворах определяется строением их блоков, а также термодинамическими качествами растворителя по отношению к составляющим сополимер блокам. Предпочтительное сродство растворителя к одному из блоков усиливает внутримолекулярное фазовое распределение. Обобщая экспериментальные данные, можно построить концентрационную фазовую диаграмму системы амфифильный полимер - селективный растворитель (рис. 2) [18].

При очень низких концентрациях амфифильных полимеров в растворах (менее 0,1%) образуются мономолекулярные ассоциаты. В диапазоне от 0,1 до 20-60% (в зависимости от природы компонентов) в растворе уже существуют мультимолекулярные ассоциаты. При более высокой концентрации образуются упорядоченные периодические структуры, которые в силу высокой пространственной организации часто называют суперрешетками [18].

В разбавленных растворах амфифильные полимеры молекулярно диспергированы в растворе, о чем свидетельствуют величины молекулярного веса, определенные методами светорассеяния и осмометрии. Однако уже в этой области концентраций, вследствие несовместимости блоков, наблюдается микрофазовое внутримолекулярное разделение - сегрегация. В растворителях, проявляющих сродство к одному из блоков, менее растворимый блок плотно сворачивается. Для таких систем было введено понятие «мономолекулярной мицеллы», в которой свернутый на себя блок образует ядро частицы, а другой блок внешнюю оболочку, таким образом удерживая частицу в растворе (рис. 3) [19].

Молекулы в растворе Мономолекулярная мицелла

Свойства разбавленных растворов амфифильных полимеров связаны с конформационными и термодинамическими параметрами цепи, которые определяются контактами цепей блоков амфифильного полимера: гомоконтактами (А—А, В—В) и гетероконтактами (А—В). Количественной мерой степени сегрегации может быть выбрано число гетероконтактов между блоками А и В. Показано, что число гетероконтактов уменьшается, т.е. степень сегрегации увеличивается при увеличении несовместимости блоков (ХАВ)- При заданной величине Хлв степень сегрегации тем больше, чем больше молекулярный вес амфифильного полимера [20].

В диапазоне концентраций от 0,1 до 20-60% сегрегация становится все более и более выраженной, структура ассоциатов молекул амфифильного полимера становится сравнимой со структурой ассоциатов ПАВ, и в растворе появляются полимолекулярные ассоциаты, как правило, нанометровых размеров (рис. 4).

Литературные данные свидетельствуют о способности к самоорганизации амфифильных блок сополимеров различной природы: полимолочная кислота - ПЭГ [21], поли Р-бензил-Ь-глутамат - ПЭО [22,23], поли у-бензил-Ь-глутамат - ПЭГ [24], ПЭО - ППО [25] и др.

При дальнейшем увеличении общего содержания амфифильных полимеров в системе (или, что то же, при уменьшении содержания воды) уменьшается подвижность частиц и происходит их сцепление, в первую очередь концевыми участками, при этом образуется система с упорядоченным расположением макромолекул, обладающая оптической анизотропией и механическими свойствами, промежуточными между истинными жидкостями и твердыми телами. Подобные регулярные периодические структуры, имеющие трехмерную упорядоченную организацию, часто называют жидкими кристаллами. При дальнейшем удалении дисперсионной среды система переходит в твердую макрофазу — кристаллы или кристаллогидраты [26].

Практический интерес также представляют системы, содержащие полиэлектролиты. В отличие от систем, содержащих гибкоцепные неионные полимеры, полиэлектролиты имеют ионогенные функциональные группы, распределенные по макроцепи. Кулоновское взаимодействие между заряженными группами зависит от их плотности, степени ионизации, величины эффективного заряда и ГЛБ макромолекулы [27]. В области pi макроионы в целом, электронейтральны, и их самоассоциация будет возможна при условии, что энергия, приходящаяся на один макроион, вырастает до величины порядка КБТ. Увеличению этой энергии способствует гидрофобизация макроионов, которая реализуется при дегидратации его гидрофильных групп, расположенных во внешней, находящейся в контакте с водной фазой, области макроиона [28].

1.3. Термодинамические аспекты ассоциации амфифильных полимеров

Термодинамические аспекты самоорганизации амфифильных полимеров, в принципе, абсолютно схожи с такими же процессами для низкомолекулярных амфифильных молекул. Образование организованных систем в объеме раствора происходит самопроизвольно, при достижении концентрации полимера некоторого критического значения - критической концентрации ассоциации (ККА) (в случае мицелл - критической концентрации мицеллообразования (ККМ)). Наибольший вклад в силы ассоциации вносит уменьшение свободной энергии системы за счет слипания гидрофобных частей молекулы и высвобождения молекул воды. Однако в отличие от низкомолекулярных амфифильных веществ образование полимерных частиц происходит при очень низких значениях ККА [29]. Схематически образование полимолекулярных ассоциатов в растворе блок сополимеров (БС) представлено на рис. 5.

Методы получения полимерных наночастиц из амфифильных полимеров

ПН из амфифильных полимеров могут быть получены различными способами, среди них основными являются: метод прямого растворения (диспергирования), диализ, и эмульсионный метод (нанопреципитация) [59]. Для получения ПН методом прямого растворения амфифильные полимеры непосредственно растворяют в водной фазе при комнатной температуре или при нагревании раствора, с концентрацией полимера много выше ККА. К наноколлоидам получаемым данным методом можно отнести наночастицы, наносферы, мицеллярные системы. Важно отметить, что этот метод получения применим для хорошо растворимых в воде сополимеров, таких как плюроники, и других сополимеров аналогичного строения [60].

Образование наночастиц при использовании данного метода происходит самопроизвольно в результате диспергирования макрофазы на частицы коллоидных размеров. Термодинамическое условие самопро-извольного диспергирования описывается выражением: ad РкБТ, где d -диаметр частиц, a - поверхностное натяжение на границе дисперсная фаза/дисперсионная среда, Р - коэффициент, учитывающий форму частиц и изменение энтропии системы при диспергировании за счёт вовлечения частиц в тепловое движение (JB = 15 - 30), кБ - постоянная Больцмана, Т -температура. Из этого следует, что для образования систем наночастиц необходимо достаточно сильное снижение поверхностного натяжения -примерно до 10 -10" мДж/м [61]. Причины, вызывающие образование самоорганизованных структур, в значительной степени зависят от природы жидкой фазы и природы самой молекулы амфифильного полимера. В водных растворах процессы самоорганизации обусловлены общим возрастанием энтропии системы dS 0, которое складывается из изменения энтропии дисперсной фазы dSd и изменения энтропии дисперсионной среды dSm. В этом случае локальное уменьшение энтропии молекул сополимеров в процессах мицеллообразования и агрегации перекрывается возрастанием энтропии молекул воды и общим изменением энтропии системы dS 0 [62].

Как показано в большом количестве публикаций, наночастицы из амфифильных полимеров, полученные методами прямого растворения или методами диализа, представляют собой преимущественно сферические образования, однако не исключается существование и других форм морфологии наночастиц [63] (см. 2.1.). При этом молекулы, входящие в состав наночастиц, постоянно находятся в динамическом равновесии с объёмом раствора. Степень гидратации полярных групп, структура гидратного слоя, а также структура внутреннего ядра зависят от природы используемого амфифильного полимера [64].

Наночастицы из сополимеров с очень низкой растворимостью в воде обычно получают диализным методом. Для этого растворяют полимеры в смеси воды и смешиваемых с водой органических растворителей (ДМСО, ДМФА, ацетонитрил, тетрагидрофуран) и осуществляют диализ этой смеси относительно воды [46].

Для получения наночастиц (главным образом наносфер, нанокапсул и нанокристаллов) эмульсионным методом (для нанокапсул это метод двойного эмульгирования), амфифильный полимер растворяют в органическом растворителе, добавляют водную фазу для получения эмульсии, стабилизированной амфифильным полимером. При получении наноэмульсии, как правило, размер капель эмульсии уменьшают при помощи ультразвука. Органический растворитель удаляют из раствора наноэмульсии, при этом в водной фазе могут образовываться как аморфные, так и кристаллические ультрадисперсные наночастицы [65]. Схема получения наночастиц эмульсионным методом показана на рис. 10. Эмульсионный метод получения наночастиц, как и метод диализа, используют для полимеров с сильно выраженными гидрофобными свойствами.

Отметим, что эмульсии - это, как правило, термодинамически нестабильные изотропные дисперсии двух несмешивающихся жидкостей. При смешивании таких жидкостей капли одной из них, как правило, стабилизированы межфазной плёнкой входящих в состав системы ПАВ, в качестве которых выступают молекулы амфифильных полимеров. Временная термодинамическая стабильность таких систем обусловлена снижением межфазного натяжения при введении в систему амфифильного полимера, которое по литературным данным может составлять КГ4- 1(Г5 мДж/м2 [61]. В зависимости от того, какая фаза является дисперсной, а какая непрерывной, эмульсии могут быть прямыми - масло в воде (м/в) или обратными - вода в масле (в/м). Возможно также получение эмульсий типа вода в масле в воде (в/м/в). (Термин «масло» в данном случае означает неполярную органическую жидкость).

Требования, предъявляемые к полимерным системам доставки БАВ

Система доставки лекарственных препаратов должна обладать определенным набором свойств. Во-первых, такая система должна отличаться высокой степенью чистоты и гомогенности, как по составу, так и по размеру частиц. Во-вторых, выбранная система доставки должна быть полностью биосовместима, т. е. не вызывать каких-либо нежелательных побочных реакций ни в месте введения, ни в организме в целом, причем продукты ее биодеградации также должны быть биологически инертными. В-третьих, высвобождение БАВ должно протекать с требуемой скоростью. Поискам и изучению свойств полимерных систем доставки лекарственных средств, отвечающих перечисленным требованиям, посвящено много исследований в нашей стране и за рубежом. Рассмотрим основные требования, предъявляемые к полимерным системам доставки БАВ.

Клиренс и распределение ПН в тканях могут зависеть от состава ПН. Важную роль в биораспределении частиц играют такие параметры, как степень гидрофильности/гидрофобности частицы, поверхностный заряд и стабильность. Повышение гидрофильности частиц приводит к уменьшению их захвата макрофагами и фагоцитозными клетками, уменьшает вероятность связывания с белками сыворотки крови, что приводит к увеличению времени циркуляции в крови [94, 95]. При исследовании влияния заряда на распределение частиц в организме показано, что частицы, не обладающие поверхностным зарядом, в меньшей степени захватываются макрофагами, по сравнению с положительно или отрицательно заряженными частицами [96, 97]. Также показано, что отрицательно заряженные частицы в отличие от нейтрально заряженных, быстрее выводятся из кровотока, и более эффективно захватываются клетками печени и селезенки, в то время как положительно заряженные частицы сначала накапливаются в легких, а позже переносятся в клетки печени и селезенки [98]. Нейтральные ПН имеют промежуточную скорость выведения [99]. Таким образом, включение лекарственных препаратов низкой полярности в коллоидные структуры с определенным размером частиц, приводящее к увеличению гидрофильности препаратов, может быть одним из методов повышения их биодоступности.

Литературные данные свидетельствуют, что распределение коллоидных систем в организме, прежде всего, зависит от размера образующих их частиц [100,101]. Частицы с диаметром большим, чем 1 - 7,0 мкм, или частицы с меньшим размером, но которые при этом агрегируют между собой за счет различного рода взаимодействий с образованием крупных ассоциатов ( 7,0 мкм), в основном, накапливаются в легких. Частицы, размер которых составляет (0,01- 7,0 мкм) активно захватываются фагоцитозными моноядерными клетками ретикулоэндотелиальной системы, клетками печени, селезенки и костного мозга [101]. Причем показано, что с уменьшением размера частиц, эффективность их захвата клетками костного мозга значительно возрастает [102]. Как правило, при создании полимерных систем доставки лекарственных препаратов стараются получить небольшие частицы (менее 100 нм) с узким распределением по размерам. Уменьшение размера полимерных частиц имеет следующие преимущества. При уменьшении размера возможно внутривенное введение. Внутримышечное и подкожное введение также требуют малых размеров частиц. В случае малых частиц минимизируется реакция раздражения в месте введения. Канцерогенные эффекты также во многом зависят от размера частиц [100-103].

Как правило, для полимерных наночастиц, их размер больше диаметра пор капилляров, и, соответственно, объем их распределения в организме ограничивается методом введения. Например, при внутривенном введении они не выходят за пределы кровотока, т.е. должны плохо проникать в органы и ткани [104, 105]. При этом резко понижается токсическое действие субстанции, ассоциированной с наночастицами. Это свойство служит основой для направленной доставки химиотерапевтических препаратов в большие опухоли и очаги воспаления, так как капилляры, снабжающие эти области кровью, сильно перфорированы [106]. Указанное явление получило название пассивное нацеливание.

Скорость выхода БАВ из наночастиц, зависит от концентрации полимера в исходной смеси и массового соотношения между активным веществом и полимером. При иммобилизации БАВ на носителе, который деградирует под действием физиологических условий, возможно выделение в окружающую среду БАВ, как в свободном виде, так и вместе с перешедшим в раствор фрагментом носителя. Скорость выделения БАВ будет определяться скоростью разрушения носителя. Препараты такого типа оказались очень удобными для иммобилизации тромболитических ферментов [107]. Наносферические препараты фибринолизина, стрептокиназы и урокиназы были использованы для растворения тромба в бедренной артерии экспериментального животного

Амфифильные производные поли-И-винилпирролидона

Широкие возможности открывает синтез сополимеров ПВП. Так, недавно, в лаборатории профессора М.И. Штильмана (РХТУ им. Д.И. Менделеева), был синтезирован амфифильный ПВП. При синтезе амфифильных производных ПВП, содержащих концевые неполярные группы, использовали метод, заключающийся в проведении радикальной полимеризации соответствующих мономеров в присутствии инициаторов, распадающихся с образованием первичных радикалов, и передатчиков радикалов, генерирующих под действием этих первичных радикалов новые радикалы, инициирующие рост цепи [191]. В качестве передатчиков-инициаторов использовали меркаптаны, содержащие помимо меркаптогруппы дополнительную функциональную группу. Например, меркаптоуксусная кислота и 2-меркаптоэтиламин позволяют ввести в полимер, соответственно, концевую карбоксильную и аминогруппы. Несмотря на высокую способность меркаптанов к обрыву цепи, при их введении в реакционную смесь в небольших количествах, могут быть получены, с достаточно высоким выходом, низкомолекулярные полимеры с молекулярными массами (Мп) от 600 до 9000. Полученные полимеры содержат одну концевую функциональную группу, что подтверждают соответствием молекулярных масс полимеров, определенных по содержанию в них концевых групп, и, альтернативно, методом эбуллиоскопии [192] (таблица 4). Полимеры винилпирролидона с концевыми функциональными группами [192]

Мп - Среднечисловая молекулярная масса, определенная по концевым группам; Мп - Среднечисловая молекулярная масса, определенная эбулиоскопически; п- число звеньев в цепи.

Введение концевой стеароильной группы проводят обработкой карбоксил содержащих полимеров стеариламином в присутствии N,N4-дициклогексилкарбодиимида с образованием К, Г-дициклогексил мочевины, а аминосодержащих - стеароилхлоридом. Образование амфифильного производного ПВП, содержащего концевую стеароильную группу (ПВП-стеар), представлено следующей схемой [192]:

Как уже отмечалось, с точки зрения пригодности для использования в медицине, наиболее перспективными представляются носители на основе природных полисахаридов. Полисахариды - широко распространенная группа полимеров, применяемых в качестве носителей для различных классов природных веществ. Среди таких соединений в первую очередь следует упомянуть декстраны, целлюлозу, крахмал, и агарозу, а также производные на их основе. Особое внимание привлекают декстраны, поскольку такие носители являются полностью биосовместимыми и биодеградируемыми и легко удаляются из организма после выполнения своей функции. Именно на таких носителях получена подавляющая часть растворимых стабилизированных БАВ медицинского назначения [193]. Декстраны нашли широкое применение в качестве кровезаменителей. При приготовлении «клинических декстранов» (в нашей стране - полиглюкина) производят их частичную деполимеризацию, доводя их молекулярную массу до 50 000 - 100 000 Да. Декстраны проявляют антигенные свойства. Сульфатированные декстраны предложены в качестве антикоагулянтов [193]. Недавно в лаборатории профессора П. Куврера, университета Париж-Юг 11, (Франция) был синтезирован амфифильный декстран-поли-є-капролактон (Dex-PCL), содержащий 10, 23 и 33% цепей декстрана. Предварительно было получено низкомолекулярное производное PCL ( 2100 Да) методом некатализируемой открытой цепной полимеризации є-капролактона. Затем данный полимер был присоединен к гидроксильным группам декстрана с использованием карбонилдиимидазола в качестве агента, активирующего концевую карбоксильную группу полимера. Молекулярная масса используемого декстрана составляла 6000 Да. Схема синтеза данного полимера предствалена на рис. 12. Структура полученных полимеров была подтверждена методом ЯМР спектроскопии высокого разрешения на ядрах С13. Также полученные полимеры были охарактеризованы методом гельпроникающей хроматографии. В качестве стандартов для определения молекулярной массы использовали полистирол и универсальную калибровку. В качестве подвижной фазы использовался К,Ы-диметилацетамид. При этом количество привитых PCL групп рассчитывалось, исходя из молекулярных масс полимеров и молекулярной массы, определенной в ходе хроматографии [194]. В полученных полимерах содержание декстрана относится к количеству поликапролактона как 1:9, 1:8, 1:7.

Похожие диссертации на Наносистемы на основе амфифильных полимеров для доставки биологически активных веществ