📄Работа №54495

Тема: МИКРОСФЕРИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ ТВЕРДОЙ ДИСПЕРСИИ ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОНА К29-32 С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ИНГАЛЯЦИОННОГО ВВЕДЕНИЯ

📝
Тип работы Бакалаврская работа
📚
Предмет физика
📄
Объем: 28 листов
📅
Год: 2017
👁️
Просмотров: 159
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1 Ингаляционная система доставки лекарственных препаратов 6
1.2 Твердые дисперсии лекарственных средств с полимерами 7
1.3 ПВП и его использование в доставке лекарственных препаратов 8
1.4 Применение метода распылительной сушки для получения
микрочастиц 9
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 12
2.1 Материалы
2.2 Приготовление физической смеси 12
2.3 Совмещенная термогравиметрия, дифференциальная сканирующая
калориметрия и масс-спектроскопия (ТГ/ДСК/МС) 12
2.4 Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) 13
2.5 Рентгеновская порошковая дифракция.
2.6 Предельная растворимость фенацетина 13
2.7 Исследование вязкостных характеристик растворов ПВП 14
2.8 Проведение распылительной сушки.
2.9 Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) анализ
твердых образцов 15
2.10 Морфологии микрочастиц 15
2.11 Содержание лекарственного препарата в микрочастицах 15
2.12 Кинетика высвобождения фенацетина из композитов 16
З.1 Результаты термоанализа исходных соединений и их физических смесей
3.2 PXRD исходных соединений и их физических смесей
3.3. Термодинамика растворения фенацетина 23
3.4 Исследование вязкости раствора ПВП 24
3.5 Физико-химические свойства твердой дисперсии фенацетина,
высушенной распылением 25
3.5.1 Содержание растворителя в микрочастицах 26
3.5.2 Дифференциальная сканирующая калориметрия 27
3.5.3 PXRD микрочастиц 28
3.5.4 FT1R спектроскопия микрочастиц 30
3.5.5 Форма и распределение микрочастиц по размерам 31
3.5.6 Содержание лекарственного препарата 34
3.6. Кинетика растворения лекарственного препарата 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39


📖 Введение

Ингаляционное введение является перспективной альтернативой инвазивным способам введения лекарственных препаратов. Для получения идеального лекарственного аэрозоля его частицы должны иметь диаметр в диапазоне от 1 до 3 мкм. Использование микросферических частиц твердых дисперсий позволяет обеспечить повышенную биодоступность плохо растворимых в воде лекарственных препаратов за счет солюбилизации. В настоящей работе на основании данных, полученных с помощью методов ДСК, PXRD, вискозиметрии, оптимизированы параметры проведения распылительной сушки для получения микросферических частиц твердых дисперсий поливинилпирролидона К29-32 с модельным гидрофобным лекарственным препаратом - фенацетином. Диаметр полученных частиц находится в диапазоне 1-3 мкм. Установлено, что при массовом соотношении полимер: фенацетин 5:1 энергия Гиббса растворения смеси в воде становится отрицательной. Показано что оптимальным распределением по размеру для использования в ингаляционной доставке обладают микросферические частицы твердых дисперсий, полученные с применением распылительного колпачка с размером отверстий 7.0 мкм. Обнаружено, что время высвобождения фенацетина из полученных микросферических частиц твердых дисперсий значительно меньше, чем для лекарственного препарата. С помощью метода порошковой дифрактометрии показано, что фенацетин сохраняет аморфное состояние в микросферических частицах в течение 4 месяцев. В результате стратегическое применение процесса распылительной сушки может быть выгодным для фенацетина и других слаборастворимых лекарственных средств для улучшения их фармацевтических свойств.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

На основании данных ДСК и PXRD было установлено, что оптимальное соотношение ПВП:РНЕ составляет 5:1 по массе. При этом соотношении не фиксируется кристаллическая фаза лекарственного препарата, температура стеклования полимера значительно превышает температуру проведения распылительной сушки и энергия Гиббса растворения фенацетина в воде имеет отрицательное значение. На основании данных по вязкости раствора поливинилпирролидона К29-32 в этаноле была оптимизирована его концентрация, которая составила 2.5% w/v.
Полученные с помощью распылительной сушки микросферические частицы твердых дисперсий поливинилпирролидона К29-32 с модельным гидрофобным лекарственным препаратом - фенацетином, были охарактеризованы набором физико-химических методов: СЭМ, ДСК, PXRD, FTIR. Установлено, что режим проведения распылительной сушки позволяет получать микрочастицы с относительно низким остаточным содержанием растворителя, в которых фенацетин находится в аморфном состоянии не менее 4 месяцев. Оптимальным распределением по размеру, для использования в ингаляционной доставке, обладают частицы, полученные с помощью распылительной головки с размером отверстий 7.0 мкм. Было обнаружено, что процентное содержание лекарственного препарата в микрочастицах является превосходным и приблизительно соответствует теоретическим значениям, что свидетельствует об отсутствии деградации лекарственного средства в процессе обработки.
Данные по кинетике растворения фенацетина показывают, что скорость высвобождения фенацетина из микросферических частиц твердых дисперсий позволяет использовать такие системы для ингаляционной доставки лекарственных препаратов с малым временем достижения максимальной концентрации.
Результаты проведенного исследования могут быть полезны при оптимизации проведения процесса распылительной сушки для получения микросферических частиц твердой дисперсии слаборастворимых лекарственных средств с возможностью ингаляционной доставки и повышенной биодоступностью.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

[1] Loira-Pastoriza, С., Todoroff, J., Vanbever, R., 2014. Delivery strategies for sustained drug release in the lungs. Adv. Drug Deliv. Rev. 75, 81-91.
[2] Patton, J.S., Fishbum, C.S., Weers, J.G., 2004. The lungs as a portal of entry for systemic drug delivery. Proc. Am. Thorac. Soc. 1, 338-344.
[3] Patton, J.S., Byron, P.R., 2007. Inhaling medicines: delivering drugs to the body through the lungs. Nat. Rev. Drug Discov. 6, 67-74.
[4] Wearley, L.L., 1991. Recent progress in protein and peptide delivery by non-invasive routes. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 8, 1331-1394.
[5] Lee, W.H., Loo, C.Y., Traini, D., Paul M., 2015. Young Inhalation of nanoparticle-based drug for lung cancer treatment: Advantages and challenges. Asian J. Pharm. Sci. 10, 481-489.
[6] Patton, J.S., 1996. Mechanisms of macromolecule absorption by the lungs. Adv. Drug Deliv. Rev. 19, 3-36.
[7] Chrystyn, H., 1997. Is total particle dose more important than particle distribution? Respir. Med. 91, 17-19.
[8] Tena, A.F., Clara, P.C., 2012. Deposition of Inhaled Particles in the Lungs. Arch. Bronconeumol. 48, 240-246.
[9] Agu, R.U., Ugwoke, M.I., Armand, M., Kinget, R., Verbeke, N., 2001. The lung as a route for systemic delivery of therapeutic proteins and peptides. Respir. Res. 2, 198-209.
[10] Rudt, S., Muller, R., 1992. In vitro phagocytosis assay of nanoparticles and microparticles by chemiluminescence. 1. Effect of analytical parameters, particle size and particle concentration. J. Control. Release. 22, 263-271.
[11] Siekmeier, R., Scheuch, G., 2008. Systemic treatment by inhalation of macromolecules - principles, problems, and examples. J. Physiol. Pharmacol. 6, 53-79.
[12] Niven, R.W., 1995. Delivery of biotherapeutics by inhalation aerosol. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 12, 151-231.
[13] Washington, N., Washington, C., Wilson, C.G., 2001. Physiological pharmaceutics. Barriers to drug absorption, second ed. Taylor and Francis, London.
[14] Kawabata, Y., Wada, K., Nakatani, M., Yamada, S., Onoue, S., 2011. Formulation design for poorly water-soluble drugs based on biopharmaceutics classification system: basic approaches and practical applications. Int. J. Pharm.
420, 1-10.
[15] Lipinski, C.A., 2002. Poor aqueous solubility - an industry wide problem in drug discovery. Am. Pharmaceut. Rev. 5, 82-85.
[16] Baghel, S., Cathcart, H., O'Reilly, N.J., 2016. Polymeric amorphous solid dispersions: a review of amorphization, crystallization, stabilization, solid-state characterization, and aqueous solubilization of biopharmaceutical classification system class II drugs. J. Pharm. Sci. 105, 2527-2544.
[17] Onoue, S., Kojo, Y., Aoki, Y., Kawabata, Y., Yamauchi, Y., Yamada, S.,
2012. Physicochemical and pharmacokinetic characterization of amorphous solid dispersion of tranilast with enhanced solubility in gastric fluid and improved oral bioavailability. Drug Metab. Pharmacokinet. 27, 379-387.
[18] Biihler, V., 2005. Polyvinylpyrrolidone excipients for pharmaceuticals. Povidone, crospovidone and copovidone. Springer-Verlag, Berlin.
[19] Kadajji, V.G., Betageri, G.V., 2011. Water soluble polymers for pharmaceutical applications. Polymers. 3, 1972-2009.
[20] Ambike, A.A., Mahadik, K.R., Paradkar, A., 2005. Spray-dried amorphous solid dispersions of simvastatin, a low tg drug: in vitro and in vivo evaluations. Pharm. Res. 22, 990-998.
[21] Frizon, F., Eloy, J.O., Donaduzzi, C.M., Mitsui, M.L., Marchettia, J.M.,
2013. Dissolution rate enhancement of loratadine in polyvinylpyrrolidone K-30 solid dispersions by solvent methods. Powder Technol. 235, 532-539.
[22] Paradkar, A., Ambike, A.A., Jadhav, B.K., Mahadik, K.R., 2004. Characterization of curcumin-PVP solid dispersion obtained by spray drying. Int. J. Pharm. 271, 281-286.
[23] Patel, R.P., Patel, D.J., Bhimani, D.B., Patel, J.K, 2008. Physicochemical characterization and dissolution study of solid dispersions of furosemide with polyethylene glycol 6000 and polyvinylpyrrolidone K30. Dissolution Technol. 15, 17-25.
[24] Paudel, A., Humbeeck, J.V., Mooter, G.V., 2010. Theoretical and experimental investigation on the solid solubility and miscibility of naproxen in poly(vinylpyrrolidone). Mol. Pharm. 7, 1133-1148.
[25] Saluja, H., Mehanna, A., Panicucci, R., Atef, E., 2016. Hydrogen bonding: between strengthening the crystal packing and improving solubility of three haloperidol derivatives. Molecules. 21,719.
[26] Ng, C.L., Lee, S.E., Lee, J.K., Kim, T.H., Jang, W.S., Choi, J.S., Kim, Y.H., Kim, J.K., Park, J.S., 2016. Solubilization and formulation of Chrysosplenol C in solid dispersion with hydrophilic carriers. Int. J. Pharm. 512, 314-321.
[27] Escamilla-Rivera, V., Uribe-Ramirez, M., Gonzalez-Pozos, S., Lozano, O., Lucas, S., De Vizcaya-Ruiz, A., 2016. Protein corona acts as a protective shield against Fe304-PEG inflammation and ROS-induced toxicity in human macrophages. Toxicol. Let. 240, 172-184.
[28] Zhi, X., Fang, H., Bao, C., Shen, G., Zhang, J., Wang, K., Guo, S., Wan, T., Cui, D., 2013. The immunotoxicity of graphene oxides and the effect of PVP- coating. Biomaterials. 34, 5254-5261.
[29] Byron, P.R., Patton, J.S., 1994. Drug delivery via the respiratory tract. J. Aerosol Med. 7, 49-75.
[30] Hussain, A., Arnold, J.J., Khan, M.A., Ahsan, F., 2004. Absorption enhancers in pulmonary protein delivery. J. Control. Release. 94, 15-24.
[31] Kumar, P.R., Abraham, A., 2016. PVP - coated naringenin nanoparticles for biomedical applications - In vivo toxicological evaluations. Chem. Biol. Interact. 257, 110-118.
[32] Rebel, A., Lenz, C., Krieter, H., Waschke, K.F., VanAckern, K., Kuschinsky, W., 2001. Oxygen delivery at highblood viscosity and decreased arterial oxygen content to brains of conscious rats. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 280, 2591-2597.
[33] Robinson, B.V., Sullivan, F.M., Borzelleca, J.F., Schwartz, S.L., 1990. PVP — a critical review of the kinetics and toxicology of Polyvinylpyrrolidone (Povidone). Lewis Publishers, Chelsea.
[34] Singleton AO Jr., 1953. The use of Polyvinylpyrrolidone as a plasma volume expander in preventing or combating shock. Tex. Rep. Biol. Med. 11, 138— 143.
[35] Broadheadl, J., Edmond Rouan, S.K., Rhodes, C.T., 1992. The spray drying of pharmaceuticals. Drug Dev. Ind. Pharm. 18, 1169-1206.
[36] Tseng, Y.C., Linehan, B., Ng, K.J., Smith, D.M., Markert, M., Patel, M., Guth, B., Fryer, R.M., 2016. Cardiovascular safety pharmacology studies in dogs enabled for a poorly soluble molecule using spray-dried dispersion: impact on lead selection. Int. J. Pharm. 512, 137-146.
[37] Watanabe, M., Okada, M., Kudo, Y., Tonori, Y., Niitsuya, M., Sato, T., Aizawa, Y., Kotani, M., 2002. Differences in the effects of fibrous and particulate titanium dioxide on alveolar macrophages of Fischer 344 rats. J. Toxicol. Environ. Health A. 65, 1047-1060.
[38] Gharsallaoui, A., Roudaut, G., Chambin, O., Voilley, A., Saurel, R., 2007. Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients: An overview. Food Res. Int. 40,1107-1121.
[39] Miller, D.A., Ellenberger, D., Gil, M., 2016. Spray-drying technology,
in: Williams, R.O. Ill, Watts, A.B., Miller, D.A., (Eds.), Formulating Poorly Water Soluble Drugs, second ed. Springer International Publishing AG, Cham, pp. 437521. •
[40] Beck-Broichsitter, M., Schweiger, C., Schmehl, T., Gessler, T., Seeger,
W., Kissel, T., 2012. Characterization of novel spray-dried polymeric particles for controlled pulmonary drug delivery. J. Control. Release. 158, 329-335.
[41] Jablczynska, К., Janczewska, M., Kulikowska, A., Sosnowski, T.R., 2015. Preparation and characterization of biocompatible polymer particles as potential nanocarriers for inhalation therapy. International Journal of Polymer Science. 2015, 8.
[42] Lee, S.H., Heng, D., Ng, W.K., Chan, H.K., Tan, R.B., 2011. Nano spray drying: a novel method for preparing protein nanoparticles for protein therapy. Int.
j. Pharm. 403, 192-200.
[43] Li, X., Anton, N., Arpagaus, C., Belleteix, F., Vandamme, T.F., 2010. Nanoparticles by spray drying using innovative new technology: the Btichi nano spray dryer B-90. J. Control. Release. 147, 304-310.
[44] Nandiyanto, A.B.D., Okuyama, K., 2011. Progress in developing spraydrying methods for the production of controlled morphology particles: from the nanometer to submicrometer size ranges. Adv. Powder Technol. 22, 1-19.
[45] Bonfiglio, R., King, R.C., Olah, T.V., Merkle, K., 1999. The effects of sample preparation methods on the variability of the electrospray ionization response for model drug compounds. Rapid Commun. Mass Spectrom. 13, 11751185.
[46] Gerasimov, A.V., Ziganshin, M.A., Gorbatchuk, V.V., Usmanova, L.S., 2013b. Formation of solid dispersion of PEG-1000 with phenacetin according to differential scanning calorimetry. Der Pharma Chemica. 5, 149-155.
[47] Ono, N., Hirayama, F., Arima, H., Uekama, K., Rytting, J.H., 2002. Model analysis for oral absorption of a Drug/Cyclodextrin complex involving competitive inclusion complexes. J. Inch Phenom. Macro. 44, 93-96.
[48] Gerasimov, A.V., Ziganshin, M.A., Gorbatchuk, V.V., 2013a A calorimetric study of the formation of Phenacetin solid dispersions with PEG-1400 and Pluronic F127. World Appl. Sci. J. 24, 920-927.
[49] Ziganshin, M.A., Bikmukhametova, A.A., Gerasimov, A.V., Gorbatchuk, V.V., Ziganshina, S.A., Bukharaev, A.A., 2014. The effect of substrate and air humidity on morphology of films of L-leucyl-L-leucine dipeptide. Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 50, 49-54. 
[50] Galukhin, A.V., Khelkhal, М.А., Gerasimov, A.V., Biktagirov, T.,
Gafurov, M.R., Rodionov, A., 2016. Mn-catalyzed oxydation of heavy oil in
porous media: kinetics and some aspects of mechanism. Energy Fuels. 30, 7731-7737.
[51] Ziganshin, M.A., Gerasimov, A.V., Ziganshina, S.A., Gubina, N.S.
Abdullina, G.R., Klimovitskii, A.E., 2016. Thermally induced diphenylalanine
cyclization in solid phase. J. Therm. Anal. Calorim. 125, 905-912.
[52] Gerasimov, A.V., Varfolomeev, M.A., Ziganshin, M.A., Gorbatchuk,
V.V., Rakipov, I.T., Klimovitskii, A.E., Usmanova, L.S., 2016. Thermodynamics
of dissolution and infrared spectroscopy of solid dispersions of Phenacetin. J. Adv.
Pharm. Technol. Res. 7, 6-12.
[53] Varfolomeev, M.A., Zaitseva, K.V., Rakipov, I.T., Solomonov, B.N.,
Marczak, W., 2014. Speed of sound, density, and related thermodynamic excess
properties of binary mixtures of Butan-2-one with C1-C4 n-Alkanols and Chloroform. J. Chem. Eng. Data. 59, 4118—4132,
[54] Sollohub, K., Cal, K., 2010. Spray Drying Technique: II. Current
Applications in Pharmaceutical Technology. J. Pharm. Sci. 99, 587-597. 3
[55] Adamson, A.W., 1990. Physical Chemistry of Surfaces, fifth ed. John I
Wiley & Sons, New York. |
[56] Zhang, G., David, A., Wiedmann, T.S., 2007. Performance of the I
vibrating membrane aerosol generation device: Aeroneb micropump nebulizer. J. I
Aerosol Med. 20, 408—416.
[57] Wen, H., Morris, K.R., Park, K., 2005. Study on the Interactions between Polyvinylpyrrolidone (PVP) and Acetaminophen Crystals: Partial Dissolution Pattern Change. J. Pharm. Sci. 94, 2166-2174.
[58] Zafarani-Moattar, M.T., Khoshsima, Zh., 2008. Measurement and
correlation of density and viscosity of polyvinylpyrrolidone solutions in alcohols at j
different temperatures. J. Chem. Thermodynamics. 40, 1569-1574. 
[59] Callahan, J.C., Cleary, G.W., Elefant, M., Kaplan, G., Kensler, T., Nash, R.A., 1982. Equilibrium moisture content of pharmaceutical excipients. Drug. Dev. Ind. Pharm. 8, 355-369.
[60] Hancock, B.C.; Shamblin, S.L.; Zografi, G., 1995. Molecular mobility of amorphous pharmaceutical solids below their glass transition temperatures. Pharm. Res. 12, 799-806.
[61] Kim, Y.B., Song, H.J., Park, I.Y., 1987. Refinement of the structure of naproxen, (+)-6-methoxy-a-methyl-2-naphthaleneacetic acid. Arch. Pharm. Res. 10, 232-238.
[62] Yuan, X., Xiang, T.-X., Anderson, B.D., Munson, E.J., 2015. Hydrogen Bonding Interactions in Amorphous Indomethacin and Its Amorphous Solid Dispersions with Poly(vinylpyrrolidone) and Polyvinylpyrrolidone- со -vinyl acetate) Studied Using 13 C Solid-State NMR. Mol. Pharmaceutics. 12, 4518— 4528.
[63] Houston, M.C., 1987. Pleural fluid pH: diagnostic, therapeutic, and prognostic value. Am. J. Surg. 154, 333-337.
[64] Potts, D.E., Levin, D.C., Sahn, S.A., 1976. Pleural fluid pH in parapneumonic effusions. Chest. 70, 328-331.

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ