Результаты исследования термочувствительных свойств композиций на основе хитозана лактата. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии
- Авторы: Пыжов В.С.1, Власова Д.М.1, Бахрушина Е.О.1
-
Учреждения:
- Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
- Выпуск: Том 27, № 7 (2024)
- Страницы: 3-10
- Раздел: Фармацевтическая химия
- URL: https://journals.eco-vector.com/1560-9596/article/view/634410
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2024-07-01
- ID: 634410
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Введение. Разработка стимулочувствительных систем доставки лекарств (in situ систем) является одним из активно развивающихся направлений фармацевтической технологии. Такие системы обеспечивают устойчивое и контролируемое высвобождение действующего вещества, благодаря особому переходу «золь-гель». In situ системы представляют собой растворы, которые в различных физиологических условиях переходят в гидрогель. Переход раствора в гидрогель зависит от различных факторов, таких как температура, изменение pH, УФ-излучение, присутствие определенных молекул или ионов. Основой для создания in situ систем являются биополимеры, например экономически доступный, биоразлагаемый и биосовместимый полимер хитозан, что позволяет считать его перспективным сырьем для получения гидрогелей. Утверждается, что растворы солей хитозана, обладают стимулочувствительными свойствами, такими как pH- и термочувствительность, однако в композицию подобных систем обычно входят сшивающие агенты, которые могут обладать собственной фармакологической и/или токсической активностью.
Цель исследования – проверка гипотезы о термочувствительности гидрогелей на основе хитозана лактата, изготовленных без сшивающих агентов.
Материал и методы. Проведены скрининговые эксперименты по получению и исследованию свойств хитозана лактата. Получены опытные образцы для проверки способности гидрогелей к термочувствительному переходу без вспомогательных сшивающих веществ и оценки свойств гидрогелей на основе хитозана при различных значениях температуры.
Результаты. В результате проведенных экспериментов установлено, что исследуемые растворы не способны к термочувствительному фазовому переходу. Однако в процессе экспериментов получены образцы гидрогелей на основе хитозана и молочной кислоты, обладающие отличными друг от друга органолептическими и физическими свойствами в зависимости от концентрации молочной кислоты.
Выводы. По итогам проведенного скринингового исследования опровергнута гипотеза о способности к термочувствительному переходу у растворов хитозана лактата без добавления сшивающих агентов. Данный вопрос требует дальнейшего изучения с использованием методов, позволяющих оценить глубинные изменения в молекулярной структуре полимера в ходе гелеобразования при изменении температуры раствора. Также доказана способность хитозана к образованию гидрогелей в водных растворах с низкой концентрацией слабых органических кислот с pH в диапазоне от 5 до 6.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
В. С. Пыжов
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: pyzhov_v_s@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0003-2174-7157
аспирант, кафедра фармацевтической технологии, Институт фармации имени А.П. Нелюбина
Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2Д. М. Власова
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
Email: vlasova_d_m@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-9637-0502
студентка 5 курса образовательного департамента, Институт фармации им. А.П. Нелюбина
Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2Е. О. Бахрушина
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)
Email: bakhrushina_e_o@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0001-8695-0346
к.фарм.н., доцент, доцент кафедры фармацевтической технологии, Институт фармации им. А.П. Нелюбина
Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2Список литературы
- Lapasin R., Abrami M., Grassi M. , Šebenik U. Rheology of Laponite-scleroglucan hydrogels. Carbohydr. Polym. 2017; 168: 290–300.
- Furlani F., Rossi A., Grimaudo M.A. et al. Controlled Liposome Delivery from Chitosan-Based Thermosensitive Hydrogel for Regenerative Medicine. Int. J. Mol. Sci. 2022. 23(2): 894.
- Fiamingo A., Montembault A., Boitard S.E. et al. Chitosan Hydrogels for the Regeneration of Infarcted Myocardium: Preparation, Physicochemical Characterization, and Biological Evaluation. Biomacromolecules. 2016; 17(5): 1662–1672.
- Sacco P., Furlani F., De Marzo G. et al. Concepts for Developing Physical Gels of Chitosan and of Chitosan Derivatives. Gels. 2018; 4(3): 67.
- Ribeiro A.M., Flores-Sahagun T.H.S. Application of stimulus-sensitive polymers in wound healing formulation. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 2019; 69(15): 979–989.
- Pieklarz K., Galita G., Tylman M. et al. Physico-Chemical Properties and Biocompatibility of Thermosensitive Chitosan Lactate and Chitosan Chloride Hydrogels Developed for Tissue Engineering Application. J. Funct. Biomater. 2021; 12(2): 37.
- Liu M., Zhu J., Song X. et al. Smart Hydrogel Formed by Alginate-g-Poly(N-isopropylacrylamide) and Chitosan through Polyelectrolyte Complexation and Its Controlled Release Properties. Gels. 2022; 8(7): 441.
- Schröder P., Cord-Landwehr S., Schönhoff M. et al. Composition and Charge Compensation in Chitosan/Gum Arabic Complex Coacervates in Dependence on pH and Salt Concentration. Biomacromolecules. 2023; 24(3): 1194–1208.
- Logigan C.-L., Delaite C., Popa M. et al. Poly(ethylene glycol) Methyl Ether Acrylate-Grafted Chitosan-Based Micro- and Nanoparticles as a Drug Delivery System for Antibiotics. Polymers (Basel). 2024; 16(1): 144.
- Racine L., Texier I., Auzély‐Velty R. Chitosan‐based hydrogels: recent design concepts to tailor properties and functions. Polym. Int. 2017; 66(7): 981–998.
- Ciptawati E., Takase H., Watanabe N.M. et al. Preparation and Characterization of Biodegradable Sponge-like Cryogel Particles of Chitosan via the Inverse Leidenfrost (iLF) Effect. ACS Omega. 2024; 9(2): 2383–2390.
- Abd El-Hady M.M., Saeed S.E.-S. Antibacterial Properties and pH Sensitive Swelling of In situ Formed Silver-Curcumin Nanocomposite Based Chitosan Hydrogel. Polymers (Basel). 2020; 12(11): 2451.
- Jiang G., Sun J., Ding F. PEG-g-chitosan thermosensitive hydrogel for implant drug delivery: Cytotoxicity, in vivo degradation and drug release. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2014; 25(3): 241–256.
- Sarwan T., Kumar P., Choonara Y.E., Pillay V. Hybrid Thermo-Responsive Polymer Systems and Their Biomedical Applications. Front. Mater. 2020; 7(73): 17.
- Dalvi A.V., Ravi P., Uppuluri Ch. et al. Thermosensitive nasal in situ gelling systems of rufinamide formulated using modified tamarind seed xyloglucan for direct nose-to-brain delivery: design, physical characterization, and in vivo evaluation. J. Pharm. 2021; 51: 199–211.
- Kong X., Houzong R., Fu J. et al. Application of a novel thermo‐sensitive injectable hydrogel in therapy in situ for drug accurate controlled release. J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 2020; 108(8): 3200–3216.
- Zarrintaj P., Jouyandeh M. , Ganjali M.R. et al. Thermo-sensitive polymers in medicine: A review. Eur. Polym. J. Elsevier Ltd, 2019; 117: 402–423.
- Wu D., Cai W.-M. The Precipitation of Temperature-sensitive in Chitosan-HCl Solution. Acta Phys. Chim. Sin. 2002; 18(6): 554–557.
