ENCAPSULATION OF ANTITUBERCULAR DRUGS BY BIOPOLYMERS AND POLYELECTROLYTE MULTILAYERS


Cite item

Full Text

Abstract

The problem of drug-resistant tuberculosis treatment is complex and urgent: the standardof treatment includes the oral administration of six names of antibiotics, i.e. up totwenty tablets a day by the patient. This causes severe side effects, including those appeareddue to the formation of toxic products of drug interactions in the body. Therefore, itis important that some drugs dissolve in a stomach, and others – in the intestine, which willlead to increased bioavailability, reduced dosage and toxicity. The development of targeteddelivery systems for drugs with controlled release, targeted delivery and minimization ofside effects are of interest. One of the promising methods is polyelectrolytic multilayersand the technology of creating such layers by a step-by-step adsorption of heterogeneouslycharged polyelectrolytes.The aim of this article is the microencapsulation of anti-tuberculousdrugs into biopolymers coated with polyelectrolytic multilayers, and the solubilitystudy of microcapsules at pH values simulating various parts of the gastrointestinal tract.Materials and methods. Drugs as isoniazide, pyrazinamide, moxifloxacin, and biopolymers:gellan, pectin and sodium alginate, chitosan and dextran sulfate, as well as EudragitS are used to prepare microcapsules. The obtained microcapsules are studied by a methodof scanning electron microscopy. Quantitative determination of the effectiveness of the inclusionof drugs in microcapsules was carried out using pharmacopoeial methods.Results and discussion. The inclusion efficiency rises with an increase of biopolymer concentration. The inclusion efficiency increases in the row isoniazide

Full Text

УДК 547.918ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОКАПСУЛ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ БИОПОЛИМЕРОВ И ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВБ.Х. Мусабаева, К.Б. МурзагуловаВ.А. Изумрудов, З.Ж. АрипжановаКафедра химии и химических технологий Государственного университета имени Шакарима, 071400, Республика Казахстан, г. Семей, ул. Глинки, 20аТОО «Фармацевтическая компания Ромат», 140000, Республика Казахстан, Павлодарская область, г. Павлодар, ул. Камзина, 33Кафедра высокомолекулярных соединений Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, 119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 19b/AtSU[ATLhb hC AbTLTU.9w/U[Aw 5wUDS .Y .Lhth[Ya9wS Ab5 th[Y9[9/Twh[YT9 aU[TL[AY9wSV.A. Izumrudov , Z.Zh. Aripzhanova Department of Chemistry, Shakarim State University of Semey, Ph C “Romat”, 33, Karamzina St., Pavlodar region, Pavlodar,1, Leninskiye Gory St., Moscow, 119991, RussiaПроблема лечения лекарственно-устойчивого туберкулеза является сложной и актуальной: стандартом лечения предусмотрен прием пациентом шести наимено-ваний антибиотиков, т.е. до двадцати таблеток в сутки. Это вызывает тяжелые побочные эффекты, в том числе из-за образования в организме токсичных продук-тов взаимодействия лекарственных препаратов. Поэтому важно, чтобы одни пре-параты растворялись в желудке, а другие – в кишечнике, что приведет к повышению биодоступности, уменьшению дозировки, и, как следствие, к снижению токсично-сти. Интерес представляет создание систем направленной доставки лекарствен-ных средств, имеющих контролируемое высвобождение и минимизацию побочных эффектов. Одним из методов является включение в полиэлектролитные мультис-лои. Целью данной работы являлось микрокапсулирование противотуберкулезных препаратов в полиэлектролитные мультислои на основе биополимеров, изучение растворимости микрокапсул при значениях рН, моделирующих различные участки желудочно-кишечного тракта. Материалы и методы. Для получения микрокапсул использованы лекарственные препараты: изониазид, пиразинамид, моксифлоксацин и биополимеры – геллан, пектин и альгинат натрия, хитозан и декстрансульфат, intestinal tract and also quickly removed from an organism. Therefore, patients are forced to accept them daily. The developed prolonged shape will be kept by therapeutic concentration a long time, so it is possible to reduce the frequency of drugs, using that will lead to decrease in toxic effects. Thus, the microencapsu-lation of antituberculosis drugs with bio-polymers and polyelectrolytes by sequential adsorption of oppositely charged polyelec-trolytes from solution with of polyelectrolyte multilayers (the so-called LbL technique) formation was carried out. It is shown that the use of microencapsulation with biode-gradable and biocompatible polymers. By this method it is possible to achieve a con-trolled release of antituberculosis drugs in the environment of the intestine. It is proved that the polyelectrolyte microencapsulation allows to obtain a prolonged form of an- This study was performed with the �nancial support of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan, grant №0794/ ReferencesWHO Global tuberculosis report 2015: Pavlukhina S., Sukhishvili S. POLYMER AS-SEMBLIES FOR CONTROLLED DELIVERYOF BIOACTIVE MOLECULES FROM SUR-FACES. Adv Drug Deliv Rev. 2011. Vol. 63. P.: 10.1016/j.addr.2011.03.017Kaur Kirtipal, Gupta Anuj, R.K. Narang, R.S.R.Murthy. NOVEL DRUG DELIVERY SYS-TEMS: DESIRED FEAT FOR TUBERCULO-J. Adv. Pharm. Tech. Res. 2010. Vol. 1. No.2.P. 145-163.Soike T., Streff A.K., Guan C., Ortega R., Tan-tawy M., Pino C., Shastri V.P. ENGINEER-ING A MATERIAL SURFACE FOR DRUGDELIVERY AND IMAGING USING LAY-ER-BY-LAYER ASSEMBLY OF FUNCTION-дены принимать их ежедневно. Разрабо-танная нами пролонгированная форма препаратов может поддерживать тера-певтическую концентрацию в организме более длительное время, что позволит уменьшить частоту приема препаратов и снизить их токсическое воздействие. Заключение. Таким образом, прове-дено микрокапсулирование противоту-беркулезных лекарственных препаратов биополимерами и полиэлектролитами последовательной адсорбцией противо-положно заряженных полиэлектролитов из растворов c образованием полиэлек-тролитных мультислоев (так называемая техника LbL). Показана возможность использования для микрокапсулирова-ния биоразлагаемых и биосовместимых полимеров. Данным методом можно до-биться контролируемого высвобождения противотуберкулезных лекарственных препаратов в среде кишечника. Доказа-но, что полиэлектролитное микрокапсу-лирование позволяет получать пролонги-рованные формы противотуберкулезных препаратов для перорального примене-Благодарности. Данная работа вы-полнена при финансовой поддержке Ми-нистерства обазования и науки Респу-блики Казахстан, грант №0794/ ГФ4. Библиографический списокWHO Global tuberculosis report 2015:: http://who.int/tb/publications. (датаPavlukhina S., Sukhishvili S. POLYMER AS-SEMBLIES FOR CONTROLLED DELIVERYOF BIOACTIVE MOLECULES FROM SUR-FACES // Adv Drug Deliv Rev. 2011. Vol. 63. P.: 10.1016/j.addr.2011.03.017Kaur Kirtipal, Gupta Anuj, R.K. Narang, R.S.R.Murthy. NOVEL DRUG DELIVERY SYS-TEMS: DESIRED FEAT FOR TUBERCULO-SIS // J. Adv. Pharm. Tech. Res. 2010. Vol. 1.No. 2. P. 145-163.Soike T., Streff A.K., Guan C., Ortega R., Tan-tawy M., Pino C., Shastri V.P. ENGINEER-ING A MATERIAL SURFACE FOR DRUG DELIVERY AND IMAGING USING LAY-ER-BY-LAYER ASSEMBLY OF FUNCTION-ALIZED NANOPARTICLES // Advanced Ma-2010. Vol. 22. No. 12. P. 1392–1397. Garcia-Contreras L., Sethuraman V., Kazantse-va M., Godfrey V., Hickey A.J. EVALUATIONOF DOSING REGIMEN OF RESPIRABLERIFAMPICIN BIODEGRADABLE MICRO-SPHERES IN THE TREATMENT OF TUBER-CULOSIS IN THE GUINEA PIG // Journal ofAntimicrobial Chemotherapy. Vol. 58. 2006. P.Farnaz E., Mahdi H., Mazda R., Samadi N.,Atyabi F., Dinarvand R. PREPARATIONAND ANTIBACTERIAL ACTIVITY EVAL-UATION OF RIFAMPICIN-LOADED POLYLACTIDE-CO-GLYCOLIDE NANOPARTI-CLES // Nanomedicine: Nanotechnology, Biol-ogy and Medicine. 2007. Vol.3. No. 2. P. 161-Muthu M., Vetriselvan S., Narra Kishore Yadav,Raja MD, Senthil Kumar C., Mohamed Raf�ckM., Vignesh M., Selvakumar K., Joysa RubyJ., Parkavi V. PREPARATION AND EVAL-UATION OF ALGINATE/CHITOSAN PAR-TICULATE SYSTEM FOR RIFAMPICIN RE-LEASE // International Journal of Pharmacy &2012. V. 3. No. 2. P. 215-220.Anil Kumar K.N., Basu Ray S., NagarajaV., Raichur Ashok M. ENCAPSULATIONAND RELEASE OF RIFAMPICIN USINGPOLY(VINYL PYRROLIDONE)-POLY(-METHACRYLIC ACID) POLYELECTRO-LYTE CAPSULES // Materials Science andVol. 29. No. 8. 2009. P. 2508-Мустафин Р.И., Буховец А.В., Гарипова В.Р.,Ситенков А.Ю., Шамсутдинова А.Р., КеменоваВ.А., Ромбаут П., Ван ден Моотер Г. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НОВЫХ НОСИТЕЛЕЙДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕEPO/L100 ИНТЕРПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ КОМПЛЕКСОВ // Хим.-фарм.журнал. 2012. Т. 46. № 8. P. 42-46.Pandey R, Sharma A, Zahoor A, Sharma S, Khu-ller GK, Prasad B. POLY (D,L-LACTIDE-CO-GLYCOLIDE) NANOPARTICLE-BASED IN-HALABLE SUSTAINED DRUG DELIVERYSYSTEM FOR EXPERIMENTAL TUBERCU-LOSIS // J. Antimicrob. Chemother. 2003. Vol.52.P. 981-986. DOI: 10.1093/jac/dkg477ALIZED NANOPARTICLES. Advanced Ma-2010. Vol. 22. No. 12. P. 1392–1397. Garcia-Contreras L., Sethuraman V., Kazantse-va M., Godfrey V., Hickey A.J. EVALUATIONOF DOSING REGIMEN OF RESPIRABLERIFAMPICIN BIODEGRADABLE MICRO-SPHERES IN THE TREATMENT OF TU-BERCULOSIS IN THE GUINEA PIG. of Antimicrobial Chemotherapy. Vol. 58. 2006.P. 980-986.Farnaz E., Mahdi H., Mazda R., Samadi N.,Atyabi F., Dinarvand R. PREPARATIONAND ANTIBACTERIAL ACTIVITY EVAL-UATION OF RIFAMPICIN-LOADED POLYLACTIDE-CO-GLYCOLIDE NANOPARTI-Nanomedicine: Nanotechnology, Biolo-gy and Medicine. 2007. Vol.3. No. 2. P. 161-Muthu M., Vetriselvan S., Narra Kishore Ya-dav, Raja MD, Senthil Kumar C., MohamedRaf�ck M., Vignesh M., Selvakumar K., Joy-sa Ruby J., Parkavi V. PREPARATION ANDEVALUATION OF ALGINATE/CHITOSANPARTICULATE SYSTEM FOR RIFAMPICINInternational Journal of Pharmacy2012. V. 3. No. 2. P. 215-220.Anil Kumar K.N., Basu Ray S., NagarajaV., Raichur Ashok M. ENCAPSULATIONAND RELEASE OF RIFAMPICIN USINGPOLY(VINYL PYRROLIDONE)-POLY(-METHACRYLIC ACID) POLYELECTRO-LYTE CAPSULES. Materials Science and En-Vol. 29. No. 8. 2009. P. 2508-2513.Musta�n R. I., Buhovec A. V., Garipova V. R.,Sitenkov A.U., Shamsutdinova A.R., Kemeno-va V.A., Rombaut P., Van den Mooter G. SRAV-NITELNAYA OCENKA NOVYH NOSITELEJDLYA KONTROLIRUEMOJ DOSTAVKILEKARSTVENNYH VESHCHESTV NAOSNOVE EUDRAGIT EPO L100 INTERPO-LIELEKTROLITNYH KOMPLEKSOV [PO-TENTIAL CARRIERS FOR CONTROLLEDDRUGS DELIVERY BASED ON EU-DRAGIT® EPO/L100-55 INTERPOLYELEC-TROLYTE COMPLEXES]. Xim.-pharm. Jour-Pharmaceutical Chemistry Journal. 2012.Vol. 46. No 8. P. 42-46. (In Russ.)Pandey R, Sharma A, Zahoor A, Sharma S, Khu-ller GK, Prasad B. POLY (D,L-LACTIDE-CO-GLYCOLIDE) NANOPARTICLE-BASED IN-HALABLE SUSTAINED DRUG DELIVERYSYSTEM FOR EXPERIMENTAL TUBERCU-J. Antimicrob. Chemother. 2003. Vol.52.P. 981-986. DOI:10.1093/jac/dkg477Sabitha P., Vijaya Ratna J. and Ravindra ReddyK. DESIGN AND EVALUATION OF CON-TROLLED RELEASE CHITOSAN-CALCI-
×

About the authors

B. H. Mussabayeva

Shakarim State University of Semey

Email: kaf.him@post.semgu.kz

K. B. Murzagulova

Shakarim State University of Semey; Ph C “Romat”

Email: murzagulova@inbox.ru

M. E. Kim

Ph C “Romat”

Email: fake@neicon.ru

V. A. Izumrudov

Lomonosov Moscow State University

Email: fake@neicon.ru

Z. Zh. Aripzhanova

Shakarim State University of Semey

Email: fake@neicon.ru

References

  1. WHO Global tuberculosis report 2015: URL: http://who.int/tb/publications. (дата обращения: 19. 02. 2016).
  2. Pavlukhina S., Sukhishvili S. POLYMER ASSEMBLIES FOR CONTROLLED DELIVERY OF BIOACTIVE MOLECULES FROM SURFACES // Adv Drug Deliv Rev. 2011. Vol. 63. P. 822-836. doi: 10.1016/j.addr.2011.03.017
  3. Kaur Kirtipal, Gupta Anuj, R.K. Narang, R.S.R. Murthy. NOVEL DRUG DELIVERY SYSTEMS: DESIRED FEAT FOR TUBERCULOSIS // J. Adv. Pharm. Tech. Res. 2010. Vol. 1. No. 2. P. 145-163.
  4. Soike T., Streff A.K., Guan C., Ortega R., Tantawy M., Pino C., Shastri V.P. ENGINEERING A MATERIAL SURFACE FOR DRUG DELIVERY AND IMAGING USING LAYER-BY-LAYER ASSEMBLY OF FUNCTIONALIZED NANOPARTICLES // Advanced Materials. 2010. Vol. 22. No. 12. P. 1392–1397. doi: 10.1002/adma.200903069
  5. Garcia-Co ntreras L., Sethuraman V., Kazantseva M., Godfrey V., Hickey A.J. EVALUATION OF DOSING REGIMEN OF RESPIRABLE RIFAMPICIN BIODEGRADABLE MICROSPHERES IN THE TREATMENT OF TUBERCULOSIS IN THE GUINEA PIG // Journal of Antimicrobial Chemotherapy. Vol. 58. 2006. P. 980-986. doi: 10.1093/jac/dkl369
  6. Farnaz E., Mahdi H., Mazda R., Samadi N., Atyabi F., Dinarvand R. PREPARATION AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY EVALUATION OF RIFAMPICIN-LOADED POLY LACTIDE-CO-GLYCOLIDE NANOPARTICLES // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 2007. Vol. 3. No. 2. P. 161-167. doi: 10.1016/j.nano.2007.03.003
  7. Muthu M., Vetriselvan S., Narra Kishore Yadav, Raja MD, Senthil Kumar C., Mohamed Raffick M., Vignesh M., Selvakumar K., Joysa Ruby J., Parkavi V. PREPARATION AND EVALUATION OF ALGINATE/CHITOSAN PARTICULATE SYSTEM FOR RIFAMPICIN RELEASE // International Journal of Pharmacy & Therapeutics. 2012. V. 3. No. 2. P. 215-220.
  8. Anil Kumar K.N., Basu Ray S., Nagaraja V., Raichur Ashok M. ENCAPSULATION AND RELEASE OF RIFAMPICIN USING POLY(VINYL PYRROLIDONE)-POLY(-METHACRYLIC ACID) POLYELECTROLYTE CAPSULES // Materials Science and Engineering. Vol. 29. No. 8. 2009. P. 2508-2513. doi: 10.1016/j.msec.2009.07.019
  9. Мустафин Р.И., Буховец А.В., Гарипова В.Р., Ситенков А.Ю., Шамсутдинова А.Р., Кеменова В.А., Ромбаут П., Ван ден Моотер Г. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НОВЫХ НОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ EUDRAGIT® EPO/L100 ИНТЕРПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ КОМПЛЕКСОВ // Хим.- фарм. журнал. 2012. Т. 46. № 8. P. 42-46.
  10. Pandey R, Sharma A, Zahoor A, Sharma S, Khuller GK, Prasad B. POLY (D,L-LACTIDE-COGLYCOLIDE) NANOPARTICLE-BASED INHALABLE SUSTAINED DRUG DELIVERY SYSTEM FOR EXPERIMENTAL TUBERCULOSIS // J. Antimicrob. Chemother. 2003. Vol. 52. P. 981-986. doi: 10.1093/jac/dkg477
  11. Sabitha P., Vijaya Ratna J. and Ravindra Reddy K. DESIGN AND EVALUATION OF CONTROLLED RELEASE CHITOSAN-CALCIUM ALGINATE MICROCAPSULES OF ANTITUBERCULAR DRUGS FOR ORAL USE // Int. J. Chem. Technol. Res. 2010. Vol. 2. No.1. P. 88-98.
  12. Devi M. G., Dutta S., Al Hinai A. T., Feroz S. STUDIES ON ENCAPSULATION OF RIFAMPICIN AND ITS RELEASE FROM CHITOSAN-DEXTRAN SULFATE CAPSULES // Korean Journal of Chemical Engineering. 2015. Vol. 32. No. 1. P.118-124. doi: 10.1007/s11814-014-0161-9
  13. Балабушевич Н. Г., Изумрудов В.А., Ларионова Н.И. БЕЛКОВЫЕ МИКРОЧАСТИЦЫ С КОНТРОЛИРУЕМОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ, ПОЛУЧЕННЫЕ ПОСЛОЙНОЙ АДСОРБЦИЕЙ БИОПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ (ОБЗОР) // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2012. Т. 54. № 7. С. 1116–1130.
  14. Государственная Фармакопея Республики Казахстан: в 2 т. Алматы: «Жибек жолы», 2009. т. 2. 804 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2017 Mussabayeva B.H., Murzagulova K.B., Kim M.E., Izumrudov V.A., Aripzhanova Z.Z.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 67428 от 13.10.2016. 

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies