АЭРОГЕЛИ НА ОСНОВЕ АЛЬГИНАТА НАТРИЯ С ДОБАВЛЕНИЕМ ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В КАЧЕСТВЕ СИСТЕМ ДОСТАВКИ АКТИВНЫХ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ИНГРЕДИЕНТОВ
Аннотация
Аэрогели на основе биополимеров являются перспективными материалами для разработки систем доставки активных фармацевтических ингредиентов (АФИ). Аэрогели выступают в качестве матрицы-носителя АФИ и могут обеспечить адресную доставку, ускоренное высвобождение с контролируемым профилем. В данной работе разработан метод получения аэрогелей на основе альгината натрия с повышенной площадью удельной поверхности и объемом мезопор, благодаря добавлению полиэтиленгиликоля (ПЭГ). Добавление ПЭГ позволяет увеличить удельную площадь поверхности с 494 м2/г до 545–675 м2/г, объем мезопор с 2,5 см3/г до 4,3-11 см3/г. В полученные аэрогели был внедрен эритромицин методом сверхкритической адсорбции, итоговая массовая загрузка составила от 26 до 33 мас. %. На основании экспериментов по высвобождению, установлено, что за первые 60 мин эритромицин быстрее высвобождается из аэрогелей, полученных с ПЭГ. Разработанные аэрогели могут быть использованы в качестве системы доставки эритромицина с повышенной биодоступностью.
Для цитирования:
Цыганков П.Ю., Бондаренко А.К., Меньшутина Н.В. Аэрогели на основе альгината натрия с добавлением полиэтиленгликоля в качестве систем доставки активных фармацевтических инградиентов. Современные наукоёмкие технологии. Региональное приложение. 2025. № 4. С. 143-151. DOI: 10.6060/snt.20258404.00019.
Литература
García-González C.A., Jin M., Gerth J., Alvarez-Lorenzo C., Smirnova I. Polysaccharide-based aerogel microspheres for oral drug delivery. Carbohydrate polymers. 2015. V 117. P. 797-806. DOI: 10.1016/j.carbpol.2014.10.045.
Quraishi S., Martins M., Barros A.A., Gurikov P., Ra-man S.P., Smirnova I., Ana Rita C. Duarte Reis R.L. Novel non-cytotoxic alginate–lignin hybrid aerogels as scaffolds for tissue engineering. The Journal of Supercritical Fluids. 2015. V 105. P. 1-8. DOI: 10.1016/j.supflu.2014.12.026.
Abramov A.A., Tsygankov P.Yu., Golubev E.V., Menshutina N.V. Formation of a hierarchical structure of sodium alginate-based aerogels using a foaming process in a carbon dioxide environment. Modern high technology. Regional application. 2025. N 1 (81). P. 54-61. DOI: 10.6060/snt.20258101.0006.
Li D., Wei Z., Xue C. Alginatebased delivery systems for food bioactive ingredients: An overview of recent advances and future trends. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2021. V 20. N 6. P. 5345-5369. DOI: 10.1111/1541-4337.12840.
Esam Bashir Yahya, Fauziah Jummaat, Amirul A.A., Adnan A.S., Olaiya N.G., Abdullah C.K., Samsul Rizal M.K. Mohamad Haafiz, Abdul Khalil H.P.S. A review on revolutionary natural biopolymer-based aerogels for antibacterial delivery. Antibiotics. 2020. V 9. N 10. P. 648. DOI: 10.3390/antibiotics9100648.
Remuiñán-Pose P., López-Iglesias C., Iglesias-Mejuto A., Mano J.F., García-González C.A., Rial-Hermida M.I. Preparation of vancomycinloaded aerogels implementing inkjet printing and superhydrophobic surfaces. Gels. 2022. V 8. N 7. P. 417. DOI: 10.3390/gels8070417.
Del Gaudio P., Auriemma G., Mencherini T., Della Porta G., Reverchon E., Aquino R.P. Design of alginate-based aerogel for nonsteroidal anti-inflammatory drugs controlled delivery systems using prilling and supercriticalassisted drying. Journal of pharmaceutical sciences. 2013. V 102. N 1. P. 185-194.
Lovskaya D.D., Lebedev A.E., Menshutina N.V. Aerogels as drug delivery systems: in vitro and in vivo evaluations. The Journal of Supercritical Fluids. 2015. V 106. P. 115-121. DOI: 10.1016/j.supflu.2015.07.011.
Illanes-Bordomás C., Landin M., García-González C.A. Aerogels as carriers for oral administration of drugs: an approach towards colonic delivery. Pharmaceutics. 2023. V 15. N 11. P. 2639. DOI: 10.3390/pharmaceutics15112639.
Tkalec G., Pantić M., Novak Z., Knez Ž. Supercritical impregnation of drugs and supercritical fluid deposition of metals into aerogels. Journal of materials science. 2015. V 50. N 1. P. 1-12. DOI: 10.1007/s10853-014-8626-0.
Lovskaya D., Menshutina N. Alginate-based aerogel particles as drug delivery systems: Investigation of the supercritical adsorption and in vitro evaluations. Materials. 2020. V 13. N 2. P. 329. DOI: 10.3390/ma13020329.
Gurikov P., Smirnova I. Amorphization of drugs by adsorptive precipitation from supercritical solutions: A review. The journal of supercritical fluids. 2018. V 132. P 105-125. DOI: 10.1016/j.supflu.2017.03.005.
Kim S., Jung M., Han S., Jeon H.S., Han Y. Effect of Poly (vinyl alcohol) Concentration on the Micro/Mesopore Structure of SBA15 Silica. Materials. 2022. V 15. N 24. P. 8900. DOI: 10.3390/ma15248900.
Antonova O.S., Goldberg M.A., Fomin A.S., Kucheryaev K.A., Konovalov A.A., Sadovnikova M.A., Mur-zakhanov F.F., Sitnikov A.I., Leonov A.V., Andreeva N.A., Khayrutdinova D.R., Gafurov M.R., Barinov S.M., Komlev V.S. Meso-Macroporous Hydroxyapatite Powders Synthesized in Polyvinyl Alcohol or Polyvinylpyrrolidone Media. Nanomaterials. 2024. V 14. N 16. P. 1338. DOI: 10.3390/nano14161338.
Luo H., Zeng X., Liao P., Rong H., Zhang T.C., Zhang Z.J., Meng X. Phosphorus removal and recovery from water with macroporous bead adsorbent constituted of alginate-Zr4+ and PNIPAM-interpenetrated networks. International journal of biological macromolecules. 2019. V 126. P. 1133-1144. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.269.
Li B., Zhao J., Liu J., Shen X., Mo S., & Tong H. Biotemplated synthesis of hierarchically ordered macro-mesoporous anatase titanium dioxide flakes with high photo-catalytic activity. RSC Advances. 2015. V 5. N 20. P. 15572-15578. DOI: 10.1039/C4RA13410A.
Shindryaev A.V., Lebedev A.E., Menshutina N.V. Simulation of a technological scheme in obtaining heat-insulating materials on the basis of airogels. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 8795. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6646.
Duy N.V., Tsygankov P.Yu., Menshutina N.V. Hybrid aerogels based on lignin, derived from vegetable raw materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 4. P. 7583. DOI: 10.6060/ivkkt.20236604.6767.
Tokarev I., Gopishetty V., Minko S. Highly porous 3D fibrous nanostructured bioplolymer films with stimuli-responsive porosity via phase separation in polymer blend. ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. V 7. N 23. P. 12463-12469. DOI: 10.1021/am5076327.
Menshutina N., Tsygankov P., Khudeev I., Lebedev A. Intensification methods of supercritical drying for aerogels production. Drying Technology. 2022. V 40. N 7. P. 1278-1291. DOI: 10.1080/07373937.2020.1866005.
Wankhade R., Bhalerao S., Panchory H.P., Pundir A., Pradhan R. Analysis of erythromycin and benzoyl peroxide in combined dosage form by uv- visible spectrophotometry. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2012. V 4. P. 527-531.
Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., & Sing K.S. Physi-cal adsorption of gases with special attention to the assess-ment of surface area and pore size distribution (IUPAC technical report). Pure and applied Chemistry. 2015. V 87. N 9. P 1051-1069. DOI: 10.1515/pac-2014-1117.
