197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49, литера А
49A, Kronverkskiy prospekt, Saint-Petersburg, 197101
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49, литера А
49A, Kronverkskiy prospekt, Saint-Petersburg, 197101
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49, литера А
49A, Kronverkskiy prospekt, Saint-Petersburg, 197101
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49, литера А; 197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14, литера А
49A, Kronverkskiy prospekt, Saint-Petersburg, 197101; 14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022
197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49, литера А; 360004, Северо-Кавказский федеральный округ, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, ул. Чернышевского, д. 173
49A, Kronverkskiy prospekt, Saint-Petersburg, 197101; 173, Chernyshevskogo str., Nalchik, Kabardino-Balkarian Republic, North Caucasus Federal District, 360004
Введение. В настоящее время широкое распространение получает применение природных биологически активных веществ (БАВ) в качестве эффективных антибактериальных препаратов как для наружного, так и для внутреннего применения. Особый интерес представляет полифенол мангиферин, извлекаемый из листьев растения Mangifera indica. Несмотря на доказанную противомикробную активность в отношении грамположительных и грамотрицательных штаммов бактерий, применение мангиферина ограничено его низкой растворимостью в воде. Для повышения растворимости и, соответственно, биодоступности применяют различные подходы, в частности инкапсулирование в полимерные и биополимерные матрицы. Одним из перспективных биополимеров для инкапсуляции БАВ является гиалуроновая кислота, обладающая полной биосовместимостью с тканями живого организма и способная к полной биодеградации под воздействием ферментов (гиалуронидаз).
Цель. Изучение кинетики высвобождения природного биологически активного соединения мангиферина из полимерной матрицы на основе гиалуроновой кислоты с различной молекулярной массой.
Материалы и методы. Объектами исследования являлись полимерные плёнки, полученные методом полива 1,5 масс.% формовочных растворов гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 1,30 и 2,48 МДа с различным содержанием мангиферина. Соотношение гиалуроновой кислоты к мангиферину варьировалось в пределах от 5 до 25 (по массе). Количественное определение высвободившегося мангиферина проводили методом УФ/ВИД-спектрофотометрии при длине волны 237 нм. В качестве модельной среды использовался фосфатный буферный раствор с рН 7,4. Кинетику высвобождения мангиферина оценивали с помощью различных математических моделей.
Результаты и обсуждение. Исследование кинетики высвобождения мангиферина из полимерной матрицы на основе гиалуроновой кислоты показало сигмоидальный характер высвобождения биологически активного агента. Механизм высвобождения имеет сложный характер типа Super Case II transport, за исключением образца с низким содержанием мангиферина и гиалуроновой кислотой 1,3 МДа, для которого обнаруживается аномальный характер высвобождения (диффузия не по закону Фика), что обусловлено гидрофильной природой гиалуроновой кислоты, быстрым набуханием полимерной матрицы, а также значительным опережением темпов диффузии мангиферина по сравнению со скоростью релаксации полимера. Наиболее подходящей является модель Weibull, описывающая кинетику высвобождения мангиферина с большей точностью по сравнению с другими математическими моделями.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о потенциальной возможности использовать разработанные полимерные плёнки в качестве биомедицинских материалов наружного применения, обеспечивая таким образом трансдермальную доставку лекарственных препаратов. В дальнейшем авторы работы планируют разработать методику обеспечения пролонгированного и контролируемого высвобождения загруженного лекарственного агента, в том числе за счет применения различных сшивающих агентов.
Introduction. Currently, the use of natural biologically active agents (BAA) as effective antibacterial drugs for both external and internal use is becoming widespread. Polyphenol mangiferin, extracted from the leaves of the Mangifera indica plant, is the most attractive BAA. Despite high antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative strains of bacteria, the use of mangiferin is limited by its low aqueous solubility. To increase solubility and, accordingly, bioavailability, various approaches are used, in particular, encapsulation in polymer and biopolymer matrices. One of the promising biopolymers for the encapsulation of biologically active substances is hyaluronic acid, which is completely biocompatible with the tissues of a living organism and is capable of complete biodegradation under the influence of enzymes (hyaluronidases).
Aim. Study of the release kinetics of the biologically active agent (mangiferin) from a polymer matrix based on hyaluronic acid with different molecular weights.
Materials and methods. Polymer films obtained by casting method from 1.5 wt.% forming solutions of hyaluronic acid with a molecular weight of 1.30 and 2.48 MDa with different contents of mangiferin were used as the objects of the study. The weight ratio of hyaluronic acid to mangiferin varied from 5 to 25. Released mangiferin was measured by UV/Vis spectrophotometry at a wavelength of 237 nm. A phosphate buffered saline with pH 7.4 was used as a model medium. The mangiferin release kinetic was assessed using various mathematical models.
Results and discussion. Mangiferin release kinetic from a polymer matrix based on hyaluronic acid has a release sigmoidal pattern. The release mechanism has a complex nature of the Super Case II transport type, with the exception of a sample with a low content of mangiferin and hyaluronic acid with molecular weight equal to 1.3 MDa, for which an abnormal release pattern is detected (non-Fickian diffusion), due to the hydrophilic nature of hyaluronic acid, the rapid swelling of the polymer matrix, as well as a significant leading in the diffusion of mangiferin compared to the relaxation rate of the polymer. The most suitable model is the Weibull model, which describes the mangiferin release kinetics with greater accuracy compared to other mathematical models.
Conclusion. The results obtained indicate the potential possibility of using the developed polymer films as biomedical materials for external use, which provide transdermal delivery of pharmaceutical agents. The authors of the study are planning to develop a methodology for prolonged and controlled release of a loaded biologically active agent, including by various cross-linking agents.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.