Ковшова Татьяна Сергеевна – аспирантка кафедры фармацевтической химии, фармакогнозии и организации фармацевтического дела МГУ имени М.В. Ломоносова (2017-2020); сотрудник РХТУ имени Д.И. Менделеева (инжиниринговый центр)
119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, д. 1,
125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9
Tatyana S. Kovshova
GSP-1, 1, Leninskie Gory, Moscow, 119991,
9, Miusskaya Sq., Moscow, 125047
Осипова Наднжда Сергеевна
125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9
Nadezhda S. Osipova
9, Miusskaya Sq., Moscow, 125047
Фортуна Анастасия Сергеевна
119049, г. Москва, Ленинский проспект, д. 4
Anastasiya S. Fortuna
4, Leninskiy prospekt, Moscow, 119049
Ермоленко Юлия Валерьевна
125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9
Yulia V. Ermolenko
9, Miusskaya Sq., Moscow, 125047
Максименко Ольга Олеговна
125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9
Olga O. Maksimenko
9, Miusskaya Sq., Moscow, 125047
Балабаньян Вадим Юрьевич
119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, д. 1
Vadim Yu. Balabanyan
GSP-1, 1, Leninskie Gory, Moscow, 119991
Гельперина Светлана Эммануиловна
125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9
Svetlana E. Gelperina
9, Miusskaya Sq., Moscow, 125047
Введение. Одним из важных физико-химических параметров лекарственных форм на основе наночастиц является степень включения лекарственного вещества (ЛВ) в наночастицы (НЧ). Выбор адекватного метода для оценки этого параметра, в том числе, метода разделения свободной и связанной с носителем фракций ЛВ является важной задачей, при решении которой необходимо учитывать особенности конкретной наносомальной лекарственной формы (НЛФ).
Цель. Оптимизация методов оценки степени включения ЛВ в НЧ на примере НЛФ доксорубицина на основе НЧ сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA-Dox НЧ).
Материалы и методы. PLGA-Dox НЧ были получены методом «двойных эмульсий» при различных значениях рН внешней водной фазы (7,4/6,4). Размер и распределение частиц по размерам (PDI) определяли методами фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Для оценки степени включения доксорубицина НЧ отделяли методами центрифугирования (ЦФ), ультрафильтрации (УФ) и гель-фильтрации. Эффективность отделения НЧ методом ЦФ оценивали по содержанию PLGA в супернатанте методом капиллярного электрофореза (КЭФ).
Результаты и обсуждение. Средний гидродинамический диаметр НЧ PLGA-Dox/7,4 и PLGA-Dox/6,4 в воде (ФКС) составил 103 ± 10 нм и 141 ± 8 нм соответственно. По данным ПЭМ размер полученных НЧ составил в среднем 50 ± 16 нм. Степень включения доксорубицина, определенная при отделении наночастиц центрифугированием при ускорении 48254.g, составила 78,9 ± 1,8 % для PLGA-Dox/6,4 НЧ и 91,5 ± 0,9 % для PLGA-Dox/7,4 НЧ, при этом содержание PLGA в супернатанте не превышало 5 %. Меньшее ускорение обеспечивало неполное осаждение НЧ и занижение степени включения. Метод ультрафильтрации (NMWL 50 и 100 кДа) также позволил достоверно определить степень включения, при этом сорбция доксорубицина не превышала 4 %. В то же время отделение НЧ методом гель-фильтрации привело к значительной десорбции доксорубицина с поверхности НЧ за счет создания условий значительного разбавления.
Заключение. Для определения степени включения доксорубицина в PLGA-Dox НЧ наилучшим образом подходит метод ЦФ (оптимальным является ускорение 48254×g) и метод УФ при использовании мембранных фильтров с диаметром пор 50 и 100 кДа.
Introduction. Drug encapsulation efficiency (EE) is the important parameter of the nanoparticle-based drug formulations. Generally, the methods for evaluation of the EE are based on separation of the free and NP-bound fractions of the drug; however, applicability of these methods for a particulate formulation needs careful consideration.
Aim. The purpose of the study was to optimize the procedure for evaluation of the EE for a nanoparticle-based drug formulation taking doxorubicin loaded in the PLGA nanoparticles (PLGA-Dox NP) as a model formulation.
Materials and methods. The PLGA-Dox NP were prepared by a “double emulsion” method at pH of the external aqueous phase of 7.4 or 6.4. The NP size and size distribution (PDI) were determined by photon correlation spectroscopy (PCS) and transmission electron microscopy (TEM). For the EE evaluation of doxorubicin, the NP were separated by centrifugation (CF), ultrafiltration (UF), or gel filtration. The efficiency of NP separation by the CF method was evaluated by the PLGA content in the supernatant by capillary electrophoresis (CZE).
Results and discussion. The average hydrodynamic diameter of the PLGA-Dox/7.4 and PLGA-Dox/6.4 NP (FCS) was 103 ± 10 nm and 141 ± 8 nm, respectively. According to the TEM data, the main fraction of the NP averaged 50 ± 16 nm. The EE of doxorubicin, determined after the NP separation by centrifugation at 48254.g, was 78.9 ± 1.8 % for the PLGA-Dox/6.4 and 91.5 ± 0.9 % for the PLGA-Dox/7.4 NP with the residual PLGA content in the supernatant of ~5 %. At lower acceleration the NP separation was incomplete leading to underestimation of the EE. Also, the ultrafiltration method using the filters with the NMWL of 50 and 100 kDa enabled the reliable NP separation with the minimal doxorubicin adsorption on the filter (<4 %). Separation of the NP by gel filtration led to the underestimation of the EE due to considerable desorption of doxorubicin from the NP surface.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.