Полимерные конъюгаты цефотаксима и кинетика его высвобождения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью проведенного исследования являлось изучение продуктов взаимодействия в растворе антибиотика цефотаксима с янтарным ангидридом, сополимером малеинового ангидрида и диальдегидной формой пшеничного крахмала. Показано, что в результате реакции цефотаксима с янтарным ангидридом образуется сукцинамид; для сополимера малеинового ангидрида вероятно связывание цефотаксима по типу нековалентного межмолекулярного взаимодействия. Обнаружено образование азометинового производного окисленного полисахарида с цефотаксимом, мольное соотношение исходных глюкозидных звеньев крахмала, диальдегидных непрореагировавших и связанных с цефотаксимом азометиновой связью составляет 0,204:0,606:0,19. Изучено высвобождение лекарственного вещества из полученной матричной формы в различных биорелевантных средах (физраствор, фосфатный буфер, буфер Трис-HCl). Установлено, что количество высвободившегося цефатоксима приближается к 100% за 10 ч, процесс его высвобождения протекает по двум фазам. В течение первой фазы (1–2 ч) в раствор выходит от 70 (рН 7,4–8,0) до 35% (рН 7,14) лекарственного вещества, после чего скорость процесса существенно снижается. Обработка кинетических данных по уравнениям первого порядка и Хигучи показала соответствие обеим моделям. Найденные константы скорости возрастают пропорционально величине рН раствора. Предполагается, что первоначально протекает гидролиз азометиновой связи с отщеплением молекул цефотаксима от полимерной матрицы, затем растворение находящихся на поверхности макромолекул окисленного крахмала, вследствие повышения вязкости слоя раствора, окружающего частицу конъюгата, скорость гидролиза снижается. В целом высвобождение цефотаксима из конъюгата протекает как реакция псевдопервого порядка, сопровождающаяся вкладом диффузионных процессов.

Об авторах

Т. Г. Тюрина

Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко

Автор, ответственный за переписку.
Email: t_tiurina@mail.ru

Т. В. Крюк

Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко

Email: ktvl2010@mail.ru

Н. О. Шевчук

Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко

Email: minarina@mail.ru

Список литературы

  1. Bajwa N., Mahal S., Singh P.A., Jyoti K., Dewangan P., Madan J., et al. Drug – polymer conjugates: challenges, opportunities, and future prospects in clinical trials // Polymer-drug conjugates: linker chemistry, protocols and applications / eds J. Madan, A. Baldi, M. Chaudhary, N. Chopra. Cham: Springer, 2023. P. 389–469. doi: 10.1016/B978-0-323-91663-9.00011-4.
  2. Wable R.S., Jamble V.K., More A.V. Antibiotics resistance: global threat to public health // International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2024. Vol. 2, no. 2. Р. 1–9. doi: 10.5281/zenodo.10602984.
  3. Kamaruzzaman N.F, Tan L.P., Hamdan R.H., Choong S.S., Wong W.K., Gibson A.J., et al. Antimicrobial polymers: the potential replacement of existing antibiotics? // International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20, no. 11. P. 2747. doi: 10.3390/ijms20112747.
  4. Vilar G., Tulla-Puche J., Albericio F. Polymers and drug delivery systems // Current Drug Delivery. 2012. Vol. 9, no. 4. P. 367–394. doi: 10.2174/156720112801323053.
  5. Sung Y.K., Kim S.W. Recent advances in polymeric drug delivery systems // Biomaterials Research. 2020. Vol. 24. P. 12. doi: 10.1186/s40824-020-00190-7.
  6. Tudu M., Samanta A. Natural polysaccharides: chemical properties and application in pharmaceutical formulations // European Polymer Journal. 2023. Vol. 184. P. 111801. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2022.111801.
  7. Nagaraja A., Jalageri M.D, Puttaiahgowda Y.M., Reddy K.R., Raghu A.V. A review on various maleic anhydride antimicrobial polymers // Journal of Microbiological Methods. 2019. Vol. 163. P. 105650. doi: 10.1016/j.mimet.2019.105650.
  8. Wal K., Stawiński W., Dmochowska A., Rutkowski P. Advanced antimicrobial materials and applications: maleic anhydride antimicrobial polymers // Advanced antimicrobial materials and applications / eds Inamuddin, M.I. Ahamed, R. Prasad. Singapore: Springer, 2020. P. 171–192. doi: 10.1007/978-981-15-7098-8_7.
  9. Münster L., Fojtů M., Capáková Z., Muchová M., Musilová L., Vaculovič T., et al. Oxidized polysaccharides for anticancer-drug delivery: what is the role of structure? // Carbohydrate Polymers. 2021. Vol. 257. P. 117562. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.117562.
  10. Falsafi S.R., Topuz F., Rostamabadi H. Dialdehyde carbohydrates – advanced functional materials for biomedical applications // Carbohydrate Polymers. 2023. Vol. 321. P. 121276. doi: 10.1016/j.carbpol.2023.121276.
  11. Yong H., Liu J. Recent advances on the preparation conditions, structural characteristics, physicochemical properties, functional properties and potential applications of dialdehyde starch: a review // International Journal of Biological Macromolecules. 2024. Vol. 259. Part 1. P. 129261. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129261.
  12. Tyurina T.G., Kryuk T.V. Modification of maleic anhydride copolymers with aliphatic alkylamines and sulfanilamide // Russian Journal of Applied Chemistry. 2019. Vol. 92, no. 3. P. 351–359. doi: 10.1134/S1070427219030054. EDN: VQTDTA.
  13. Moghadam P.N., Azaryan E., Zeynizade B. Investigation of poly(styrene-alt-maleic anhydride) copolymer for controlled drug delivery of ceftriaxone antibiotic // Journal of Macromolecular Science, Part A: Pure and Applied Chemistry. 2010. Vol. 47, no. 8. Р. 839–848. doi: 10.1080/10601325.2010.492265.
  14. Крюк Т.В., Тюрина Т.Г., Кудрявцева T.A. Конъюгат натрия цефотаксима с картофельным крахмалом как потенциальная система доставки антибактериального средства // Химико-фармацевтический журнал. 2021. Т. 55. N 8. С. 50–54. doi: 10.30906/0023-1134-2021-55-8-50-54. EDN: PSOTWZ.
  15. Bayer I.S. Controlled drug release from nanoengineered polysaccharides // Pharmaceutics. 2023. Vol. 15, no. 5. Р. 1364. doi: 10.3390/pharmaceutics15051364.
  16. Karakus G., Ece A., Yaglioglu A.S., Zengin H.B., Karahan M. Synthesis, structural characterization, and antiproliferative/cytotoxic effects of a novel modified poly(maleic anhydride-co-vinyl acetate)/doxorubicin conjugate // Polymer Bulletin. 2017. Vol. 74. P. 2159–2184. doi: 10.1007/s00289-016-1821-1.
  17. Chauhan K., Kaur J., Kumari A., Kumari A., Chauhan G.S. Efficient method of starch functionalization to bis-quaternary structure unit // International Journal of Biological Macromolecules. 2015. Vol. 80. P. 498–505. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2015.07.011.
  18. Tessanan W., Phinyocheep P., Amornsakchai T. Development of biodegradable thermosetting plastic using dialdehyde pineapple stem starch // Polymers. 2023. Vol. 15, no. 18. P. 3832. doi: 10.3390/polym15183832.
  19. Kalosakas G. Interplay between diffusion and bond cleavage reaction for determining release in polymer – drug conjugates // Materials. 2023. Vol. 16, no. 13. Р. 4595. doi: 10.3390/ma16134595.
  20. Siepmann J., Peppas N.A. Modeling of drug release from delivery systems based on hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) // Advanced Drug Delivery Reviews. 2001. Vol. 48, no. 2-3. P. 139–157. doi: 10.1016/s0169-409x(01)00112-0.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».