Chitosan-based nanocapsules of core-shell architecture

• Autorzy: Szafraniec J. , Odrobińska J. , Lachowicz D. , Kania G. , Zapotoczny S.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.509

Warianty tytułu

PL

Nanokapsuły typu rdzeń-otoczka na bazie chitozanu

• Konferencja: International Conference MoDeSt (9 ; 04–08.09. 2016 ; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

N-dodecyl derivative of cationically modified chitosan was used to prepare core-shell nanocapsules templated on liquid cores. Surfactant-free method based on ultrasound-assisted direct emulsification of aqueous solution of polysaccharide with oleic acid was applied. Formation of spherical capsules was confirmed by scanning and transmission electron microscopies. Dynamic light scattering measurements were used to determine physicochemical parameters of the obtained particles as well as to follow the process of multilayer shell formation. Confocal microscopy was applied to examine the ability of encapsulation of hydrophobic compounds inside the cores of the nanocapsules. Performed studies confirmed that hydrophobically modified cationic chitosan provides long-term stabilization of oil-in-water emulsion for biomedical applications as no toxic effect was observed in acute oral toxicity studies.

PL

Do przygotowania nanokapsuł na ciekłych rdzeniach stabilizowanych bez użycia małocząsteczkowych surfaktantów użyto N-dodecylowej pochodnej zmodyfikowanego kationowo chitozanu. Kapsuły otrzymano w procesie wspomaganej ultradźwiękami bezpośredniej emulsyfikacji fazy wodnej zawierającej modyfikowany polisacharyd oraz kwas oleinowy. Powstawanie sferycznych kapsuł potwierdzono za pomocą skaningowej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Obrazowanie z użyciem mikroskopii konfokalnej posłużyło natomiast do zbadania zdolności do enkapsulacji hydrofobowych barwników w rdzeniach chitozanowych nanokapsuł. Stosując technikę dynamicznego rozpraszania światła wyznaczono fizykochemiczne parametry nanoemulsji oraz stwierdzono powstawanie wielowarstwowych otoczek. Przeprowadzone badania dowiodły, że zastosowanie hydrofobowo zmodyfikowanej kationowej pochodnej chitozanu pozwala na uzyskanie stabilnych w czasie emulsji typu olej w wodzie. Wykazany brak toksyczności układów w warunkach in vivo pozwala na ich zastosowanie do celów biomedycznych.

Słowa kluczowe

EN

chitosan; core-shell nanocapsules; nanocontainers; amphiphilic polymers; encapsulation

PL

chitozan; nanokapsuły typu rdzeń-otoczka; nanozbiorniki; polimery amfifilowe; inkapsulacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 7-8
• Strony: 509--515
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys.

Twórcy

autor

Szafraniec J.

• Jagiellonian University, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland
• Jagiellonian University Medical College, Faculty of Pharmacy, Medyczna 9, 30-688 Cracow, Poland

autor

Odrobińska J.

• Jagiellonian University, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

autor

Lachowicz D.

• Jagiellonian University, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland
• AGH University of Science and Technology, Academic Centre for Materials and Nanotechnology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Cracow, Poland

autor

Kania G.

• Jagiellonian University, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

autor

Zapotoczny S.

• Jagiellonian University, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

Bibliografia

• [1] Wei H., Wang Y., Guo J. et al.: Journal of Materials Chemistry A 2015, 3, 469. http://dx.doi.org/10.1039/C4TA04791E
• [2] Esser-Kahn A.P., Odom S.A., Sottos N.R. et al.: Macromolecules 2011, 44, 5539. http://dx.doi.org/10.1021/ma201014n
• [3] Andersson Trojer M., Andersson H., Li Y. et al.: Physical Chemistry Chemical Physics 2013, 15, 6456. http://dx.doi.org/10.1039/C3CP50417D
• [4] Mora-Huertas C.E., Fessi H., Elaissari A.: International Journal of Pharmaceutics 2010, 385, 113. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2009.10.018
• [5] Lensen D., Vriezema D.M., van Hest J.C.M.: Macromolecular Bioscience 2008, 8, 991. http://dx.doi.org/10.1002/mabi.200800112
• [6] Chen C.-K., Wang O., Jones C.H. et al.: Langmuir 2014, 30, 4111. http://dx.doi.org/10.1021/la4040485
• [7] He W., Lu Y., Qi J. et al.: International Journal of Pharmaceutics 2013, 445, 69. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2013.01.072
• [8] Karabasz A., Bzowska M., Łukasiewicz S. et al.: Journal of Nanoparticle Research 2014, 16, 1. http://dx.doi.org/10.1007/s11051-014-2340-3
• [9] Łukasiewicz S., Szczepanowicz K., Podgórna K. et al.: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2016, 140, 342. http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2015.12.044
• [10] Szczepanowicz K., Hoel H.J., Szyk-Warszyńska L. et al.: Langmuir 2010, 26, 12 592. http://dx.doi.org/10.1021/la102061s
• [11] Bazyliańska U., Skrzela R., Szczepanowicz K. et al.: Soft Matter 2011, 7, 6113. http://dx.doi.org/10.1039/C1SM05395G
• [12] Bazyliańska U., Skrzela R., Piotrowski M. et al.: Bioelectrochemistry 2012, 87, 147. http://dx.doi.org/10.1016/j.bioelechem.2011.10.006
• [13] Atanase L.I., Riess G.: International Journal of Pharmaceutics 2013, 448, 339. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2013.03.051
• [14] Rymarczyk-Machał M., Szafraniec J., Zapotoczny S., Nowakowska M.: European Polymer Journal 2014, 55, 76. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.03.025
• [15] Szafraniec J., Janik M., Odrobińska J., Zapotoczny S.: Nanoscale 2015, 7, 5525. http://dx.doi.org/10.1039/C5NR00064E
• [16] Szafraniec J., Odrobińska J., Zapotoczny S.: RSC Advances 2016, 6, 31 290. http://dx.doi.org/10.1039/C6RA00431H
• [17] Liu F., Hu J., Liu G. et al.: Polymer Chemistry 2014, 5, 1381. http://dx.doi.org/10.1039/C3PY01316B
• [18] Larsson M., Huang W.-C., Hsiao M.-H. et al.: Progress in Polymer Science 2013, 38, 1307. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.06.009
• [19] Vauthier C., Bouchemal K.: Pharmaceutical Research 2009, 26, 1025. http://dx.doi.org/10.1007/s11095-008-9800-3
• [20] Liu C.-G., Chen X.-G., Park H.-J.: Carbohydrate Polymers 2005, 62, 293. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2005.08.010
• [21] Toriyabe N., Hayashi Y., Hyodo M., Harashima H.: Biological and Pharmaceutical Bulletin 2011, 34, 1084. http://dx.doi.org/10.1248/bpb.34.1084
• [22] Jiang G.-B., Quan D., Liao K., Wang H.: Molecular Pharmaceutics 2006, 3, 152. http://dx.doi.org/10.1021/mp050010c
• [23] Lalush I., Bar H., Zakaria I. et al.: Biomacromolecules 2005, 6, 121. http://dx.doi.org/10.1021/bm049644f
• [24] Wang J.J., Zeng Z.W., Xiao R.Z. et al.: International Journal of Nanomedicine 2011, 6, 765. http://dx.doi.org/10.2147/IJN.S17296
• [25] Mi F.-L., Peng C.-K., Huang M.-F. et al.: Carbohydrate Polymers 2005, 60, 219. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2005.01.014
• [26] Liang G., Jia-Bi Z., Fei X., Bin N.: Journal of Pharmacy and Pharmacology 2007, 59, 661. http://dx.doi.org/10.1211/jpp.59.5.0006
• [27] Dowling M.B., Kumar R., Keibler M.A. et al.: Biomaterials 2011, 32, 3351. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.12.033
• [28] Hassani L.N., Hendra F., Bouchemal K.: Drug Discovery Today 2012, 17, 608. http://dx.doi.org/10.1016/j.drudis.2012.01.016
• [29] Ping J., Duxin L., Ya X. et al.: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2015, 15, 600. https://dx.doi.org/10.1166/jnn.2015.8767
• [30] Bulwan M., Zapotoczny S., Nowakowska M.: Soft Matter 2009, 5, 4726. http://dx.doi.org/10.1039/B909355A
• [31] Bulwan M., Wójcik K., Zapotoczny S., Nowakowska M.: Journal of Biomaterials Science Polymer Edition 2012, 23, 1963. http://dx.doi.org/10.1163/092050611X601711
• [32] Szpak A., Kania G., Skórka T. et al.: Journal of Nanoparticle Research 2013, 15, 1372. http://dx.doi.org/10.1007/s11051-012-1372-9
• [33] Szpak A., Fiejdasz S., Prendota W. et al.: Journal of Nanoparticle Research 2014, 16, 2678. http://dx.doi.org/10.1007/s11051-014-2678-6
• [34] Bulwan M., Antosiak-Iwańska M., Godlewska E. et al.: Macromolecular Bioscience 2013, 13, 1610. http://dx.doi.org/10.1002/mabi.201300258
• [35] Sogias A., Williams A.C., Khutoryanskiy V.V.: Biomacromolecules 2008, 9, 1837. http://dx.doi.org/10.1021/bm800276d
• [36] Rabea E.I., Badawy M.E., Stevens C.V. et al.: Biomacromolecules 2003, 4, 1457. http://dx.doi.org/10.1021/bm034130m
• [37] Zhang J., Chen X.G., Li Y.Y., Liu C.S.: Nanomedicine 2007, 3, 258. http://dx.doi.org/10.1016/j.nano.2007.08.002
• [38] Karewicz A., Bielska D., Loboda A. et al.: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2013, 109, 307. http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2013.03.059
• [39] Miller M.M., Wasik S.P., Huang G.-L. et al.: Environmental Science and Technology 1985, 19, 522. http://dx.doi.org/10.1021/es00136a007

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).