Materiały węglowe jako nośniki leków - wykorzystanie nowatorskiej metody HMD (hot-melt deposition) w syntezie układów kontrolowanego uwalniania paracetamolu

• Autorzy: Bielicka A. , Wiśniewski M. , Terzyk A. P. , Gauden P. A. , Furmaniak S. , Kowalczyk P.

Warianty tytułu

EN

Carbon Materials as Drug Carriers - the Use of Innovative Method of HMD (Hot-Melt Deposition) in the Synthesis of New Drug Delivery Systems of Paracetamol

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda „hot-melt deposition” (HMD) cieszy się coraz większym zainteresowaniem, o czym świadczą liczne prace dotyczące preparatyki nośników leków otrzymywanych na bazie polimerów. Osadzanie leków metodą HMD ma na celu rozproszenie medykamentu w homogeniczny sposób w stosowanej matrycy. Metoda ta umożliwia wykorzystanie trudno lub słabo rozpuszczalnych leków w preparowanych układach uwalniania leków. Przedstawione wyniki systematycznych badań adsorpcji paracetamolu na zamkniętych, komercyjnie dostępnych i niemodyfikowanych nanorurkach węglowych, a także wybranych węglach aktywnych z wykorzystaniem analizy termicznej, adsorpcji metodą statyczną i dynamiczną, symulacji metodą dynamiki molekularnej pozwoliły potwierdzić, iż paracetamol w przestrzeniach międzyrurowych i w porach węgli aktywnych występuje w postaci nanoagregatów. W niniejszej pracy przedstawiono także wyniki badań osadzania paracetamolu na wybranych materiałach węglowych metodą HMD poprzez wygrzewanie w wysokich temperaturach. Zastosowanie powyższej metodyki umożliwiło otrzymanie nowego rodzaju nośnika leku. Nowe układy charakteryzowały się różną szybkością procesu uwalniania medykamentu, która zależała od typu węglowej matrycy i parametrów procesu. Metoda „hot-melt” okazuje się perspektywiczną metodą otrzymywania nowych skutecznych i efektywnych układów uwalniania leków z wykorzystaniem nanorurek węglowych jako nośników.

EN

A method called hot-melt deposition (HMD) has increasingly been reported in the pharmaceutical literature as a means of preparing of polymer drug deliver vehicles. HMD has been widely applied to disperse drugs in a matrix down to the molecular level. This tech nology gives new hope to the glass or solid solution approach as a delivery system for poorly soluble drugs. We discussed the results of systematic studies of paracetamol adsorption on closed, commercially available, unmodified carbon nanotubes and some active carbons. The results of thermal analysis, static and dynamic adsorption measurements, and molecular dynamics simulation lead to suggestion about the formation of paracetamol nanoaggregates in the interstitial spaces between nanotubes and in the pores in active carbons. Next we illustrate that the behavior of adsorbed paracetamol during heating leads to the creation of a new drug delivery system. This new system has different rate of drug deposition which depends of the type of applied carbons matrix as well as the parameters of process. Moreover, we show that the creation of nanoagreggates can be successfully applied in new drug delivery vehicles. Summing up, it should be pointed out that carbon nanotubes can be very promising materials for preparation of new drug delivery systems.

Słowa kluczowe

PL

nanorurki węglowe; węgiel aktywny; paracetamol; hot-melt deposition

EN

carbon nanotube; activated carbon; paracetamol; hot-melt deposition

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 3
• Strony: 323--330
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Bielicka A.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, Zespół Fizykochemii Materiałów Węglowych, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Wiśniewski M.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, Zespół Fizykochemii Materiałów Węglowych, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Terzyk A. P.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, Zespół Fizykochemii Materiałów Węglowych, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Gauden P. A.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, Zespół Fizykochemii Materiałów Węglowych, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Furmaniak S.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Wydział Chemii, Zespół Fizykochemii Materiałów Węglowych, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń

autor

Kowalczyk P.

• Uniwersytet Technologiczny w Curtin, Wydział Chemii, Instytut Nanotechnologii P.O. Box U1987, Perth, WA 6845, Australia

Bibliografia

• [1] Qi S., Gryczke A., Belton P., Craig D.Q.M., Characterisation of solid dispersions of paracetamol and EUDRAGIT® E prepared by hot-melt extrusion using thermal, microthermal and spectroscopic analysis, Internat. J. Pharmac. 2008, 354, 158-167.
• [2] Crowley M.M., Hang F., Repka M.A., Thumma S., Upadhye S.B., Battu S.K., McGinity J.W., Martin Ch., Pharmaceutical applications of hot-melt extrusion: Part I, Drug Development and Industrial Pharmacy 2007, 33, 909-926.
• [3] Repka M.A., Battu S.K., Upadhye S.B., Thumma S., Crowley M.M., Hang F., Martin Ch., McGinity J.W., Pharmaceutical applications of hot-melt extrusion: Part II, Drug Development and Industrial Pharmacy 2007, 33, 1043-1057.
• [4] Terzyk A.P., Pacholczyk A., Wiśniewski M., Gauden P.A., Enhanced adsorption of paracetamol on closed carbon nanotubes by formation of nanoaggregates: Carbon nanotubes as potential materials in hot-melt drug deposition-experiment and simulation, J. Colloid Interface Sci. 2012, 376, 209-216.
• [5] Breitenbach J., Melt extrusion: from process to drug delivery technology, Europ. J. Pharmac. Biopharmac. 2002, 54, 107-117.
• [6] Zimmermann B., Baranovic G., Thermal analysis of paracetamol polymorphs by FT-IR spectroscopies, J. Pharmac. Biomed. Anal. 2011, 54, 295-302.
• [7] Pacholczyk A.M., Terzyk A.P., Wiśniewski M., Perspektywy zastosowania nowych nanomateriałów węglowych w kontrolowanym uwalnianiu leków, Wiadomości Chemiczne 2010, 64, 1-2, 23-44.
• [8] Farmakopea Polska VIII, Vol. I, PZWL, Warszawa 2008.
• [9] Gauden P.A., Terzyk A.P., Ćwiertnia M.S., Rychlicki G., Newcombe G., Kowalczyk P., Benzene adsorption on carbonaceous materials: The influence of pore structure on the state of the adsorbate, Appl. Surface Sci. 2006, 253, 2525-2539.
• [10] Terzyk A.P., Gauden P.A., Rychlicki G., Corrected thermodynamic description of adsorption via formalism of the theory of volume filling of micropores, J. Colloid Interface Sci. 2006, 298, 66-73.