Vitamin E-loaded polymeric nanoparticles from biocompatible adipate-based copolymer obtained using the nanoprecipitation method

• Autorzy: Sokołowska Martyna , Marchwiana Maja , El Fray Miroslawa

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2022.11.1

Warianty tytułu

PL

Nanocząstki polimerowe z witaminą E na bazie biokompatybilnego kopolimeru adypinowego otrzymane metodą nanostrącania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An enzymatic synthesis of new aliphatic biopolyesters - poly(butylene adipate)-co-(dilinoleic adipate) (PBA-DLA) with the use of monomers obtained from natural sources was carried out. Lipase B from the strain Candida antarctica (CALB) was used as a biocatalyst. The chemical structure of the PBA-DLA copolyester was confirmed by 1H NMR. In vitro biological studies did not show its cytotoxic effect on mouse fibroblast cells. PBA-DLA nanoparticles obtained in a single-stage nanoprecipitation process were used to encapsulate hydrophobic α-tocopherol (α-TP), the main component of vitamin E, obtaining an encapsulation efficiency of 48-74% (EE%) depending on the concentration of α-TP (2.5; 5; 10 mg/ml), which was confirmed by dynamic light scattering (DLS) analysis, ultraviolet spectroscopy (UV-VIS) and 1H NMR.

PL

Przeprowadzono syntezę enzymatyczną nowych alifatycznych biopoliestrów - poli(adypinianu butylenu)-co-(adypinianu dilinolu) (PBA-DLA) z użyciem monomerów pozyskiwanych z naturalnych źródeł. Jako biokatalizator zastosowano lipazę B ze szczepu Candida antarctica (CALB). Chemiczną strukturę kopoliestru PBA-DLA potwierdzono metodą 1H NMR. Badania biologiczne in vitro nie wykazały jego cytotoksycznego wpływu na komórki mysich fibroblastów. Otrzymane w jednoetapowym procesie nanostrącania nanocząstki PBA-DLA zastosowano do enkapsulacji hydrofobowego α-tokoferolu (α-TP), głównego składnika witaminy E, uzyskując wydajność enkapsulacji 48-74% (EE%) w zależności od zastosowanego stężenia α-TP (2,5; 5; 10 mg/ml), co potwierdzono poprzez analizę dynamicznego rozpraszania światła (DLS), spektroskopię w ultrafiolecie (UV-VIS) oraz 1H NMR.

Słowa kluczowe

EN

poly(butylene adipate); enzymatic synthesis; CALB; block copolymers; polycondensation; nanoprecipitation; vitamin E

PL

poli(adypinian butylenu); synteza enzymatyczna; kopolimery blokowe; polikondensacja; nanostrącanie; witamina E

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 67, nr 11-12
• Strony: 543--551
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sokołowska Martyna

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Department of Polymer and Biomaterials Science, Al. Piastow 45, 71-311 Szczecin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7432-1662

autor

Marchwiana Maja

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Department of Polymer and Biomaterials Science, Al. Piastow 45, 71-311 Szczecin, Poland

autor

El Fray Miroslawa

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Department of Polymer and Biomaterials Science, Al. Piastow 45, 71-311 Szczecin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-2474-3517

Bibliografia

• [1] Peer D., Karp J.M., Hong S. et al.: Nature Nanotechnology 2007, 2(12), 751. https://doi.org/10.1038/nnano.2007.387
• [2] Castaldello A., Brocca-Cofano E., Voltan R. et al.; Vaccine 2006, 24(29–30), 5655. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2006.05.058
• [3] Houchin-Ray T., Whittlesey K.J., Shea L.D.: Molecular Therapy 2007, 15(4), 705. https://doi.org/10.1038/sj.mt.6300106
• [4] Sun W., Wang H., Xie C., et al.: Journal of Controlled Release 2006, 115(3), 259. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2006.08.007
• [5] Mohd Zaffarin A.S., Ng S.-F., Ng M.H. et al.: International Journal of Nanomedicine 2020, 15, 9961. https://doi.org/10.2147/IJN.S276355
• [6] Kamaly N., Xiao Z., Valencia P.M. et al.: Chemical Society Reviews 2012, 41(7), 2971. https://doi.org/10.1039/c2cs15344k
• [7] Zhang L., Chan J.M., Gu F.X. et al.: ACS Nano 2008, 2(8), 1696. https://doi.org/10.1021/nn800275r
• [8] Chou L.Y.T., Ming K., Chan W.C.W.: Chemical Society Reviews 2011, 40(1), 233. https://doi.org/10.1039/C0CS00003E
• [9] Lassalle V., Ferreira M.L.: Macromolecular Bioscience 2007, 7(6), 767. https://doi.org/10.1002/mabi.200700022
• [10] Jiang X., Xin H., Ren Q. et al.: Biomaterials 2014, 35(1), 518. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2013.09.094
• [11] Varga N., Turcsányi Á., Hornok V. et al.: Pharmaceutics 2019, 11(7), 357. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics11070357
• [12] McCall R.L., Sirianni R.W.: Journal of Visualized Experiments 2013, 82. https://doi.org/10.3791/51015
• [13] Park K., Skidmore S., Hadar J. et al.: Journal of Controlled Release 2019, 304, 125. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.05.003
• [14] Wan F., Yang M.: International Journal of Pharmaceutics 2016, 498(1–2), 82. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2015.12.025
• [15] Ecoflex® (PBAT): The original since 1998 – certified compostable biopolymer. https://plastics-rubber.basf.com/global/en/performance_polymers/products/ecoflex.html (access date 10.11.2022).
• [16] Siafaka P.I., Barmbalexis P., Bikiaris D.N.: European Journal of Pharmaceutical Sciences, 2016, 88, 12. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2016.03.021
• [17] Koster R.M., Bogert M., de Leeuw B. et al.: Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 1998, 134(1–3), 159. https://doi.org/10.1016/S1381-1169(98)00032-6
• [18] Jäger A., Gromadzki D., Jäger E. et al.: Soft Matter 2012, 8(16), 4343. https://doi.org/10.1039/c2sm07247e
• [19] Prowans P., Kowalczyk R., Wiszniewska B. et al.: ACS Omega 2019, 4(22), 19765. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b02539
• [20] Skrobot J., Zair L., Ostrowski M. et al.; Biomaterials, 2016, 75, 182. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2015.10.037
• [21] Tallawi M., Zebrowski D.C., Rai R. et al.: Tissue Engineering Part C: Methods 2015, 21(6), 585. https://doi.org/10.1089/ten.tec.2014.0445
• [22] Bahramian B., Ma Y., Rohanizadeh R. et al.: Green Chemistry 2016, 18(13), 3740. https://doi.org/10.1039/C5GC01687H
• [23] Riss T.L., Moravec R.A.: ASSAY and Drug Development Technologies 2004, 2(1), 51. https://doi.org/10.1089/154065804322966315
• [24] Ciecholewska-Juśko D., Żywicka A., Junka A. et al.: Carbohydrate Polymers 2021, 253, 117247. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117247
• [25] Sokołowska M., Nowak-Grzebyta J., Stachowska E. et al.: Materials 2022, 15(3), 1132. https://doi.org/10.3390/ma15031132
• [26] de Oliveira A.M., Jäger E., Jäger A. et al.: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2013, 436, 1092. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2013.08.056