Propiedades de transporte de ibuprofeno encapsulado en ciclodextrina nanoesponja hidrogeles: un protón HR-MAS RMN Espectroscopia de Estudio

El objetivo general de este trabajo es mostrar la síntesis de nanoesponjas de ciclodextrina, convertirlas en hidrogeles cargados con fármacos y estudiar la difusividad del fármaco en el interior del hidrogel mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear de espín de ángulo mágico de alta resolución. Las nanoesponjas de ciclodextrina se preparan mediante polimerización de crecimiento escalonado entre ciclodextrinas, o CD, y el ADN EDTA secado. Si no lo mencionamos, nuestra red de unidades de CD es fórmica, capaz de absorber y liberar especies orgánicas e inorgánicas.

La principal ventaja de la RMN de giro en ángulo mágico de alta resolución es monitorear la propiedad de transferencia del fármaco encapsulado dentro de un huésped polimérico con interés potencial para la administración de fármacos. El enfoque sintético es muy simple y se realiza a temperatura ambiente. La reacción de polimerización de crecimiento escalonado tiene lugar en unos 10 minutos.

Hemos elegido el ibuprofeno como ejemplo de un fármaco atrapado en las métricas de hidrógeno polimérico, representativo de una entrega plegable de seis coches. Secar la beta ciclodextrina en un horno a 100 grados centígrados hasta un peso constante. Además, seque 250 mililitros de DMSO y 100 mililitros de trietilamina sobre cuatro tamices moleculares Angstrom durante 24 horas antes de usarlos en el protocolo.

Introduzca 25 mililitros de DMSO en un matraz de fondo redondo de 50 mililitros y un solo cuello. Bajo agitación magnética, añadir 5.675 gramos de beta-ciclodextrina. Agregue el polvo de beta-ciclodextrina en pequeñas porciones al DMSO para reducir la formación de grumos.

Después de unos 30 minutos, agregue seis mililitros de trietilamina a la solución homogénea con una pipeta graduada de 10 mililitros. Sumerja el matraz en un baño de agua mantenido a temperatura ambiente y mantenga la mezcla revolviendo durante 15 minutos. Para la preparación de la nanoesponja de ciclodextrina uno-cuatro, agregue 5.124 gramos de dianhidruro EDTA bajo agitación intensa.

Y para la preparación de la nanoesponja de ciclodextrina uno-ocho, agregue 10.248 gramos de dianhídrido EDTA bajo agitación intensa. Después de tres horas, retire el material sólido, que es la nanoesponja de ciclodextrina, del matraz con una espátula y tritúrelo macroscópicamente con un mortero. Lave el material sólido en un baño de acetona, luego lave y filtre el material sólido en papel de filtro.

Después de secar todo el material sólido en el aire a temperatura ambiente durante 48 horas, triture finamente el material seco con un mortero. Luego, manténgalo al vacío durante dos horas a 45 grados centígrados. Para la preparación de muestras de RMN de giro en ángulo mágico de alta resolución, primero prepare una solución de sal sódica de ibuprofeno 0,27 molar en agua deuterada.

Agregue 20 miligramos de nanoesponja de ciclodextrina uno-cuatro y dos miligramos de carbonato de sodio anhidro a 150 microlitros de la solución en un vial de vidrio de dos mililitros. Mezclar el contenido del vial con una pequeña espátula para homogeneizarlo. Repita este proceso para el polímero de nanoesponja de ciclodextrina uno-ocho.

Obtener un hidrogel homogéneo y perfectamente hinchado es el primer paso clave para un buen espectro de RMN de masa HR. El hidrogel debe colocarse en el rotor de RMN con mucho cuidado, evitando burbujas que puedan causar un giro incorrecto del rotor. Inserte el gel en un rotor de RMN de cinco milímetros adecuado para experimentos de masa HR con una espátula pequeña.

Luego, inserte el rotor en el imán del espectrómetro de RMN. Una vez en el imán, ponga el rotor en rotación mediante una unidad neumática de hasta 4.000 hercios. Para realizar experimentos de RMN de protones y masa HR, configure los parámetros instrumentales con una velocidad de giro del rotor de cuatro kilohercios en la unidad de control neumático de masa y una temperatura de muestra de 305 kelvin en la unidad de temperatura variable.

Ejecute un espectro unidimensional, quire los espectros de masas HR de difusión de ibuprofeno en hidrogeles de nanoesponja de ciclodextrina uno-cuatro y nanoesponja de ciclodextrina uno-ocho utilizando la secuencia de pulso de espín-eco de gradiente pulsado en la resonancia de protones. Los experimentos de difusión se realizan mediante el uso de la secuencia de pulsos LED BP. Se trata de un experimento pseudo bidimensional con una rampa de gradiente que aumenta linealmente desde el 2% hasta el 100% de la fuerza del gradiente en la dimensión indirecta.

La intensidad de la señal se atenúa en función del tiempo de difusión y del pulso de gradiente P30. La optimización de estos parámetros es necesaria antes de ejecutar correctamente un experimento. La optimización se realiza mediante la ejecución de dos mediciones unidimensionales, en las que el tiempo de difusión se mantiene constante mientras que P30 se varía.

Las mediciones de tiempo de difusión variable se llevan a cabo incrementando el tiempo de difusión en el rango de 50 a 200 milisegundos. Para cada experimento, se recopila una matriz de 32 espectros. A continuación, procese los datos como se describe en el protocolo de texto.

El experimento básico de espín-eco de gradiente de campo pulsado permite medir el desplazamiento cuadrático medio molecular del ibuprofeno en los hidrogeles. La intensidad de la señal de RMN decae a medida que aumenta la intensidad del gradiente. El ajuste de desintegración proporciona el desplazamiento cuadrático medio molecular, indicado como Z-cuadrado.

A su vez, el desplazamiento cuadrático medio está relacionado con el tipo de régimen de difusión. El exponente alfa se obtiene experimentalmente mediante una regresión lineal log-log del desplazamiento cuadrático medio en función del tiempo de difusión. El valor del exponente alfa es un descriptor del régimen difusivo observado para el ibuprofeno en la matriz de hidrogel.

La difusión isotrópica sin restricciones existe cuando alfa es igual a uno. Se indica un régimen subdifusivo para un valor alfa inferior a uno. Y un régimen superdifusivo está representado por un valor alfa mayor que uno.

El ibuprofeno atrapado en la matriz de hidrogel muestra dos regímenes de difusión diferentes según la preparación del polímero. Los hidrogeles de las nanoesponjas uno-cuatro están representados por un régimen subdifusivo. Por el contrario, los hidrogeles de las nanoesponjas uno-ocho se caracterizan por un régimen ligeramente superdifusivo.

Una vez dominada, esta reacción se puede realizar con alto rendimiento y pureza en una hora si se realiza correctamente. Los materiales muestran una interesante capacidad de absorción de agua mediante la formación de hidrogeles viscosos, en los que se pueden incorporar fácilmente moléculas biológicamente activas. El estado molecular en las propiedades de transferencia de una molécula biológicamente activa encapsulada en dichas matrices poliméricas se puede estudiar experimentalmente mediante el uso de técnicas de RMN HMS.

Los resultados de la RMN sobre la difusión de ibuprofeno en los hidrogeles preparados a partir de nanoesponjas de ciclodextrina indican que la difusión puede ser modulada por una preparación adecuada de los polímeros. El ibuprofeno muestra un régimen subdifusivo y superdifusivo en hidrogeles de nanoesponjas de ciclodextrina. Este hallazgo puede ser explotado para el diseño original de las propiedades de liberación del andamio de hidrógeno de nanoesponjas de ciclodextrina.