Propriedades de transporte de Ibuprofeno encapsulados em ciclodextrina nanoesponja hidrogéis: A Proton HR-MAS NMR Estudo Spectroscopy

O objetivo geral deste trabalho é demonstrar a síntese de nanotampões de ciclodextrina, convertê-los em hidrogéis carregados com fármacos e estudar a difusividade do fármaco dentro do hidrogel por meio de espectroscopia de ressonância magnética nuclear com giro mágico de alta resolução. Os nanotampões de ciclodextrina são preparados por polimerização de crescimento em etapas entre ciclodextrinas, ou CD, e o EDTA DNA seco. Se não mencionado, nossa rede de unidades de CD é formadora, capaz de absorver e liberar espécies orgânicas e inorgânicas.

A principal vantagem da RMN de alta resolução com rotação em ângulo mágico é monitorar a propriedade de transferência do fármaco encapsulado dentro de um hospedeiro polimérico com potencial aplicação na liberação de fármacos. A abordagem sintética é muito simples e é realizada à temperatura ambiente. A reação de polimerização por etapas ocorre em cerca de 10 minutos.

Escolhemos o ibuprofeno como exemplo de uma substância aprisionada em matrizes poliméricas de hidrogênio, representativa de uma entrega com liberação prolongada de seis vezes. Seque a beta-ciclodextrina em estufa a 100 graus Celsius até atingir peso constante. Além disso, seque 250 mililitros de DMSO e 100 mililitros de trietilamina sobre peneiras moleculares de quatro angstrons por 24 horas antes de utilizá-los no protocolo.

Introduza 25 mililitros de DMSO em um balão de fundo redondo de 50 mililitros com uma boca. Sob agitação magnética, adicione 5,675 gramas de beta-ciclodextrina. Adicione o pó de beta-ciclodextrina em pequenas porções ao DMSO para reduzir a formação de grumos.

Após cerca de 30 minutos, adicione seis mililitros de trietilamina à solução homogênea utilizando uma pipeta graduada de 10 mililitros. Mergulhe o frasco em um banho-maria mantido à temperatura ambiente e mantenha a mistura sob agitação por 15 minutos. Para a preparação da nanoesponja de ciclodextrina um-quatro, adicione 5,124 gramas de anidrido de EDTA sob agitação intensa.

E para a preparação do nanosponja de ciclodextrina um-oitavo, adicione 10,248 gramas de anidrido EDTA sob agitação intensa. Após três horas, remova o material sólido, que é o nanosponja de ciclodextrina, do frasco usando uma espátula e triture-o grosseiramente com um pilão e um almofariz. Lave o material sólido em um banho de acetona, depois lave e filtre o material sólido em papel de filtro.

Após secar todo o material sólido ao ar, à temperatura ambiente, durante 48 horas, triture finamente o material seco usando um almofariz e pistilo. Em seguida, mantenha-o sob vácuo por duas horas a 45 graus Celsius. Para a preparação da amostra de RMN com rotação em ângulo mágico de alta resolução, prepare primeiro uma solução de 0,27 molar de sal de sódio do ibuprofeno em água deuteriorada.

Adicione 20 miligramas de nanosponja de ciclodextrina um-quatro e dois miligramas de carbonato de sódio anidro a 150 microlitros da solução em um vial de vidro de dois mililitros. Misture o conteúdo do vial com uma espátula pequena para homogeneizá-lo. Repita este processo para o polímero de nanosponja de ciclodextrina um-oito.

Obter um hidrogel homogêneo e perfeitamente inchado é o primeiro passo essencial para um bom espectro de RMN em massa de alta resolução. O hidrogel deve ser colocado no rotor de RMN com muito cuidado, evitando bolhas que possam causar rotação incorreta do rotor. Insira o gel em um rotor de RMN de cinco milímetros adequado para experimentos de massa em alta resolução usando uma espátula pequena.

Em seguida, insira o rotor no ímã do espectrômetro de RMN. Uma vez no ímã, coloque o rotor em rotação por meio de uma unidade pneumática até 4.000 hertz. Para realizar experimentos de RMN de prótons em alta resolução, configure os parâmetros instrumentais com uma velocidade de rotação do rotor de quatro quilohertz na unidade de controle pneumático de massa e uma temperatura da amostra de 305 kelvin na unidade de temperatura variável.

Execute um espectro unidimensional, adquira os espectros de massa com alta resolução de difusão do ibuprofeno em hidrogéis de nanoesponja de ciclodextrina um-quatro e nanoesponja de ciclodextrina um-oito utilizando a sequência de pulso eco de spin com gradiente pulsado na ressonância do próton. Os experimentos de difusão são realizados utilizando a sequência de pulso BP led. Este é um experimento pseudo bidimensional com uma rampa de gradiente aumentando linearmente de 2% a 100% da intensidade do gradiente na dimensão indireta.

A intensidade do sinal é atenuada dependendo do tempo de difusão e do pulso de gradiente P30. A otimização desses parâmetros é necessária antes de executar adequadamente um experimento. A otimização é realizada executando duas medidas unidimensionais, nas quais o tempo de difusão é mantido constante enquanto P30 é variado.

As medições com tempos de difusão variáveis são realizadas aumentando o tempo de difusão na faixa de 50 a 200 milissegundos. Para cada experimento, é coletado um conjunto de 32 espectros. Em seguida, processe os dados conforme descrito no protocolo textual.

O experimento básico de eco de spin com gradiente de campo pulsado permite a medição do deslocamento quadrático médio molecular do ibuprofeno nos hidrogéis. A intensidade do sinal de RMN decai à medida que a intensidade do gradiente aumenta. O ajuste da curva de decaimento fornece o deslocamento quadrático médio molecular, indicado como Z-ao-quadrado.

Por sua vez, o deslocamento quadrático médio está relacionado ao tipo de regime de difusão. O expoente alfa é obtido experimentalmente por uma regressão linear em escala log-log do deslocamento quadrático médio em função do tempo de difusão. O valor do expoente alfa é um descritor do regime difusivo observado para o ibuprofeno na matriz do hidrogel.

A difusão irrestrita isotrópica ocorre quando alfa é igual a um. Um regime subdifusivo é indicado para um valor de alfa menor que um. E um regime superdifusivo é representado por um valor de alfa maior que um.

O ibuprofeno aprisionado na matriz do hidrogel apresenta dois regimes de difusão diferentes, conforme a preparação do polímero. Os hidrogéis de nanoesponjas um-quatro são representados por um regime subdifusivo. Por outro lado, os hidrogéis de nanoesponjas um-oito são caracterizados por um regime ligeiramente superdifusivo.

Uma vez dominada, esta reação pode ser realizada com alto rendimento e pureza em uma hora, se for realizada corretamente. Os materiais demonstram capacidade interessante de absorção de água ao formar hidrogéis viscosos, nos quais moléculas biologicamente ativas podem ser facilmente incorporadas. O estado molecular nas propriedades de transferência de uma molécula biologicamente ativa encapsulada em tais matrizes poliméricas pode ser estudado experimentalmente utilizando técnicas de RMN de HMS.

Os resultados de RMN sobre a difusão de ibuprofeno nos hidrogéis preparados a partir de nanosponjas de ciclodextrina indicam que a difusão pode ser modulada por uma preparação adequada dos polímeros. O ibuprofeno apresenta tanto regime subdifusivo quanto superdifusivo em hidrogéis de nanosponjas de ciclodextrina. Essa descoberta pode ser explorada para o design original das propriedades de liberação da estrutura de suporte de nanosponjas de ciclodextrina.