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

O objetivo geral deste trabalho é mostrar a síntese de nanoesponjas de ciclodextrina, convertê-las em hidrogéis carregados com drogas e estudar a difusividade da droga dentro do hidrogel por rotação de ângulo mágico de alta resolução, espectroscopia de ressonância magnética nuclear. A nanoesponja de ciclodextrina é preparada por polimerização em etapas de crescimento entre ciclodextrinas, ou CDs, e o DNA EDTA seco. Se não mencionarmos, nossa rede de unidades de CD é fórmica, capaz de absorver e liberar espécies orgânicas e inorgânicas.

A principal vantagem da RMN de rotação de ângulo mágico de alta resolução é monitorar a propriedade de transferência do medicamento encapsulado dentro de um hospedeiro polimérico com potencial interesse para a entrega de medicamentos. A abordagem sintética é muito simples e é realizada à temperatura ambiente. A reação de polimerização em etapas ocorre em cerca de 10 minutos.

Escolhemos o ibuprofeno como exemplo de um medicamento preso em métricas de hidrogênio polimérico, representativo de uma entrega dobrável de seis carros. Seque a beta-ciclodextrina em um forno a 100 graus Celsius até um peso constante. Além disso, seque 250 mililitros de DMSO e 100 mililitros de trietilamina em quatro peneiras moleculares de Angstrom por 24 horas antes de usá-los no protocolo.

Introduza 25 mililitros de DMSO em um balão de fundo redondo de 50 mililitros e pescoço único. 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 usando uma pipeta graduada de 10 mililitros. Mergulhar o balão num banho-maria à temperatura ambiente e manter a mistura agitada durante 15 minutos. Para a preparação da nanoesponja de ciclodextrina um-quatro, adicione 5,124 gramas de diaanidrido EDTA sob agitação intensa.

E para a preparação da nanoesponja de ciclodextrina um-oito, adicione 10.248 gramas de diaanidrido EDTA sob agitação intensa. Após três horas, remova o material sólido, que é a nanoesponja de ciclodextrina, do frasco usando uma espátula e esmague-o grosseiramente com um almofariz e pilão. Lave o material sólido em um banho de acetona, depois lave e filtre o material sólido em papel de filtro.

Depois de secar todo o material sólido ao ar em temperatura ambiente por 48 horas, esmague o material seco finamente usando um almofariz e pilão. Em seguida, mantenha-o sob vácuo por duas horas a 45 graus Celsius. Para a preparação de amostras de RMN de fiação de ângulo mágico de alta resolução, primeiro prepare uma solução de sal de sódio de ibuprofeno 0,27 molar em água deuterada.

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

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

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

Execute um espectro unidimensional, obtenha os espectros de massa HR de difusão do ibuprofeno em hidrogéis de nanoesponja de ciclodextrina um-quatro e nanoesponja de ciclodextrina um-oito usando a sequência de pulso de spin-eco de gradiente pulsado na ressonância de prótons. Os experimentos de difusão são realizados usando a sequência de pulso conduzida pela BP. Este é um experimento pseudo-bidimensional com uma rampa de gradiente aumentando linearmente de 2% a 100% de força de gradiente na dimensão indireta.

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

As medições do tempo de difusão variável são realizadas incrementando o tempo de difusão na faixa de 50 a 200 milissegundos. Para cada experimento, uma matriz de 32 espectros é coletada. Em seguida, processe os dados conforme descrito no protocolo de texto.

O experimento spin-eco básico de 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 força do gradiente aumenta. O ajuste de decaimento fornece o deslocamento quadrático médio molecular, indicado como Z-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 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 de hidrogel.

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

O ibuprofeno aprisionado na matriz de hidrogel apresenta dois regimes de difusão diferentes de acordo com a preparação do polímero. Os hidrogéis das 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, essa reação pode ser feita em alto rendimento e pureza em uma hora, se for executada corretamente. Os materiais apresentam interessante capacidade de absorção de água pela formação de 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 usando técnicas de RMN HMS.

Os resultados de RMN sobre a difusão do ibuprofeno nos hidrogéis preparados a partir de nanoesponjas de ciclodextrina indicam que a difusão pode ser modulada por uma preparação adequada dos polímeros. O ibuprofeno apresenta regime subdifusivo e superdifusivo em hidrogéis de nanoesponjas de ciclodextrina. Este achado pode ser explorado para o projeto original das propriedades de liberação do andaime de hidrogênio das nanoesponjas de ciclodextrina.