2016 (1) 11

https://doi.org/10.15407/polymerj.38.01.081

Double-hydrophilic block copolymer micelles for drag delivery of poorly soluble vitamins in living organisms

N.M. Permyakova1, T.B. Zheltonozhskaya1, M.V. Ignatovskaya2, V.I. Maksin2, O.N. Iakubchak2, D.O. Klymchuk3, M.Ya. Poliyan1, L.N. Grishchenko1

1National Taras Shevchenko University of Kiev, Faculty of Chemistry

60, Vladimirskaya str., Kyiv, 01033, Ukraine

2 National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine

17, Heroyiv Oborony str., Kyiv, 03041, Ukraine

3Institute of Botany NAS of Ukraine

2, Tereschenkovskaya str., Kyiv, 01601, Ukraine

Section: Medical polymers.

Language: Ukrainian.

Abstract:

New effective biocompatible and partly biodegradable micellar nanocontainers for encapsulation and delivery of the vitamin E and it’s analogues in the living organisms were created. Such micellar nanocaries are products of self-assembly of asymmetric block copolymers with chemically complementary (methoxy)poly(ethylene oxide) and poly(acrylic acid) blocks. The conditions of micellar structures formation, their parameters and morphology were studied by UV-Vis spectroscopy, static light scattering and transmission electron microscopy (TEM). It was shown, that the micellization process develops in aqueous media at pH<5 due to hydrophobic interactions between non-polar bound segments of both blocks. The encapsulation of synthetic analogue of the vitamin E – a-Tocopherol acetate in created micellar nanocontainers could dramatically reduce the therapeutic doses of medication.

Keywords: block copolymer, intramolecular polycomplex, micelle, a-Tocopherol acetate, encapsulation.

Література

1. Torchilin V.P.(Ed.) Nanoparticulates as drug carriers. – London, Imperial College Press, 2006. – 754 p.
2. Kwon G.S., Forrest M.L. Amphiphilic block copolymer micelles for nanoscale drug delivery // Drug. Develop. Res. – 2006. – 67. – P. 15-22.
3. Желтоножська Т.Б., Недашківська В.В., Федорчук С.В., Парцевська С.В., Пермякова Н.М., Костенко Л.С. Міцелярні наноконтейнери на основі блок-кополімерів з хімічно комплементарними компонентами для токсичних нерозчинних у воді лікарських субстанцій // Доп. НАН України. – 2011. – № 6. – С. 143-150.
4. Ohya Y., Takahashi A., Nagahama K. Biodegradable polymeric assemblies for biomedical materials // Adv. Polym. Sci. – 2012. – 247. – P. 65-114.
5. Zhang Q., Ko N.R., Oh J.K. Recent advances in stimuli-responsive degradable block copolymer micelles: synthesis and controlled drug delivery applications // Chem. Commun. – 2012. – 48. – P. 7542-7552.
6. Letchford K., Burt H. A review of the formation and classification of amphiphilic block copolymer nanoparticulate structures: micelles, nanospheres, nanocapsules and polymersomes // Eur. J. Pharm. Biopharm. – 2007. – 65. – P. 259-269.
7. Pat. USA 5567433 А. Liposome preparation and material encapsulation method / Collins D. – Publ. 1996.
8. Torchilin V.P. Multifunctional nanocarriers // Adv. Drug. Deliv. Rev. – 2006. – 58. P. 1532–1555.
9. Patent USA 8173167 B2. Micelle composition of polymer and passenger drug/ Kwon G.S., Forrest M.L. – Publ. 2012.
10. Долгоплоск Б.А., Тинякова Е.И. Окислительно-восстановительные системы как источники свободных радикалов. – М.: Наука, 1972. – 240 с.
11. Пермякова Н.М. Кінетичні закономірності блок-кополімеризації полі-акрилової кислоти з монометиловим етером поліетиленгліколю // Полімер. журн. – 2008. – 30, № 3. – С. 222-226.
12. Li P., Li Z., Huang J. Water-soluble star brush copolymer with four arms composed of poly(ethylene oxide) as backbone and poly(acrylic acid) as side chain // Macromolecules.-2007. – 40. – P. 491-498.
13. Poe G. D., Jarrett W.L., Scales C.W., McCormick C.L. Enhanced coil expansion and intrapolymer complex formation of linear poly(methacrylic acid) containing poly(ethylene glycol) graft // Macromolecules. – 2004. – 37. – P. 2603-2612.
14. Shen H., Zang L., Eisenberg A. Thermodynamics of crew-cut micelle formation of polystyrene-b-poly(acrylic acid) diblock copolymers in DMF/H2O mixtures // J. Phys. Chem. Part B. – 1997. – 101. – P. 4697-4708.
15. Permyakova N., Zheltonozhskaya T., Revko O., Grischenko L. Self-assembly and metalation of pH-sensitive double hydrophilic block copolymers with interacting polymer components // Macromol. Symp. -2012.- 317-318, № 1. – P. 63-74.
16. Кабанов В.А., Паписов И.М. Комплексообразование между комплементарными синтетическими полимерами и олигомерами в разбавленных растворах // Высокомол. соединения. Сер. А. – 1979. – 21, № 2. – С. 243-281.
17. Riess G. Micellization of block copolymers // Prog. Polym. Sci. – 2003. – 28. – P. 1107–1170.
18. Alexandridis P., Hatton T.A. Block Copolymers. Polymer materials encyclopedia 1. – Boca Raton: CRC Press, 1996. – P. 743-754.
19. Zheltonozhskaya T., Partsevskaya S., Fedorchuk S., Klymchuk D., Gomza Yu., Permyakova N., Kunitskaya L. Micellar nanocontainers based on PAAm-b-PEO-b-PAAm triblock copolymers for poorly soluble drugs // Europ. Polym. J. – 2013. –49, № 2. – P. 405-418.
20. Кенчингтон А. Аналитические методы белковой химии. Кривые титрования – М.: Иностр. л-ра, 1963. – С. 394-423.
21. Желтоножская Т.Б., Поп Г.С., Еременко Б.В., Ус-ков И.А. Исследование свойств и конформаций в растворе сополимера стирола с N,N-диэтиламино-пропилмоноамидом малеиновой кислоты // Высоко-молекуляр. соединения. Сер. А. – 1981. – 23, № 11. – С. 2425-2435.
22. Маковецький В.П., Максін В.І., Курапова Т.М., Власенко С.О. Дослідження антирадикальної та антиокиснювальної активності сполук МВ-похідних оксихроманів та триметилфенолів. // Біоресурси і природокористування. – 2010. – № 1-2. – С. 28-33.
23. Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. – Москва: Мир; Бином. Лаборатория знаний. – 2006. – 438 с.
24. Левченко В.І. Ветеринарна клінічна біохімія. – Біла Церква, 2002. – 400 c.
25. Приходько О.О. Морфофункціональні зміни периферичної крові в умовах дії екзогенних чинників хімічної природи // Вісник Сумськ. держ. ун-ту. Сер. медицина. – 2010. – № 2. – С. 42-47.