Отримання альгінатних мікросфер різного розміру під впливом електростатичного поля методом електророзпилювання

  • S. V. Narozhnyi Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, Харків, 61016, Україна https://orcid.org/0000-0001-9690-0203
  • I. F. Kovalenko Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, Харків, 61016, Україна https://orcid.org/0000-0002-7063-6712
  • D. A. Mangasarov Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, Харків, 61016, Україна https://orcid.org/0000-0001-7891-9023
  • M. I. Schetinsky Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, Харків, 61016, Україна https://orcid.org/0000-0002-9279-2695
  • O. A. Nardid Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, Харків, 61016, Україна https://orcid.org/0000-0002-9439-0606
Ключові слова: альгінат натрію, мікросфери, метод електророзпилювання, метод отримання мікросфер

Анотація

Актуальність. Мікросфери, отримані з полімерів, як природного, так і синтетичного походження, знайшли застосування у хіміко-фармацевтичній галузі, харчовій промисловості та у сільському господарстві. Незважаючи на це в даний час активно розвиваються різні методи їх отримання. Основними вимогами, що пред'являються до способу отримання мікросфер, є: низька собівартість, гомогенність одержуваного продукту, м'які умови отримання. Одним з перспективних методів отримання мікросфер, який відповідає заявленим вимогам, є метод електророзпилювання. Нині проведено велику кількість досліджень, пов'язаних з вивченням впливу неоднорідного електричного поля на розмір мікросфер з полімерних матеріалів, в той же час практично відсутні роботи, присвячені вивченню впливу однорідного електричного поля на їх розміри.

Мета роботи. Метою даного дослідження було вивчення впливу однорідності електростатичного поля на розмір мікросфер альгінату натрію, отриманих методом електророзпилювання.

Матеріали та методи. Мікросфери альгінату натрію отримували методом електророзпилювання за умови однорідності електростатичного поля, утвореного між контактами експериментальної установки. У роботі використовували альгінат натрію низькою в'язкості (15·10-3–25·10-3Па·с). Як гелюючий розчин був використаний розчин CaCl2 2% концентрації. Розмір мікросфер оцінювали на конфокальному мікроскопі AxioObzerver Z1 (CarlZeiss, Німеччина).

Результати. В ході проведеного дослідження були виявлені основні параметри експериментальної установки, що впливають на розмір отримуваних мікросфер. До них відносяться: величина прикладеної напруги до пластин, що задають форму поля, відстань між пластинами і швидкість подачі полімеру. До найбільш значимих параметрів можна віднести величину прикладеної напруги, так як саме зміна цієї величини викликала найбільшу зміну розміру альгінатних мікросфер.

Висновки. При використанні однорідного електростатичного поля можливо отримати мікросфери альгінату натрію діаметром від 900±5 мкм до 2071±15 мкм за умови збереження сферичної форми частинок.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Chemtob, C., Assimacopoulos, T., & Chaumeil, J. C. (1988). Preparation and characteristics of gelatin microspheres. Drug Development and Industrial Pharmacy, 14(10), 1359-1374.

Jeyanthi, R., & Rao, K. P. (1987). Preparation of gelatin microspheres of bleomycin. International Journal of Pharmaceutics, 35(1-2), 177-179.

Tran, T. H., Ramasamy, T., Poudel, B. K., Marasini, N., Moon, D. K., Choi, H. J., & … Kim, J. O. (2014). Preparation and characterization of spray-dried gelatin microspheres encapsulating ganciclovir. Macromolecular research, 22(2), 124-130.

Sun, R., Shi, J., Guo, Y., & Chen, L. (2009). Studies on the particle size control of gelatin microspheres. Frontiers of Chemistry in China, 4(2), 222-228.

Katti, D., & Krishnamurti, N. (1999). Preparation of albumin microspheres by an improved process. Journal of Microencapsul, 16(2), 232-242.

Kramer, P. A. (1974). Albumin microspheres as vehicles for achieving specificity in drug delivery. Journal of Pharmaceutical Sciences, 63, 1646-1647.

Stenekes, R. J., Franssen, O., van Bommel, E. M., Crommelin, D. J., & Hennink, W. E. (1998). The preparation of dextran microspheres in an all-aqueous system: effect of the formulation parameters on particle characteristics. Pharmaceutical Research, 15(4), 557-561.

Paques, J. P., van der Linden, E., van Rijn, C. J., & Sagis, L. M. (2014). Preparation methods of alginate nanoparticles. Advances in Colloid and Interface Science, 209, 163-171.

Prusse, U., Bilancetti, L., Bučko, M., Bugarski, B., Bukowski, J., Gemeiner, P., & … Vorlop, KD. (2008). Comparison of different technologies for alginate beads production. Chemical Papers, 62(4), 364-374.

Poncelet, D., Neufeld, R. J., Goosen, M. F. A., Burgarski, B., & Babak, V. (1999). Formation of microgel beads by electric dispersion of polymer solutions. AIChE Journal, 45(9), 2018-2023.

Bugarski, B., Li, Q., Goosen, M. F. A., Poncelet, D., Neufeld, R. J., & Vunjak, G. (1994). Electrostatic droplet generation: mechanism of polymer droplet formation. AIChEJornal, (40), 1026–1032.

Manojlovic, V., Rajic, N., Djonlagic, J., Obradovic, B., Nedovic, V., & Bugarski, B. (2008). Application of electrostatic extrusion - flavour encapsulation and controlled release. Sensors (Basel), 8(3), 1488-1496.

Keshavarz, T., Ramsden, G., Phillips, P., Mussenden, P., & Bucke, C. (1992). Application of electric field for production of immobilized biocatalysts. Biotechnology Techniques, 6, 445–450.

Manojlovic, V., Djonlagic, J., Obradovic, B., Nedovic, V., & Bugarski, B. (2006). Immobilization of cells by electrostatic droplet generation: a model system for potential application in medicine. International Journal of nanomedicine, 1(2), 163-172.

Singh, M. N., Hemant, K. S., Ram, M., & Shivakumar, H. G. (2010). Microencapsulation: a promising technique for controlled drug delivery. Research in Pharmaceutical Sciences, 5(2), 65-77.

Zhang, J., Li, X., Zhang, D., & Xiu, D. (2007). Theoretical and experimental investigations on the size of alginate microspheres prepared by dropping and spraying. Journal of.Microencapsul, 24(4), 303-322.

Lee, K. Y., & Mooney, D. J. (2012). Alginate: properties and biomedical applications. Progress in Polymer Science, 37(1), 106-126.

Smidsrod, O., & Skjak-Bræk, G. (1990). Alginate as immobilization matrix for cells. Trends in Biotechnology, 8(3), 71-78.

Remminghorst, U., & Rehm, B. H. A. (2006). Bacterial alginates: from biosynthesis toapplications. Biotechnology Letters, 28(21), 1701-1712.

Mørch, Ä. A., Donati, I., Strand, B. L., & Skja, G. (2006). Effect of Ca2+, Ba2+ and Sr2+ on alginate microbeads. Biomacromolecules, 7(5), 1471-1480.

Li, L., Fang, Y., Vreeker, R., Appelqvist, I., & Mendes, E. (2007). Reexamining the egg-box model in calcium - alginate gels with X-ray diffraction. Biomacromolecules, 8(2), 464-468.

Sachan, K. N., Pushkar, S., Jha, A., & Bhattcharya, A. (2009). Sodium alginate: the wonder polymer for controlled drug delivery. Journal of Pharmacy Research, 2(8), 1191–1199.

David, B., Barbe, L., Barthès-Biesel, D., & Legallais, C. (2006). Mechanical properties of alginate beads hosting hepatocytes in a fluidized bed bioreactor. The International journal of Artificial Organs, 29(8), 756-763.

Strand, B. L., Morsch, Y. A., & Skjak-Braek, G. (2000). Alginate as immobilization matrix for cells. Minerva Biotecnologica, 12(4), 223-233.

Arshady R. (1990). Biodegradable microcapsular drug delivery system. Journal of Bioactive and Compatible Polymers, 5, 316-342.

Опубліковано
2018-06-21
Цитовано
0 статей
Як цитувати
Narozhnyi, S., Kovalenko, I., Mangasarov, D., Schetinsky, M., & Nardid, O. (2018). Отримання альгінатних мікросфер різного розміру під впливом електростатичного поля методом електророзпилювання. Біофізичний вісник, 1(39), 71-80. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2018-39-06
Розділ
Методи біофізичних досліджень