マイクロ波照射によるグラフト共重合反応を利用したグアーガムベースのpH感受性薬物送達担体の設計・開発・検証

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Int. J. Biol. Macromol..2019 Oct;138:278-291. S0141-8130(19)33218-0. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.07.063.Epub 2019-07-13.

マイクロ波照射によるグラフト共重合反応を利用したグアーガムベースのpH感受性薬物送達担体の設計・開発・検証

Design, development and validation of guar gum based pH sensitive drug delivery carrier via graft copolymerization reaction using microwave irradiations.

Arti Mahto
Sumit Mishra

PMID: 31310787 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.07.063.

抄録

天然多糖類の滲出グアーガムをマイクロ波照射によるグラフト共重合反応により改質した。グラフト共重合は、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(PHEMA)をモノマーとして、硝酸セリックアンモニウム(CAN)をフリーラジカル開始剤として、マイクロ波照射下で行った。開始剤とモノマーの濃度を変化させて(GG-g-P(HEMA))のグラフト共重合体のグレードを設計し、グラフト率が最大となる最適なグレードを開発した。合成の検証は、C NMR, FTIR, SEM, CHNSO, TGAなどの様々な特性評価技術を用いて行った。これらのグレードは、消化管環境を模擬したシミュレーションを行い、pHを変化させたpH感受性の高いドラッグデリバリーキャリアとして適用した。GG-g-P(HEMA)をベースとした錠剤の膨潤試験は、消化管への適用に適したpHと温度の変化の関数として記録された。平衡膨潤率はpH1.2では低いが、アルカリ性pH7.4では高いことがわかった。この膨潤挙動は、この材料を薬物送達キャリアとして使用するのに非常に適しています。5-アミノサリチル酸(5-ASA)の放出機構を異なる数学的速度論モデルを用いて研究した。5-ASAは軽度から中等度の炎症性腸疾患の治療薬です。

A natural polysaccharide exudate guar gum was modified via graft copolymerization reaction aided by microwave irradiation. The graft copolymerization was carried out by using 2-hydroxyl ethyl methacrylate (PHEMA) as monomer and ceric ammonium nitrate (CAN) as a free radical initiator under microwave irradiation. Different grades of graft copolymers of (GG-g-P(HEMA)) were designed by varying the initiator and monomer concentrations and the best grade was developed with maximum percentage of grafting. The validation of synthesis was done by different characterization techniques such as C NMR, FTIR, SEM, CHNSO and TGA. These grades were applied as pH sensitive drug delivery carrier with pH variations in simulation with environment of gastrointestinal tract. The swelling study of GG-g-P(HEMA) based tablets was recorded as a function of varied pH and temperature to suit its application in GI tract. The equilibrium swelling percentage was found to be low at pH 1.2 whereas it was high at alkaline pH 7.4 condition. This swelling behavior makes this material quite suitable to be used as drug delivery carrier. The release mechanism of drug 5 - amino salicylic acid (5-ASA) was studied by different mathematical kinetics models. 5-ASA is a therapeutic drug to cure mild to moderate inflammatory bowel disease.