Pore size effect and morphology of mesoporous silica on metoprolol tartrate release

Abstract

Мета роботи – вивчити вплив розміру пор та морфології мезопористого кремнезему на вивільнення метопрололу тартрату. Зразок порожнього мезопористого діоксиду кремнію з амінофункціональними групами, що містить 12,7 мас. % метопрололу тартрату досліджено як потенційний носій для контрольованого вивільнення активної речовини. Дослідження профілів вивільнення тартрату метопрололу проводили за таких умов: середовище розчинення – буферний розчин з pH 7,4 (фосфатний буфер); час відбору: від 0,5 год до 18 год. Концентрацію метопрололу в рідкій фазі визначали на спектрофотометрі UV-Vis (Persee TU-190, Пекін, Китай) з використанням кварцових кювет з товщиною шару 1 см при максимумі довжини хвилі 274 нм. У цій роботі ми вивчили мезопористий діоксид кремнію як можливий носій для контрольованого вивільнення метопрололу тартрату, препарату, який використовується при лікуванні деяких захворювань серцево-судинної системи. Матеріалом для дослідження був зразок порожнього мезопористого діоксиду кремнію з розміром аміно-функціональних груп 200-400 нм і товщиною оболонки 20-30 нм. Калібровану криву для визначення кількості метопрололу будували шляхом визначення залежності абсорбції від концентрації метопрололу в діапазоні від 10 до 300 ppm. Отримано таке саме значення концентрації лікарського засобу, яке було розраховано на основі формули для тесту на вивільнення лікарського засобу, що дозволяє зробити висновок про те, що вивільнення метопрололу знаходиться є контрольованим. Досліджено контрольоване вивільнення зразку порожніх сфер мезопористого діоксиду кремнію, заповненого метопрололу тартратом, що синтезований Школою хімії та хімічної інженерії Технологічного университету Цілу, з використанням найновітньої технології, де порожні сфери мезопористого діоксиду кремнію з аміногрупами були синтезовані з використанням бульбашок газу CO2 у якості темплатів. Кількість вивільнення метопрололу може досягати 50% вивільнення протягом 1 години та 90% протягом 5 годин, що вказує на те, що синтезована порожниста мезопориста сфера може досягати контрольованого вивільнення лікарського засобу, і показує потенціал носіїв зі стимул-реакцією та таргетною терапією.

Цель работы – изучить влияние размера пор и морфологии мезопористого кремнезема на высвобождение метопролола тартрата. Образец полого мезопористого диоксида кремния с амино-функциональными группами, содержащий 12,7 мас. % метопролола тартрата, был исследован как потенциальный носитель для контролируемого высвобождения активного вещества. Исследования профилей высвобождения тартрата метопролола проводили при следующих условиях: среда растворения – буферный раствор с pH 7,4 (фосфатный буфер); время отбора: на протяжении от 0,5 ч до 18 ч. Концентрацию метопролола в жидкой фазе опрееделяли на спектрофотометре UV-Vis (Persee TU-190, Пекин, Китай) с использованием кварцевых кювет с толщиной слоя 1 см при максимуме длине волны 274 нм. В этой работе мы изучили мезопористый диоксид кремния как возможный носитель для контролируемого высвобождения метопролола тартрата, препарата, используемого при лечении некоторых заболеваний сердечно-сосудистой системы. Материалом для исследования служил образец полого мезопористого диоксида кремния с размером амино-функциональных групп 200-400 нм и толщиной оболочки 20-30 нм. Калиброванную кривую для определения количества метопролола строили путем определения зависимости абсорбции от концентрации метопролола в диапазоне от 10 до 300 ppm. Получено такое же значение концентрации лекарственного средства, какое было рассчитано на основе формулы для теста на высвобождение лекарственного средства, что позволяет сделать вывод о том, что высвобождение метопролола контролируемое. Исследовано контролируемое высвобождение образца полых сфер из мезопористого диоксида кремния, заполненного метопролола тартратом, который синтезирован Школой химии и химической инженерии Технологического университета Цилу с использованием новейшей технологии, где полые сферы из мезопористого диоксида кремния с аминогруппами были синтезированы с использованием пузырьков газа CO2 в качестве темплатов. Количество высвобождения метопролола может достигать 50% высвобождения в течение 1 часа и 90% в течение 5 часов, что указывает на то, что синтезированная полая мезопористая сфера может достигать контролируемого высвобождения лекарственного средства, и показывает потенциал носителей со стимул-реакцией и таргетной терапией.

Study pore size effect and morphology of mesoporous silica on metoprolol tartrate release. A sample of hollow mesoporous silicon dioxide with amino-functional groups containing 12.7 wt. % metoprolol tartrate has been investigated as potential carriers for the controlled release of active substance. Studies of the release profiles of metoprolol tartrate were performed under the following conditions: dissolution medium was buffer solution with a pH of 7.4 (phosphate buffer); sampling time: from 0.5 h before 18 h. The metoprolol concentration in the liquid phase was evaluated by a UV-Vis spectrophotometer (Persee TU-190, Beijing, China) by use of quartz cuvettes with an optical path length of 1 cm at a maximum wavelength of 274 nm. In this work we have studied mesoporous silica as possible carrier to controlled release of metoprolol tartrate, a drug used in the treatment of some diseases of the cardiovascular system. The material for research was a sample of hollow mesoporous silicon dioxide with amino-functional groups 200–400 nm in size and 20–30 nm in shell thickness. A calibrated curve to determine the amount of metoprolol was constructed by determining the absorption dependence of the concentration of metoprolol in the range from 10 to 300 ppm. The same drug concentration was obtained as calculated from the drug release test formula, which concludes that the release of metoprolol is controlled. The controlled release of a sample of hollow spheres of mesoporous silicon dioxide filled with metoprolol tartrate was studied, which was synthesized by the School of Chemistry and Chemical Engineering, Qilu University of Technology, using a new technology, where hollow spheres of mesoporous silicon dioxide with amino groups were synthesized using CO2 gas bubbles as templates. The metoprolol release amount could achieve a 50% release amounts within 1 hour and 90% within 5 hours, indicating that the synthesized mesoporous hollow sphere could achieve controlled drug release, and shows the potential of carriers with stimulus response and targeted therapy.