Исследование микрокапсул фенбендазола физико-химическими методами

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОКАПСУЛ ФЕНБЕНДАЗОЛА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

М.М. Наумов, И.А. Богачев, А.А. Кролевец, С.Т. Карелин, И.А. Брусенцев

Аннотация. Статья посвящена изучению микрокапсул фенбендазола методами физико-химического анализа.

Ключевые слова: микрокапсулирование, микрокапсулы, фенбендазол.

Фенбендазол (панакур, сепкур, оксилур)- 5-фенилтио-2-бензимидазолкарбамат (рисунок 1).

ные частицы имеют достаточно узкое распределение по размерам (рисунок 3).

Рисунок 1 - Структура фенбендазола

Фенбендазол имеет широкий спектр антигельминт-ного действия. В настоящее время в ветеринарной практике применяют антигельментики, используемые в течении последних 30 лет. В связи с этим произошло развитие штаммов паразитов, резистентных к действию тех или иных препаратов. Поэтому в хозяйствах надо периодически (раз в 3-4 года) менять антигельминтные препараты, то есть применять препараты других классов соединений.

На эффективность антигельминтных препаратов оказывает влияние их биодоступность и фармакокине-тика, которые отличаются у разных животных [1].

Самая важная особенность микрокапсул - их небольшой размер, позволяющий построить огромную рабочую поверхность. Главное их применение - это контролируемое освобождение веществ в определённом месте и времени [2]. В данной работе представлен анализ микрокапсул фенбендазола методом конфокальной, атомно-силовой и электронной микроскопии.

Образцы микрокапсул сфотографированы с различным увеличением на атомно-силовом сканирующем электронном микроскопе, совмещенном с конфокальным OmegaScope АШТ-ЭТ (рисунок 2).

Приведенные данные позволяют говорить о том, что использование конфокальной и электронной микроскопии в исследованиях микрокапсул является вполне достоверным методом определения структуры поверхности оболочки капсул.

Рисунок 3 - Атомно-силовое микроскопическое изображение нанокапсулированного натрикарбоксиме-тилцеллюлозой фенбендазола (соотношение 5:1) фрагмент АСМ скана 40x40 мкм

Атомно-силовое микроскопическое изображение обработано с помощью программы Gwiddion 2.26, построена 3D - модель поверхности (рисунок 4).

\

¥

Рисунок 4 - 3Б - модель поверхности нанокапсу-лированного натрикарбоксиметилцеллюлозой фенбен-дазола, соотношение 5:1

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) исследуемых объектов представлена на рисунках 5 и 6.

Рисунок 2 - Конфокальная микроскопия инкапсулированного натрийкарбоксиметилцеллюлозой фен-бендазола, соотношение оболочка:ядро 3:1, увеличение в 1770 раз

Исследование нанокапсулированного фенбендазола методами АСМ показало, что размер нанокапсул фенбендазола менее 1 цм, что подтверждается данными конфокальной и электронной микроскопии. Получен-

Рисунок 5 - СЭМ нативного фенбендазола с увеличением 3000 раз

Рисунок 6 - СЭМ микрокапсул фенбендазола в натрий карбоксиметилцеллюлозе, соотношение ядро-оболочка 1:3 при увеличении 24000 раз

Супрамолекулярная химия использует законы органической синтетической химии для получения супрамо-лекулярных ансамблей, координационной химии комплексов и физической химии для изучения взаимодействий компонентов, биохимии - рассмотрения функционирования супрамолекулярных ансамблей [3]. К супрамо-лекулярным свойствам относятся самосборка и самоорганизация. В супрамолекулярной химии для достижения контролируемой сборки молекулярных сегментов и спонтанной организации молекул в стабильной структуре используют нековалентные взаимодействия. Самоорганизующиеся структуры можно интерпретировать как аспекты биологических систем: искусственные клетки мембран, ферментов, или каналы. Самоорганизация микрокапсул представлена на рисунках 7.

3 Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы // Вестн. Моск. ун-та. - 1999. - №5. - С. 300-307.

Информация об авторах Наумов Михаил Михайлович, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», e-mail: naumovmm@rambler.ru, тел. 8(4712)53-14-04.

Богачев Илья Александрович, аспирант Центра доклинических и клинических исследований национального исследовательского университета «Белгородский университет».

Кролевец Александр Александрович, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Центра доклинических и клинических исследований национального исследовательского университета «Белгородский университет», e-mail: a_krolevets@inbox.ru

Карелин Станислав Трофимович, старший научный сотрудник лаборатории ветеринарной медицины Курского НИИ агропромышленного производства, e-mail: a_karelin@rambler.ru, тел. 8(4712)58-78-31.

Брусенцев Игорь Андреевич, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Рисунок 7 - Конфокальное изображение микрокапсул фенбендазола в ксантановой камеди при соотношении ядро:оболочка 1:3 - концентрация 0,125%, увеличение 620 раз

Полученные данные показывают, что форма исследуемых структур не идеальна, но, в общем, они представляют собой самоподобное, самостоятельно образующееся упорядоченное множество. Следовательно, в водных растворах микрокапсул фенбендазола с различными концентрациями есть самоорганизация.

Таким образом, исследуемые структуры действительно являются фракталами, так как фрактальные размерности равны не целым числам. Поскольку в водном растворе микрокапсул при их достаточно низкой концентрации обнаружены фрактальные композиции, они обладают самоорганизацией. Образование микрокапсул происходит спонтанно за счет нековалентных взаимо-дествий и это говорит о том, что для них характерна самосборка. Следовательно, инкапсулированный фен-бендазол обладает супрамолекулярными свойствами.

Список использованных источников

1 Архипов Т.А. Антигельминтики: фармакология и применение. - М. - 2009. - 406 с.

2 Ларионова Н.И., Дюшен Д., Курве П., Греф Р. Разработка микро- и наносистем доставки лекарственных средств // Российский химический журнал. - 2008. - №1. - С. 48-57.