рН- та термочутливі нано(феро)гелі на основі N-ізопропілакриламіду та акрилової кислоти

Abstract

Синтезовано нанорозмірні гідрогелі на основі термочутливого полі-N-ізопропілакриламіду та його співполімерів з акриловою кислотою, а також нанокомпозити на їх основі з інкорпорованим магнетитом із середнім розміром наночастинок близько 100—200 нм. Показано, що розмір синтезованих гідрогелевих матриць залежить від температури та величини рН, так само як і величина дзета-потенціалу наночасти нок. Так, за умов нагрівання гідрогелю до температури вище 32 °С середній діаметр наночастинок зменшується у два— три рази, а зі зменшенням величини рН нижче 5 — у три—п’ять разів, що створює передумови для керованого вивільнення інкорпорованих протипухлинних препаратів, насамперед доксорубіцину, та застосування розроблених ферогелів при лікарській гіпертермії. Інкорпорація до складу гідрогелевих матриць нанорозмірного магнетиту забезпечує можливість адресної локалізації розроблених терапевтичних систем у безпосередній близькості до органа-мішені шляхом накладання постійного малоінтенсивного магнітного поля.

Синтезорованы наноразмерные гидрогели на основе термочувствительного поли-N-изопропилакриламида и его сополимеров с акриловой кислотой, а также нанокомпозитов на их основе с инкорпорированным магнетитом со средним размером наночастиц около 100—200 нм. Показано, что размер синтезированных гидрогелевых матриц зависит от температуры и величины рН, так же как и величина дзета-потенциала наночастиц. Так, при нагревании гидрогеля до температуры выше 32 °С средний диаметр наночастиц уменьшается в два—три раза, а при снижении величины рН ниже 5 — в три—пять раз, что создает предпосылки для управляемого высвобождения инкорпорованных противоопухолевых препаратов, прежде всего доксорубицина, и применения разработанных феррогелей при лекарственной гипертермии. Инкорпорирование в состав гидрогелевых матриц наноразмерного магнетита обеспечивает возможность адресной локализации разработанных терапевтических систем в непосредственной близости к органу-мишени путем наложения постоянного малоинтенсивного магнитного поля.

Nanosized hydrogels based on thermosensitive poly-N-isopropylacrylamide, copolymers with acrylic acid, and their nanocomposites with incorporated magnetite nanoparticles (approximate particle size of 100-200 nm) are synthesized. It was shown that the hydrogel matrix size and the zeta potential of nanoparticles depend on the temperature and pH. The diameter of nanoparticles is reduced by 2-3 times, if the hydrogel is heated up to 32 °C, and by 3-5 times, if pH decreases below 5. This creates conditions for the controllable release of incorporated anticancer drugs (in particular, doxorubicin) and for using nanogels in therapeutic hypothermia. Incorporation of nanosized magnetite into the hydrogel matrices provides a controlled localization of therapeutic systems in close proximity to target organs by applying a low-intensity constant magnetic field.