Полимерные гели сферической формы, содержащие сульфонатные группы: синтез и адсорбционные свойства

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы пористые сшитые полиэлектролитные микросферы диаметром от 1 до 5 мкм либо с применением в качестве функционального мономера пара-стиролсульфоната, либо смеси сомономеров пара-стиролсульфоната и винилацетата. Содержание сульфонатных групп в полученных полиэлектролитных микросферах составляет более 2 ммоль/г. Показано, что введение гидрофобного сомономера существенно увеличивает степень набухания полиэлектролитных микросфер. Найдено, что величина адсорбции модельных соединений (фуксин, метиленовый синий) превышает концентрацию сульфонатных групп. Морфология, структура поверхностного слоя полиэлектролитных микросфер изучены методом оптической и растровой электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, удельная поверхность определена методом БЭТ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

C. Г. Лаишевкина

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: natali.shevchenko29@gmail.com

Институт высокомолекулярных соединений

Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., 31

Л. М. Друян

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: natali.shevchenko29@gmail.com

Институт высокомолекулярных соединений

Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., 31

О. Д. Якобсон

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: natali.shevchenko29@gmail.com

Институт высокомолекулярных соединений

Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., 31

Е. М. Иванькова

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: natali.shevchenko29@gmail.com

Институт высокомолекулярных соединений

Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., 31

Б. М. Шабсельс

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Email: natali.shevchenko29@gmail.com

Институт высокомолекулярных соединений

Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., 31

Н. Н. Шевченко

Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

Автор, ответственный за переписку.
Email: natali.shevchenko29@gmail.com

Институт высокомолекулярных соединений

Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., 31

Список литературы

  1. Adepu S., Ramakrishna S. Controlled drug delivery systems: current status and future directions // Molecules. 2021. V. 26. № 19. P. 5905. https://doi.org/10.3390/molecules26195905
  2. Takenaga M., Serizawa Y., Azechi Y., Ochiai A., Kosaka Y., Igarashi R., Mizushima Y. Microparticle resins as a potential nasal drug delivery system for insulin // J. Control. Release. 1998. V. 52. № 1–2. P. 81–87. https://doi.org/10.1016/S0168-3659(97)00193-4
  3. Dong L., Zhang H., Zhang G., Li F., Li M., Wang H., Ye X., Ren X., Zhang J., Peng C., Liu H., Wu L. Polystyrene sulfonate resin as an ophthalmic carrier for enhanced bioavailability of ligustrazine phosphate controlled release system // J. Pharm Sci. 2024. V. 113. № 9. P. 2786–2794. https://doi.org/10.1016/j.xphs.2024.07.002
  4. Imazato S., Kitagawa H., Tsuboi R., Kitagawa R., Thongthai P., Sasaki J. Non-biodegradable polymer particles for drug delivery: A new technology for “bio-active” restorative materials // Dent. Mater. J. 2017. V. 36. № 5. P. 524–532. https://doi.org/10.4012/dmj.2017-156
  5. Kalenichenko D., Nifontova G., Karaulov A., Sukhanova A., Nabiev I. Designing functionalized polyelectrolyte microcapsules for cancer treatment // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 11. P. 3055. https://doi.org/10.3390/nano11113055
  6. Кедик С.А., Суслов В.В., Шняк Е.А., Домнина Ю.М. Гелеобразующие полимеры для создания жидких эмболизатов // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017. V. 21. № 4. P. 56–63.
  7. Wang J., Li B., Qiu L., Qiao X., Yang H. Dendrimer-based drug delivery systems: history, challenges, and latest developments // J. Biol. Eng. 2022. V. 16. № 18. P. 18. https://doi.org/10.1186/s13036-022-00298-5
  8. de Lima C.S.A., Balogh T.S., Varca J.P.R.O., Varca .H.C., Lugão A.B., Camacho-Cruz L.A., Bucio E., Kadlubowski S.S. An updated review of macro, micro, and nanostructured hydrogels for biomedical and pharmaceutical applications // Pharmaceutics. 2020. V. 12. № 10. P. 970. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12100970
  9. Wechsler M.E., Stephenson R.E., Murphy A.C., Oldenkamp H.F., Singh A., Peppas N.A. Engineered microscale hydrogels for drug delivery, cell therapy, and sequencing // Biomed. Microdevices. 2019. V. 21. P. 31. https://doi.org/10.1007/s10544-019-0358-0
  10. Oh J.K., Drumright R., Siegwart D.J., Matyjaszewski K. The development of microgels/nanogels for drug delivery applications // Prog. Polym. Sci. 2008. V. 33. № 4. P. 448–477. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.01.002
  11. Stewart S.A., Domínguez-Robles J., Donnelly R.F., Larrañeta E. Implantable polymeric drug delivery devices: classification, manufacture, materials, and clinical applications // Polymers (Basel). 2018. V. 10. № 12. P. 1379. https://doi.org/10.3390/polym10121379
  12. Bettencourt A., Almeida A.J. Poly(methyl methacrylate) particulate carriers in drug delivery // J. Microencapsul. 2012. V. 29. № 4. P. 353–367. https://doi.org/10.3109/02652048.2011.651500
  13. Shaked E., Shani Y., Zilberman M., Scheinowitz M. Poly(methyl methacrylate) particles for local drug delivery using shock wave lithotripsy: In vitro proof of concept experiment // J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 2015. V. 103. № 6. P. 1228–1237. https://doi.org/10.1002/jbm.b.33301
  14. Schneider C., Langer R., Loveday D., Hair D. Applications of ethylene vinyl acetate copolymers (EVA) in drug delivery systems // J. Control. Release. 2017. V. 262. P. 284–295. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2017.08.004
  15. Rivera-Hernández G., Antunes-Ricardo M., Martínez-Morales P., Sánchez M. Polyvinyl alcohol based-drug delivery systems for cancer treatment // Int. J. Pharm. 2021. V. 600. P. 120478. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120478
  16. Lankalapalli S., Kolapalli V.R.M. Polyelectrolyte complexes: A review of their applicability in drug delivery technology // Indian J. Pharm. Sci. 2009. V. 71. № 5. P. 481–487. https://doi.org/10.4103/0250-474X.58165
  17. Лаишевкина C.Г., Якобсон О.Д., Иванькова Е.М., Шабсельс Б.М., Шевченко Н.Н. Влияние структуры сульфосодержащих полиэлектролитных матриц на адсорбцию ионов Cu2+ // Коллоидный журнал. 2024. Т. 86. № 1. С. 94–105. https://doi.org/10.31857/S0023291224010092
  18. Sudareva N., Suvorova O., Saprykina N., Vlasova H., Vilesov A. Doxorubicin delivery systems based on doped CaCO3 cores and polyanion drug conjugates // J. Microencapsul. 2021. V. 38. № 3. P. 164–176. https://doi.org/10.1080/02652048.2021.1872724
  19. Li F., Ye X., Li M., Nie Q., Wang H., Zhang G., Dong ., Wang C., Wu L., Liu H., Wang L., Peng C., Zhang J. Enhanced ophthalmic bioavailability and stability of atropine sulfate via sustained release particles using polystyrene sulfonate resin // Int. J. Pharm. 2024. V. 60. P. 124294. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2024.124294
  20. Jahn P., Zelner M., Freger V., Ulbricht M. Polystyrene sulfonate particles as building blocks for nanofiltration membranes // Membranes (Basel). 2022. V. 12. № 11. P. 1138. https://doi.org/10.3390/membranes12111138
  21. Tiwari R., Walther A. Strong anionic polyelectrolyte microgels // Polym. Chem. 2015. V. 6. № 31. P. 5550–5554. https://doi.org/10.1039/c5py00426h
  22. Hofman A.H., Pedone M., Kamperman M. Protected poly(3-sulfopropyl methacrylate) copolymers: synthesis, stability, and orthogonal deprotection // ACS Polymers Au. 2022. V. 2. № 3. P. 169–180. https://doi.org/10.1021/acspolymersau.1c00044
  23. Fu Z., Liu M., Xu J., Wang Q., Fan Z. Stabilization of water-in-octane nano-emulsion. Part I: Stabilized by mixed surfactant systems // Fuel. 2010. V. 89. № 10. P. 2838–2843. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.05.031
  24. Voronina N.S., Nechaev A.I., Strel’nikov V.N. Val’tsifer .A. Inverse Emulsion Copolymerization of acrylamide and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid sodium salt for preparing water-soluble drag reduction additives // Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 4. P. 748–757. https://doi.org/10.1134/S1070427221060082
  25. Reddy B.V., Rao G.R. Vibrational spectra and modified valence force field for N,N’-methylenebisa-crylamide // Indian J. Pure Appl. Phys. 2008. V. 46. № 9. P. 611–616.
  26. Li C., He Y., Zhou L., Xu T., Hu J., Peng C., Liu H. Fast adsorption of methylene blue, basic fuchsin, and malachite green by a novel sulfonic-grafted triptycene-based porous organic polymer // RSC Adv. 2018. V. 8. № 73. P. 41986–41993. https://doi.org/10.1039/C8RA09012B
  27. Florence Ng., Naorem H. Dimerization of methylene blue in aqueous and mixed aqueous organic solvent: a spectroscopic study // J. Mol. Liq. 2014. V. 198. P. 255–258. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2014.06.030

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое расположение эмульгаторов на границе раздела фаз вода-циклогексан.

Скачать (55KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение частиц по размерам для частиц ПССт (а) и сополимера П(ССт-со-ВА) (б).

Скачать (152KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии оптической микроскопии частиц ПССт (а) и П(ССт-со-ВА) (г); микрофотографии РЭМ- частиц ПССт (б, в) и частиц сополимера П(ССт-со-ВА) (д, е).

Скачать (608KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ИК-спектры ССт-Na (зеленый), МБА (синий) и синтезированных частиц ПССт (красный) и П(ССт-со-ВА) (черный).

Скачать (185KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Содержание сульфонатных групп в синтезированных частицах, определенное методом кондуктометрического титрования (оранжевый) и при измерении ионообменной емкости (голубой).

Скачать (76KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Схема взаимодействия микросфер с фуксином (а) и метиленовым синим (б).

Скачать (430KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изотермы адсорбции фуксина (а) и метиленового синего (б) на синтезированные микросферы.

Скачать (148KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Линейные корреляции изотерм Ленгмюра для фуксина (а) и метиленового синего (б); линейные корреляции изотерм Фрейндлиха для фуксина (в) и метиленового синего (г)

Скачать (377KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025