Хімія, фізика та технологія поверхні, 2014, 5 (3), 291-302.

Функціоналізовані мезопористі кремнеземи як носії для вивільнення біологічно активних речовин



N. V. Roik

Анотація


В роботі розглянуто вплив структурних характеристик та хімічної природи поверхневого шару кремнеземних матеріалів з гексагонально впорядкованою структурою мезопор на процеси капсулювання біологічно активних сполук та їх подальшого вивільнення. Здійснено порівняльний аналіз ефективності органокремнеземних систем для пролонгованого та рН‑контрольованого переходу молекул біологічно активних сполук з пор носія в оточуюче середовище.

Ключові слова


МСМ‑41; біологічно активна речовина; вивільнення; наноклапан

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


1. Kresge C.T., Leonowicz M.E., Roth W.J. et al. Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism.  Nature. − 1992. − V. 359. − P. 710−712.

2. Beck J.S., Vartuli J.C., Roth W.J. et al. A new family of mesoporous molecular sieves prepared with liquid crystal templates.  J. Am. Chem. Soc. − 1992. − V. 114. − P. 10834–10843.

3. Slowing I.I., Vivero‑Escoto J.L., Wu C.‑W., Lin S.‑Y. Mesoporous silica nanoparticles as controlled release drug delivery and gene transfection carriers.  Adv. Drug Delivery Rev. − 2008. − V. 60. − P. 1278−1288.

4. Kisler J.M., Dahler A., Stevens G.W., O’Connor A.J. Separation of biological molecules using mesoporous molecular sieves.  Micropor. Mesopor. Mater. − 2001. − V. 44−45. − P. 769−774.

5. Horcajada P., Ramila A., Perez-Pariente J., Vallet-Regi M. Influence of pore size of MCM-41 matrices on drug delivery rate.  Micropor. Mesopor. Mat. − 2004. − V. 68. − P. 105−109.

6. Marzouqa D.M., Zughul M.B., Taha M.O., Hodali H.A. Effect of particle morphology and pore size on the release kinetics of ephedrine from mesoporous MCM‑41 materials.  J. Porous Mater. − 2012. − V. 19. − P. 825−833.

7. Gao L., Sun J., Zhang L. et al. Influence of different structured channels of mesoporous silicate on the controlled ibuprofen delivery.  Mater. Chem. Phys. − 2012. − V. 135. − P. 786−797.

8. Qu F., Zhu G., Lin H. et al. A controlled release of ibuprofen by systematically tailoring the morphology of mesoporous silica materials.  J. Solid State Chem. − 2006. − V. 179. − P. 2027–2035.

9. Shen S.-C., Ng W.K., Chia L., Hu J., Tan R.B.H. Physical state and dissolution of ibuprofen formulated by co-spray drying with mesoporous silica: Effect of pore and particle size.  Int. J. Pharm. − 2011. − V. 410. − P. 188–195.

10. Tang Q., Xu Y., Wu D. et al. Studies on a new carrier of trimethylsilyl-modified mesoporous material for controlled drug delivery.  J. Control. Release. − 2006. − V. 114. − P. 41–46.

11. Aznar E., Sancenon F., Marcos M.D. et al. Delivery modulation in silica mesoporous supports via alkyl chain pore outlet decoration.  Langmuir. − 2012. − V. 28. − P. 2986−2996.

12. Qu F., Zhu G., Huang S., Li S., Qiu S. Effective controlled release of captopril by silylation of mesoporous MCM-41.  Chem. Phys. Chem. − 2006. − V. 7. − P. 400−406.

13. Doadrio J.C., Sousa E.M.B., Izquierdo-Barba I. et al. Functionalization of mesoporous materials with long alkyl chains as a strategy for controlling drug delivery pattern.  J. Mater. Chem. − 2006. − V. 16. − P. 462−466.

14. Manzano M., Aina V., Arean C.O. et al. Studies on MCM-41 mesoporous silica for drug delivery: Effect of particle morphology and amine functionalization.  Chem. Eng. J. − 2008. − V. 137. − P. 30–37.

15. Szegedi A., Popova M., Goshev I., Mihaly J. Effect of amine functionalization of spherical MCM-41 and SBA-15 on controlled drug release.  J. Solid State Chem. − 2011. − V. 184. −P. 1201–1207.

16. Song S.-W., Hidajat K., Kawi S. Functi-onalized SBA-15 materials as carriers for controlled drug delivery: influence of surface properties on matrix-drug interactions.  Langmuir. − 2005. − V. 21. − P. 9568−9575.

17. Munoz B., Ramila A., Perez-Pariente J. et al. MCM-41 organic modification as drug delivery rate regulator.  Chem. Mater. − 2003. − V. 15. − P. 500−503.

18. Horcajada P., Ramila A., Ferey G., Vallet-Regi M. Influence of superficial organic modification of MCM-41 matrices on drug delivery rate.  Solid State Sci. − 2006. − V. 8. − P. 1243–1249.

19. Nieto A., Balas F., Colilla M. et al. Functionalization degree of SBA-15 as key factor to modulate sodium alendronate dosage.  Micropor. Mesopor. Mater. − 2008. − V. 116. − P. 4–13.

20. Hunt C.A., MacGregor R.D., Siegel R.A. Engineering targeted in vivo drug delivery. I. The physiological and physicochemical principles governing opportunities and limitations.  Pharm. Res. − 1986. − V. 3. − P. 333−344.

21. Lee C.‑H., Lo L.‑W., Mou C.‑Y., Yang C.‑S. Synthesis and characterization of positive-charge functionalized mesoporous silica nanoparticles for oral drug delivery of an anti-inflammatory drug.  Adv. Funct. Mater. − 2008. − V. 18. − P. 3283–3292.

22. Tzankov B., Yoncheva K., Popova M. et al. Indometacin loading and in vitro release properties from novel carbopol coated spherical mesoporous silica nanoparticles.  Micropor. Mesopor. Mater. − 2013. − V. 171. − P. 131−138.

23. Zheng H., Che S. Amino/quaternary ammonium groups bifunctionalized large pore mesoporous silica for pH-responsive large drug delivery.  RSC Adv. − 2012. − V. 2. − P. 4421−4429.

24. Kim M.S., Jeon J.B., Chang J.Y. Selectively functionalized mesoporous silica particles with PEGylated outer surface and the doxorubicin‑grafted inner surface: Improvement of loading content and solubility.  Micropor. Mesopor. Mater. − 2013. − V. 172. − P. 118−124.

25. Gan Q., Lu X., Dong W. et al. Endosomal pH-activatable magnetic nanoparticle-capped mesoporous silica for intracellular controlled release.  J. Mater. Chem. − 2012. − V. 22. − P. 15960−15968.

26. Gao Y., Yang C., Liu X. et al. A multi-functional nanocarrier based on nanogated mesoporous silica for enhanced tumor-specific uptake and intracellular delivery.  Macromol. Biosci. − 2012. − V. 12. − P. 251−259.

27. Roik N.V., Belyakova L.A. Chemical design of pH-sensitive nanovalves on outer surface of mesoporous silicas for controlled storage and release of aromatic amino acid.  J. Solid State Chem. − 2014. − V. 215. − P. 284−291.

28. Roik N.V., Belyakova L.A., Dziazko M.O. Mesoporous silica equipped with pH-sensitive nanovalves for controlled liberation of para-aminobenzoic acid.  Proceedings of E-MRS 2014 Spring Meeting. − France, Lille. − 26−30 May 2013. − P. Q.PI 1

29. Casasus R., Marcos M.D., Martinez‑Manez R. et al. Toward the development of ionically controlled nanoscopic molecular gates.  J. Am. Chem. Soc. − 2004. − V. 126. − P. 8612−8613.

30. Casasus R., Climent E., Marcos M.D. et al. Dual aperture control on pH‑ and anion‑driven supramolecular nanoscopic hybrid gate‑like ensembles.  J. Am. Chem. Soc. − 2008. − V. 130. − P. 1903−1917.

31. Bernardos A., Aznar E., Coll C. et al. Controlled release of vitamin B2 using mesoporous materials functionalized with amine-bearing gate-like scaffoldings.  J. Controll. Rel. − 2008. − V. 131. − P. 181–189.

32. Yang Y.‑W. Towards biocompatible nanovalves based on mesoporous silica nanoparticles.  Med. Chem. Commun. − 2011. − V. 2. − P. 1033−1049.

33. Ambrogio M.W., Thomas C.R., Zhao Y.‑L. et al. Mechanized silica nanoparticles: a new frontier in theranostic nanomedicine.  Accounts of Chem. Res. − 2011. − V. 44, N 10. − P. 903−913.

34. Li Z., Barnes J.C., Bosoy A. et al. Mesoporous silica nanoparticles in biomedical application.  Chem. Soc. Rev. − 2012. − V. 41. − P. 2590−2605.

35. Nguyen T.D., Leung K.С.‑F., Liong M. et al. Construction of a pH‑driven supramolecular nanovalve.  Org. Lett. − 2006. − V. 8, N 15. − P. 3363−3366.

36. Klichko Y., Khashab N.M., Yang Y.‑W. et al. Improving pore exposure in mesoporous silica films for mechanized control of the pores.  Micropor. Mesopor. Mater. − 2010. − V. 132. − P. 435−441.

37. Angelos S., Yang Y.‑W., Patel K. et al. pH‑responsive supramolecular nanovalves based on cucurbit[6]uril pseudorotaxanes.  Angew. Chem. Int. Ed. − 2008. − V. 47. − P. 2222−2226.

38. Meng H., Xue M., Xia T. et al. Autonomous in vitro anticancer drug release from mesoporous silica nanoparticles by pH‑sensitive nanovalves.  J. Am. Chem. Soc. − 2010. − V. 132. − P. 12690−12697.

39. Park C., Oh K., Lee S.C., Kim C. Controlled release of guest molecules from mesoporous silica particles based on a pH‑responsive polypseudorotaxane motif.  Angew. Chem. Int. Ed. − 2007. − V. 46. − P. 1455−1457.




Copyright (©) 2014 N. V. Roik