Application of SBA-15 mesoporous material as a carrier for drugs

Wydział Chemii: Zakład Kinetyki i KatalizyMateriał SBA-15 jest mezoporowatą krzemionką posiadającą uporządkowaną strukturę kanałów. Jest on otrzymywany w wyniku kondensacji produktów hydrolizy TEOS (tetraetyloortokrzemian) na micelarnej matrycy utworzonej z niejonowego surfaktantu Pluronic P123. Materiał ten odznacza się znaczną powierzchnią właściwą rzędu 1000 m2/g oraz objętością porów i mikroporów odpowiednio 1,0 i 0,08 cm3/g. Unikalne właściości SBA-15 sprawiają, że jest on stosowany w systemach dostarczania leków (DDSs). Zadaniem tych układów (DDSs) jest stałe dostarczanie substancji leczniczych, co eliminuje ilość przyjmowanych dawek leków przez pacjentów. Rozprawa poświęcona jest badaniu wpływu funkcjonalizacji nośnika z użyciem trialkoksysilanów (wprowadzenie grupy aminowej lub sulfonowej) na proces adsorpcji chlorowodorku papaweryny, winianu metoprololu, ketoprofenu oraz teofiliny. Próbki zawierające lek zaadsorbowany na nośniku badano z użyciem sorptometrii azotu, analizy elementarnej, DSC, XRD, FTIR, TEM. Największą ilość zaadsorbowanego leku obserwownao w przypadku próbki aminomodyfikowanego nośnika SBA-15 zawierającego ketoprofen. Uwalnianie substancji leczniczych z nośników funkcjonalizowanych przebiegało w sposób spowolniony, w odniesieniu do nośnika niemodyfikowanego. Ponadto, w celu optymalizacji procesu uwalniania substancji leczniczych z układu nośnik-lek, prowadzono formulację postaci leku (proszek, granulat, tabletka).SBA-15 material is a mesoporous silicon dioxide with arranged channels structure. This material is obtained in condensation of TEOS (tetraethoxyorthosilicate) followed by hydrolysis with Pluronic P123 as a nonionic surfactant template. SBA-15 material is characterized by large BET surface area of 1000 m2/g and by the volume of pores and micropores of 1,0 and 0,08 cm3/g, respectively. These unique properties make that SBA-15 material is used in drug delivery systems (DDSs). The delivery of drugs with constant rate, which eliminates intake of drug by the patients a number of times, is the aim of DDSs.In this work influence of functionalization of the carrier surface with trialkoxysilanes (introduction of amine and sulfonate groups) on the adsorption of papaverine hydrochloride, metoprolol tartrate, ketoprofen and theophylline was checked. The samples of carrier-drug complexes were characterized by use of such analytical techniques as: nitrogen sorptometry, elemental analysis, DSC, XRD, FTIR and TEM. The largest amount of adsorbed drug was observed during adsorption of ketoprofen in the aminomodified SBA-15. The drug release profiles from the modified carriers showed prolonged time of release whereas the profile of the release from non-modified SBA-15 matrix indicated much faster release.Moreover, to optimize the process of drug release from the carrier-drug complexes the drug formulation such as powders, tablets or granulates were obtained