SIMULATION OF VINPOCETINE RELEASE PROCESS FROM MICROCAPSULES WITH HYDROPHOBIC SHELL


Cite item

Full Text

Abstract

Nowadays microcapsules are widely spread in different industries. Microcapsules with vitamins, etheric and fatty oils are included into different cosmetics (creams, gels, serums). Microencapsulated probiotics are used in foods and fodder additives in veterinary. An important field of application of microencapsulation in pharmacy is the combination in the total dosage of drugs that are incompatible when mixed in free form.The aim of work is a comparative analysis of thermodynamic characteristics of vinpocetine release from the melt of beeswax and cacao butter 3:2 into water, solution of hydrochloric acid 0.01 M and ethanol.Materials and methods. For simulation of the process of vinpocetine release from the melt into different environments models component models of the studied systems were built and their atom charges were calculated by quantum-chemical method. Spatial models of the components were built in Hyper Chem 8.01. As an initial state for the thermodynamic characteristics of the calculation of vinpocetine release from the melt, a conformation of «melt-vinpocetine» system was used after thermodynamic equilibration by molecular dynamics simulation in Bioeurica program for 5 ns. For isolated systems a vibrational analysis was performed with the use of unrestricted Hartree-Fock method in STO-3G basis set in Orca 4.0 program.Results and discussion. Vinpocetine release from the melt of beeswax and cacao butter 3:2 into water with different pH values and to ethanol depends on its solubility in these environments, and also on solubility of the melt.Conclusion. The performed study of vinpocetine release from the melt of beeswax and cacao butter 3:2 by molecular dynamics simulation demonstrates the opportunity of vinpocetine release into water with pH=2 and into ethanol. The obtained results make it possible to assume a lower degree of vinpocetine release from the melt into ethanol compared with the solution of hydrochloric acid 0,01 M.

About the authors

Yu. A. Polkovnikova

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education “Voronezh State University”

Email: juli-polk@mail.ru

A. A. Glushko

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute – branch of Volgograd State

Email: alexander.glushko@lcmmp.ru

I. Yu. Mikhailovskaya

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education “Voronezh State University”

Email: fake@neicon.ru

Yo. S. Karieva

Tashkentskiy Pharmaceutical University

Email: yosk@mail.ru

References

  1. Постраш Я.В., Хишова О.М. МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ В ФАРМАЦИИ – СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ // Вестник фармации. 2010. № 2 (48). С. 1–7.
  2. Полковникова Ю.А., Степанова Э.Ф. ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ПРОЛОНГИРОВАННЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ АФОБАЗОЛА (ОБЗОР) // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2011. 4(13). С. 190–193.
  3. Автина Н.В., Писарев Д.И., Спичак И.В., Панкрушева Т.А., Воронкова О.С. РАЗРАБОТКА ДЕТСКОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ФОРМЫ НА ОСНОВЕ МИКРОКАПСУЛ С МЕТРОНИДАЗОЛОМ // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2011. Т. 4(13). С. 170–176.
  4. Койн Б., Фараэр Д., Гуен С., Хансен К.Б., Инграм Р., Исак Т., Томас Л.В., Тсе К.Л. Микрокапсулы // Пат. х2359662, Россия. МПК A61K9/56. N 2006108860/15; Заявл. 06.08.2004; Опубл. 27.06.2009.
  5. Полковникова Ю.А., Ганзюк К.О. Разработка пролонгированной пероральной лекарственной формы для композиции винпоцетина с ретинола ацетатом. Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Поиск новых физиологически активных веществ: материалы 4-й Всероссийской с международным участием научно-методической конференции «Фармобразование-2010». 2010. С. 303-305.
  6. Степанова Э.Ф., Полковникова Ю.А., Ганзюк К.О., Арльт А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТВОРА ВИНПОЦЕТИНА И СУСПЕНЗИИ ИЗ МИКРОКАПСУЛ С ВИНПОЦЕТИНОМ НА ДИНАМИКУ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЁМНОЙ СКОРОСТИ МОЗГОВОГО КРОВОТОКА В НОРМЕ У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2011. Т. 16. № 22-2. С. 32-34.
  7. Полковникова Ю.А., Сливкин А.И. ВЫСВОБОЖДЕНИЕ ВИНПОЦЕТИНА ИЗ МИКРОКАПСУЛИРОВАННОЙ ФОРМЫ // Химико-фармацевтический журнал. 2016. Т. 50. № 8. С. 56–58.
  8. Шевченко А.В., Бирюкова Л.А., Кудрявцев В.Ф. Аппарат для диспергирования и микрокапсулирования гидрофобных жидкостей // Пат. 2161063, Россия. B01F11/02. № 2000100442/12; Заявл. 11.01.2000; Опубл. 27.12.2000. URL: http://www.freepatent.ru.
  9. Глушко А.А., Халилова С.В. Новая методика математического моделирования процесса жидкостной экстракции на основе молекулярной динамики // Беликовские чтения. Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции: сб. науч. тр. 2015. Пятигорск, Издательство ПМФИ. С. 60–62.
  10. Golob S., Perry M., Lusi M., Chierotti M.R., Grabnar I., Lassiani L., Voinovich D., Zaworotko M.J. IMPROVING BIOPHARMACEUTICAL PROPERTIES OF VINPOCETINE THROUGH COCRYSTALLIZATION // J. Pharm. Sci. Vol. 105. N. 12. 2016. P. 3626–3633. doi: 10.1016/j.xphs.2016.09.017
  11. Hills A.G. PH AND THE HENDERSON-HASSELBALCH EQUATION // Am. J. Med. Vol. 55. 1973. P. 131–133.
  12. J. Ding, J. Li, Shirui Mao. DEVELOPMENT AND EVALUATION OF VINPOCETINE INCLUSION COMPLEX FOR BRAIN TARGETING // Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. N. 10. 2015. P. 114–120. doi: 10.1016/j.ajps.2014.08.008
  13. Hui-dong Zheng, Wu F., Wang B., Wu Y. MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION ON THE INTERFACIAL FEATURES OF PHENOL EXTRACTION BY TBP/DODECANE IN WATER // Computational and Theoretical Chemistry. Vol. 970. 2011. P. 66–72. doi: 10.1016/j.comptc.2011.05.028
  14. Clare B.W., Supuran C.T. SEMI-EMPIRICAL ATOMIC CHARGES AND DIPOLE MOMENTS IN HYPERVALENT SULFONAMIDE MOLECULES: DESCRIPTORS IN QSAR STUDIES // J. Mol. Struct. (Theochem). Vol. 428. 1998. P. 109–121. doi: 10.1016/S0166-1280(97)00265-0
  15. Халилова С.В. Моделирование процесса жидкостной экстракции биологически активных веществ методом молекулярной динамики в программе Биоэврика // Фармация: Сборник материалов VI Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов с международным участием «Молодая фармация – потенциал будущего», Санкт-Петербург, 2016 г. СПб.: Изд-во СПХФА, 2016. С. 118–120.
  16. Brian J. Teppen. HYPERCHEM, RELEASE 2: MOLECULAR MODELING FOR THE PERSONAL COMPUTER // J. Chem. Inf. Comput. Sci. Vol. 32. 1992. P. 757–759.
  17. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Строение молекул. 1997. Ростов-на-Дону, Феникс, 560 с.
  18. Devlin P.J., Finley J.W., Stephens P.J., Frisch M.J. AB INITIO CALCULATION OF VIBRATIONAL ABSORPTION AND CIRCULAR DICHROISM SPECTRA USING DENSITY FUNCTIONAL FORCE FIELDS: A COMPARISON OF LOCAL, NONLOCAL, AND HYDRID DENSITY FUNCTIONALS // J. Phys. Chem. Vol. 98. 1994. P. 11623–11627.
  19. Гендугов Т.А., Щербакова Л.И., Глушко А.А., Кодониди И.П., Сочнев. В.С. 2015. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДНЫХ 4-ОКСОПИРИМИДИНА С АКТИВНЫМ ЦЕНТРОМ ЦИКЛООКСИГЕНАЗЫ-2 МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ // Современные проблемы науки и образования. 2015. N 2-2. URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=22796 (дата обращения: 22.06.2017).
  20. Cornell W. D., Cieplak P., Bayly C.I., Gould I. R., Merz K.M., Ferguson D.M., Spellmeyer D.C., Fox T., Caldwell J.W., Kollman P.A. A SECOND GENERATION FORCE FIELD FOR THE SIMULATION OF PROTEINS, NUCLEIC ACIDS, AND ORGANIC MOLECULES // J. Am. Chem. Soc. Vol. 117. 1995. P. 5179–5197. doi: 10.1021/ja955032e
  21. Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., Gunsteren W.F., DiNola A., Haak J.R. MOLECULAR DYNAMICS WITH COUPLING TO AN EXTERNAL BATH // J. Chem. Phys. Vol. 81. 1984. P. 3684–3690. doi: 10.1063/1.448118
  22. Bykov D., Petrenko T., Izsák R., Kossman S., Becker U., Neese F. EFFICIENT IMPLEMENTATION OF THE ANALYTIC SECOND DERIVATIVES OF HARTREE-FOCK AND HYBRID DFT ENERGIES: A DETAILED ANALYSIS OF DIFFERENT APPROXIMATIONS // Mol. Phys. 2015. 113. Р. 1961. doi: 10.1080/00268976.2015.1025114
  23. Темнов В.А. Технология продуктов пчеловодства. Москва: «Колос». 1967. 192 с.
  24. Государственная фармакопея СССР. X изд. М.: Медицина. 1968. С. 597.
  25. M. Greiner, Sonnleitner B., Mailänder M., Briesen H. MODELING COMPLEX AND MULTI-COMPONENT FOOD SYSTEMS IN MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS ON THE EXAMPLE OF CHOCOLATE CONCHING // Food Funct. N. 5. 2014. P. 235-242. doi: 10.1039/c3fo60355e
  26. Feller S.E. MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS OF LIPID BILAYERS // Current Opinion in Colloid & Interface Science. Vol. 5. 2000. P. 217-223. doi: 10.1016/S1359-0294(00)00058-3
  27. Рапапорт Д. К. Искусство молекулярной динамики. Ижевск: ИКИ, 2012. 632 с.
  28. H. Miyamoto, Rein D.M., Kazuyoshi U., Yamane C., Cohen Y. MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF CELLULOSE-COATED OIL-IN-WATER EMULSIONS // Cellulose. Vol. 24. Is. 7. 2017. P. 2699–2711. doi: 10.1007/s10570-017-1290-1
  29. D. Leo, J. Maranon. CONFINED WATER/OIL INTERFACE. MOLECULAR DYNAMICS STUDY // J. Mol. Struct. (Theochem). Vol. 672. 2004. P. 221–229. doi: 10.1016/j.theochem.2003.11.032
  30. M. Sedghi, M. Piri, L. Goual. ATOMISTIC MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS OF CRUDE OIL/ BRINE DISPLACEMENT IN CALCITE MESOPORES // Langmuir. 2016. Vol. 32. P. 3375–3384. DOI: 10.1021/ acs.langmuir.5b04713.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2017 Polkovnikova Y.A., Glushko A.A., Mikhailovskaya I.Y., Karieva Y.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».