Development of the emulsion composition and technology based on iron oleate micelles

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper addresses the problem of drugs for the treatment of iron deficiency anemia (IDA). Iron deficiency anemia is a clinical and hematological syndrome based on a violation of hemoglobin synthesis resulting from iron deficiency. Clinically, IDA is manifested by symptoms of anemia and sideropenia. The aim of the study is to develop new drugs for the treatment of IDA based on lipophilic iron compounds with oleic acid in the form of a microemulsion. Analogues of the developed compounds are presented on the pharmaceutical market, being registered exclusively as biologically active food additives (Lipofer, Sideral Forte). During the study, the following materials and methods were used: iron (III) oleate with an iron ion concentration of 25 mg/g was obtained by mixing 1.1 g (0.03 mol) of iron nitrate with 6.0 g (0.21 mol) of oleic acids. After that, the mixture was heated to 90℃ for 24 hours under constant stirring. To 3 g of the previously obtained iron (III) oleate solution, 0.56 g of ascorbyl palmitate was added in an equimolar ratio to the iron ion. The mixture was stirred for 24 hours at 90℃. The resulting iron (II) oleate emulsion showed the presence of divalent ions at a concentration of 4.77 mg/g. The total concentration of iron ions in the analyzed oleates of both types was the same. Recalculation for the initial solution in oleic acid showed that the concentration was close to the expected values. Solutions for quantifying the concentrations of the active substances of the drugs under development have been presented. The fundamental possibility of carrying out the in situ reduction of the iron ion in oleic acid using a lipophilic reducing agent, ascorbyl palmitate, has been demonstrated.

About the authors

Mikhail A. Trofimov

Alferov Saint Petersburg National Research Academic University of the Russian Academy of Sciences

Email: mihail.trofimov@pharminnotech.com

Postgraduate at the Department of Condensed Matter Physics

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexander A. Goncharenko

“QR.bio”, LLC

Email: alexs.goncharenko@yandex.ru

Chief Operating Officer

Russian Federation, Saint Petersburg

Grigory A. Plisko

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: grigoriy.plisko@pharminnotech.com

Researcher at the Center for Experimental Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

Evgeny D. Semivelichenko

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Author for correspondence.
Email: evgeniy.semivelichenko@pharminnotech.com

Researcher at the Center for Experimental Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

Albert R. Muslimov

“QR.bio”, LLC

Email: albert.r.muslimov@gmail.com

General manager

Russian Federation, Saint Petersburg

Arina S. Ivkina

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: arina.ivkina@pharminnotech.com

Senior Researcher at the Center for Experimental Pharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Cappellini M. D., Musallam K. M., Taher A. T. Iron deficiency anaemia revisite. J. Intern. Med. 2020;287(2):153–170.
  2. Soppi E. T. Iron deficiency without anemia - a clinical challenge. Clin. Case Rep. 2018;6(6):1082–1086.
  3. Goddard A. F., et al. Guidelines for the management of iron deficiency anaemia. Gut. 2011;60(10):1309–1316.
  4. Litin S. C., Nanda S., eds. Mayo Clinic family health book. Fifth edition. Rochester, MN: Mayo Clinic; 2018. 1391 p.
  5. Balashova E. L., Mazur L. I. Current approaches to diagnosing iron-deficiency anemia in children. Rossiyskiy vestnik perinatologii i pediatrii = Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2015;60(4):31–36. (In Russ.).
  6. Romashevskaya I. P., Koshkevich V. V., eds. Sovremennye podkhody k diagnostike i terapii zhelezodefitsitnykh anemiy. Gomel’: RNPTsRMiECh;; 2018. 16 p. (In Russ.).
  7. Tolkien Z., et al. Ferrous Sulfate Supplementation Causes Significant Gastrointestinal Side-Effects in Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis. PLOS ONE. 2015;10(2):e0117383. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117383
  8. Biggar P., Hahn K.-M. Importance of the different i.v. iron generations for everyday medical practice. MMW Fortschr. Med. 2013;155(Suppl 1):18–24.
  9. Geisser P. Safety and Efficacy of Iron (III)-hydroxide Polymaltose Complex. Arzneimittelforschung. 2011;57(6):439–452.
  10. Santiago P. Ferrous versus Ferric Oral Iron Formulations for the Treatment of Iron Deficiency: A Clinical Overview. Sci. World J. 2012;2012:1–5.
  11. Sharma A., Madhunapantula S. V., Robertson G. P. Toxicological considerations when creating nanoparticle-based drugs and drug delivery systems. Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2012;8(1):47–69.
  12. Paliwal R., et al. Solid lipid nanoparticles: a review on recent perspectives and patents. Expert Opin. Ther. Pat. 2020;30(3):179–194.
  13. Miller C. J., Rose A. L., Waite T. D. Importance of Iron Complexation for Fenton-Mediated Hydroxyl Radical Production at Circumneutral pH. Front. Mar. Sci. 2016;3. https://doi.org/10.3389/fmars.2016.00134
  14. Kell D. B. Towards a unifying, systems biology understanding of large-scale cellular death and destruction caused by poorly liganded iron: Parkinson’s, Huntington’s, Alzheimer’s, prions, bactericides, chemical toxicology and others as examples. Arch. Toxicol. 2010;84(11):825–889.
  15. Droke E. A., Briske-Anderson M., Lukaski H. C. Fatty Acids Alter Monolayer Integrity, Paracellular Transport, and Iron Uptake and Transport in Caco-2 Cells. Biol. Trace Elem. Res. 2003;95(3):219–232.
  16. Nagy K., Tiuca I.-D. Importance of Fatty Acids in Physiopathology of Human Body. In: Catala A., ed. Fatty Acids. London: IntechOpen; 2017. 248 p.
  17. Kim D. K., Lee J. W. Synthesis of Non-hydrate Iron Oleate for Eco-friendly Production of Monodispersed Iron Oxide Nanoparticles. J. Korean Ceram. Soc. 2018;55(6):625–634.
  18. OFS.1.2.2.2.0011.15 Zhelezo. Gosudarstvennaya Farmakopeya Rossiyskoy Federatsii. XIV ed. Vol. I. P. 975. (In Russ.).
  19. Mudasira, Yoshiokab N., Inoueb H. DNA Binding of Iron (II)-Phenanthroline Complexes: Effect of Methyl Substitution on Thermodynamic Parameters. Z. Für Naturforschung B. 2008;63(1):37–46.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Traditional mechanisms of iron transport, as well as the proposed mechanism for the investigated compound of micelles based on iron oleate in a schematic illustration of an enterocyte.

Download (2MB)
3. Fig. 2. Results of absorption spectroscopy of iron complexes with phenanthroline

Download (1MB)
4. Fig. 3. Hydrodynamic size distribution of micelles determined by dynamic light scattering

Download (1MB)

Copyright (c) 2021 Trofimov M.A., Goncharenko A.A., Plisko G.A., Semivelichenko E.D., Muslimov A.R., Ivkina A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».