La adición de un gel sensible al pH mejora la estabilidad de la microemulsión para la eliminación selectiva de ammonia

colónica La adición de un gel sensible al pH mejora la estabilidad de la microemulsión para la eliminación selectiva de amoníaco colon
Abstract
Antecedentes
Preparamos una microemulsión W /O oral para la eliminación de amoníaco del colon (ME-RCA). El efecto de esta microemulsión fue influenciado por el proceso de digestión en el tracto gastrointestinal. En este trabajo, nuestro objetivo es mostrar que la estabilidad fue mejorada mediante el uso de un gel basado en microemulsión para la eliminación de amoniaco del colon (MBG-RCA).
Métodos
MBG-RCA se preparó añadiendo alginato de sodio a la ME -RCA. MBG-RCA y ME-RCA se pasaron a través de un entorno gastrointestinal simulada, y la cantidad de colon amoniaco presente, entonces se determinó por valoración con una solución patrón de ácido clorhídrico. El pH del fluido gastrointestinal se midió usando un papel indicador pH y el tamaño y forma de las microemulsiones se examinaron bajo el microscopio. 18 ratas sanas se dividieron aleatoriamente en tres grupos, en ayunas durante 24 horas y se dejó beber normalmente. tubos de tres vías se colocaron en la unión gastroduodenal en el Grupo I, y en el íleon terminal en el grupo II. Después de la administración intragástrica de ME-RCA, el contenido del estómago en el Grupo I, el efluente del íleon terminal en el Grupo II y secreción del ano en el grupo III se recogieron. Los valores de pH del jugo gastrointestinal se midieron por el papel de prueba de pH y los de colon se determinaron mediante un indicador universal. . Estos experimentos con animales también se utilizaron para probar el efecto de la MBG-RCA
Resultados
MBG-RCA mostraron una mejor tasa de eliminación de amoníaco del colon artificial que ME-RCA (P < 0,05). La disminución en el valor pH del fluido intestinal artificial pequeño debido a ME-RCA no ocurrió cuando se utilizó MBG-RCA. En el proceso gastrointestinal simulado, MBG-RCA mantiene una mayor estabilidad y se libera la emulsión (ME-RCA) en el líquido del colon. En el tracto gastrointestinal de ratas normales SD, ME-RCA redujo en tamaño y pierde su forma estable después de entrar en el intestino delgado, mientras que MBG-RCA permaneció se observaron emulsión gotas estables e intactas del ano. Ni sustancia tuvo ningún efecto sobre el pH del estómago o del colon de las ratas normales (en parte porque las ratas normales se mantuvieron en ayunas durante 24 horas y se les permitió beber normalmente, lo que resultó en un bajo nivel de producción de amoniaco en el colon). A diferencia de ME-RCA, MBG-RCA no redujo el pH del intestino delgado.
Conclusiones
MBG-RCA era más estable en el tracto gastrointestinal y más eficaz en la eliminación de amoníaco del colon cuando estaba presente una mayor concentración de amoníaco . Esto hizo que fuera posible lograr la eliminación selectiva de amoníaco y de colon es un método prometedor para prevenir la encefalopatía hepática (EH) en futuros estudios.
Antecedentes
teoría amoníaco intoxicación es central en la patogénesis de la encefalopatía hepática (EH) [ ,,,0],1]. La eliminación del amoníaco es el principal método de prevención y tratamiento de HE [2, 3]. amoniaco intestinal se produce principalmente en el colon. Hasta la fecha, los métodos orales utilizados para eliminar amoniaco intestinal han sido ineficaces. El principal problema es que los métodos actuales no tienen forma significativa de la eliminación directa del amoníaco y la velocidad de eliminación es baja. Con el fin de resolver estos problemas, hemos preparado una microemulsión W /O oral para la eliminación de amoníaco (ME-RCA). De acuerdo con la teoría del equilibrio ácido-base, el ácido acético se usa como la fase de agua para ME-RCA con el fin de eliminar el amoníaco, una sustancia alcalina. En experimentos anteriores, se demostró que ME-RCA es eficaz en la eliminación de amoniaco, sin embargo, su efecto puede ser influenciada por el proceso digestivo en el tracto gastrointestinal [4]. Se ha informado por algunos investigadores que los geles sensibles al pH se pueden hinchar en el colon y liberar fármacos debido al gradiente de pH en los fluidos gastrointestinales [5, 6]. Por lo tanto, hemos añadido ME-RCA a la solución de alginato de sodio y preparó un gel a base de microemulsión para la eliminación de amoníaco (MBG-RCA), con el objetivo de mejorar su estabilidad en el tracto gastrointestinal y para lograr la liberación específico de colon de la microemulsión para aumentar la eliminación de amoniaco en el colon.
Métodos
consideraciones cuidado por los animales Empresas el protocolos experimentales fueron aprobados por el Comité de Cuidado y uso de Animales de la Universidad médica de Dalian, de acuerdo con las directrices establecidas por el Consejo canadiense de los Animales Cuidado.
Preparación
W /O ME-RCA y MBG-RCA fueron preparados por el Centro de Ciencia y Tecnología de membrana en la Universidad de Tecnología de Dalian. El ME-RCA se preparó usando una formulación que contiene Tween 80 (surfactante), etilenglicol (co-tensioactivo), aceite de silicona de dimetilo (fase de aceite externa), y una amoniaco absorbente con una solución de ácido acético al 30% y cloruro de sodio 0,9% (interna fase). La relación de masa de agente tensioactivo y cotensioactivo era 1: 1, y la relación de masa del aceite y el tensioactivo mixto fue 2: 1. El sistema de microemulsión W /O contenía una solución de agua 20%. La microemulsión se añadió a la solución de alginato de sodio en una proporción de 1:. 1, que después se agitó mediante un agitador magnético durante 30 minutos para preparar MBG-RCA comentario El fluido gastrointestinal artificial se preparó de acuerdo con la farmacopea china, 2005 edición [Parte II Lista].
pepsina (Shanghai Becky Biotecnología Co. Ltd), trypsogen (Hefei Bo Mei Biotecnología Co. Ltd), uretano (Chinese Medical Clique Agentes químicos de la empresa), Sudán III (chino Pharmaceuticals Company), y papel de prueba de pH preciso (Shanghai Sanaisi Reactivo Co. Ltd) se utilizaron en este estudio. México la eliminación de amoniaco del colon y la estabilidad de ME-RCA y MBG-RCA en un entorno gastrointestinal simulado
cantidades apropiadas de ME- RCA o MBG-RCA (con el mismo volumen de ME-RCA) se añadieron al líquido artificial. Las tasas de eliminación de amoníaco del colon artificial se midieron mediante la simulación de tiempo de tránsito gastrointestinal y el medio ambiente pH, de acuerdo con el método descrito anteriormente [4]. proporciones adecuadas (1: 5) [7] de ambas preparaciones se añadieron respectivamente al jugo gástrico artificial y se dejó reposar durante 2 horas. Estas fueron entonces añadidos al fluido intestinal artificial pequeño durante 3 horas, y luego el líquido amoniacal colon artificial (10 g /L de amoníaco) y se dejó reposar durante 10 horas. a continuación, se utilizó la capa inferior amoniacal en los experimentos. El tamaño y la forma de ME-RCA-RCA y MBG se observaron bajo el microscopio y los valores de pH en los fluidos fueron monitorizados utilizando papel indicador de pH precisa después de que los fluidos se habían dejado reposar.
Amoniaco en el fluido colónico era artificial medido según las normas internacionales (ISO 6353/2-1983). La cantidad de amoníaco se determinó por valoración con una solución estándar de ácido clorhídrico (0.5 mol /L), y el volumen de ácido clorhídrico consumido fue grabado. La cantidad de amoniaco en el colon: m = 0,5 x 0,01703 × V. Francia El porcentaje de amoniaco eliminado: Los experimentos anteriores se realizaron tres veces | Estabilidad en el entorno gastrointestinal en ratas SD normales
18 SD. las ratas se dividieron aleatoriamente en tres grupos. 6 ratas de cada grupo se mantuvieron en ayunas durante 24 horas y se les permitió beber normalmente. ME-RCA (0,005 L /kg) se utilizó para la administración intragástrica. Las inyecciones intraperitoneales de la anestesia (10% de uretano, 1000 mg /kg) fueron utilizados y la cirugía se llevó a cabo a 37 ° C en una caldera de baño de agua termostático. Una tubería de tres vías se colocó en la unión gastroduodenal, y el contenido del estómago se recogieron en 10 min, 20 min, 30 min, 60 min y 120 min después de la administración de emulsión en el Grupo I. En el Grupo II, un tubo de tres vías estaba colocan en el íleon terminal, y los efluentes de intestino delgado se recogieron 5 horas después de la administración. En el Grupo III, se recogieron las descargas desde el ano en que se observaron en emulsión-gotas. MBG-RCA (0.01 L /kg) también se utilizó para la administración intragástrica en otros 18 ratas. Por lo tanto, ME-RCA o MBG-RCA se investigó en diferentes segmentos del tracto gastrointestinal después de la administración intragástrica. Los cambios en las sustancias después de pasar por el estómago se investigaron en el Grupo I, en el intestino delgado en el Grupo II, y en todo el tracto gastrointestinal en el grupo III. Después de la tinción con Sudán III, se observaron el tamaño y la forma de los contenidos recogidos de cada grupo en el microscopio. Los valores de pH de la gástrico y fluido intestinal pequeña se midieron usando papel de prueba de pH precisa antes y después de la administración intragástrica. El pH del colon se midió mediante stick Indicador universal de algodón antes de la administración intragástrica y cuando ME-RCA o MBG-RCA se observó en las descargas del ano. El análisis estadístico
análisis de los datos se realizó con el programa SPSS 13.0. Todos los resultados se expresan como media ± error estándar de la media. Se utilizó análisis de medidas repetidas de la varianza para detectar diferencias en el pH de ME-RCA y MBG-RCA en el entorno gastrointestinal simulado y en el estómago de las ratas. Se utilizó la prueba t de dos muestras para comprobar las diferencias en ME-RCA y MBG-RCA en la eliminación de amoniaco del colon artificial. Se utilizó la prueba t de dos muestras para comprobar las diferencias en el pH de ME-RCA y MBG-RCA en el intestino delgado y el colon de las ratas. P < 0,05 fue considerado estadísticamente significativo.
Resultados
Comparación de la eficacia de ME-RCA y MBG-RCA en la eliminación de amoniaco del colon artificial
Después de la digestión de la gástrico artificial y el líquido del intestino delgado, las tasas de aclaramiento de que contiene una enzima ME-RCA y MBG-RCA para el amoníaco en el fluido colónico artificiales fueron 51,9 ± 1,85% y 55,92 ± 4,76%, respectivamente. Los resultados fueron estadísticamente significativas (P Hotel < 0,05), y la tasa de aclaramiento de MBG-RCA fue superior a ME-RCA
Comparación de la estabilidad de ME-RCA y MBG-RCA en el entorno gastrointestinal simulada.
el tamaño y la forma
ME-RCA fue visto a hincharse y convertirse en una emulsión en fluido gástrico artificial, y mantuvo un tamaño estable en la pequeña fluido intestinal y colónica artificial. partículas MBG-RCA podían verse en el fluido intestinal y gástrico pequeño artificial, y el tamaño y forma se mantuvo estable y se convirtió en emulsión como en el fluido de colon artificial. Emulsión puede ser visto bajo el microscopio, lo que confirmó que ME-RCA fue lanzado en el líquido del colon artificial (Figura 1). Figura 1 El tamaño y la forma de ME-RCA y MBG-RCA en un entorno gastrointestinal simulada in vitro. A1 - ME-RCA aspecto translúcido; B1 - ME-RCA en un entorno gastrointestinal; C1 - ME-RCA en fluido gástrico artificial (× 100); D1 - ME-RCA en pequeña fluido intestinal (× 100); E1 - ME-RCA en el líquido del colon (× 100) A2 - aparición de MBG-RCA; B2 - MBG-RCA en el fluido intestinal y fluido gástrico artificial pequeño; C2 - MBG-RCA en el líquido del colon; D2 - MBG-RCA en el líquido del colon bajo el microscopio (x 100) (después de llegar al estómago, el sistema de microemulsión de gel de ácido encontró y se convirtió en un gel)
valor de pH
ME-RCA y MBG-RCA no tenían efectos sobre el pH del fluido gástrico artificial. Tanto disminuyó el pH del fluido intestinal artificial pequeña, y MBG-RCA redujo significativamente el impacto de pH en comparación con ME-RCA (P
< 0,05). Tanto disminuyó el pH del fluido colónico artificial (P
< 0,05) con efectos similares (Figura 2). Figura 2 MBG-RCA redujo significativamente el impacto del pH del fluido intestinal artificial pequeño en comparación con el ME-RCA y las influencias de ambos sobre el pH del fluido colónico amoniacal artificial
Comparación de la estabilidad de ME-RCA y MBG-RCA en el tracto gastrointestinal de ratas normales
cambios morfológicos
El diámetro medio de ME-RCA fue de menos de 0,1 micras. ME-RCA se hinchó y se convirtió en una emulsión después de entrar en el estómago de la rata. Las gotas de la emulsión poco a poco se hizo más grande dentro de los primeros 30 minutos, y luego se mantuvieron estables. Sin embargo, fueron deformadas después de alcanzar el intestino delgado. Aunque la preparación MBG-RCA no era óptima, se observó que las partículas mantenido su integridad y no tuvieron cambios significativos 20 minutos después de entrar en el estómago hasta que llegaron al intestino delgado. W /O descargas emulsión de gotas integrados se detectaron después de pasar a través del colon (Figura 3). Figura 3 Los cambios morfológicos de ME-RCA y MBG-RCA en el tracto gastrointestinal de ratas normales observadas por microscopía. A1 - Preparado ME-RCA; B1 - ME-RCA en el estómago 10 min; C1 - ME-RCA en el estómago 20 min; D1 - ME-RCA en el estómago 30 min; E1 - ME-RCA en el estómago 60 min; F1 - ME-RCA en el estómago 120 min; G1 - ME-RCA en el intestino delgado; H1 - ME-RCA en el colon (× 400) A2 - Preparado MBG-RCA; B2 - MBG-RCA en el estómago 10 min; C2 - MBG-RCA en el estómago 20 min; D2 - MBG-RCA en el estómago 30 min; E2 - MBG-RCA en el estómago 60 min; F2 - MBG-RCA en el estómago 120 min; G2 - MBG-RCA en el intestino delgado; H2 - MBG-RCA en el colon (× 400)
Influencias sobre el pH gastrointestinal Francia El pH del estómago se mantuvo sin cambios cuando cualquiera ME-RCA o MBG-RCA entraron en el estómago. El valor de pH del intestino delgado en ratas disminuyó administrados ME-RCA (P
< 0,05) y se mantuvo estable en los administrados MBG-RCA (P
> 0,05). Ninguna de estas sustancias tuvo ninguna influencia obvia sobre el pH del colon de rata (P Hotel > 0,05) (Figura 4). Figura 4 Influencia de ME-RCA y MBG-RCA en pH del estómago, el intestino delgado y el colon de las ratas normales.
Discusión
Se utilizó una W /O ME-RCA preparó usando ácido acético como un agente de captura para eliminar el amoníaco en el líquido del colon artificial. La fase acuosa interna de la emulsión era una solución de ácido acético y amoniaco se absorbe en la emulsión (la microemulsión se hinchó con el tamaño y forma de la emulsión en el colon) y se neutralizó con ácido acético. Sin embargo, su inestabilidad en el jugo gastrointestinal limita su uso aún más en la investigación y otras aplicaciones. En este estudio, MBG-RCA se preparó mediante la incorporación de la ME-RCA en un gel sensible al pH para mejorar su estabilidad. México La membrana líquido utilizado para absorber amoníaco debe ser lo suficientemente estable y mantener su integridad mientras pasa a través del tracto gastrointestinal hasta es expulsado fuera del cuerpo [8]. La preparación ideal para la eliminación selectiva de amoníaco en el colon no debería verse afectada por el jugo intestinal gástrica y pequeños, y mantener su integridad hasta que alcanza el colon. El tiempo de transporte y el pH del tracto gastrointestinal son los principales factores que afectan la velocidad de liberación y la posición de los medicamentos orales, y la estabilidad de los medicamentos membrana líquida. Los cambios en el tamaño y la forma podría reflejar la estabilidad de la membrana líquida. Debido a que la fase acuosa interna era ácido acético, una vez que se disuelve, el pH del jugo gastrointestinal disminuiría y mucosa podría dañarse. Las microemulsiones son más estables y tienen una vida útil mucho más larga que las emulsiones y se utilizan a menudo como vehículos de fármacos in vitro
. Cuando se toma oralmente, una microemulsión se diluye por el jugo gástrico y se convierte en una emulsión. Este es un problema clave en el mantenimiento de la estabilidad y el carácter de la microemulsión cuando se utiliza como un portador de drogas [9].
En el entorno gastrointestinal simulado, ME-RCA se hinchó en el fluido gástrico artificial y su tamaño y forma entonces se mantuvo estable en el pequeño fluido intestinal y colónica artificial. ME-RCA no tuvo efecto sobre el pH del fluido gástrico artificial, al tiempo que reduce significativamente el pH del fluido intestinal artificial pequeño. Hemos establecido modelos para la investigación gastrointestinal por etapas mediante la colocación de tubos de tres vías en la unión gastroduodenal y en el íleon terminal y la recolección de las descargas del ano. El agua y los alimentos podrían tomarse normalmente cuando las ratas despertaron de la cirugía. tránsito gastrointestinal normal puede mantenerse a un máximo y observó usando este método. Se observó que ME-RCA se deformó, de tamaño reducido, y se baja el pH del intestino delgado en ratas normales, mientras que MBG-RCA, obviamente, reduce estos cambios en comparación con ME-RCA. México La razón por la ME-RCA se hinchó en el jugo gástrico artificial puede estar relacionado con la dilución del fluido gástrico, sin embargo, no dio lugar a un cambio en el pH gástrico jugo. La razón por la ME-RCA condujo a una disminución en el pH en el intestino delgado puede indicar una fuga de sustancias ácidas. Con el fin de superar las deficiencias de ME-RCA y permitir que pase a través del estómago y el intestino delgado para alcanzar con éxito su objetivo en el colon, hemos añadido un polímero natural, alginato de sodio, para optimizar la preparación de MBG-RCA sobre la base de ME-RCA. MBG-RCA tiene tanto la ventaja de una microemulsión y un gel. Esto podría mejorar la estabilidad de los medicamentos y lograr de liberación lenta y de liberación controlada de ciertos fármacos debido a su fuerte viscosidad. Por otra parte, posee las características de un sistema de fármaco de liberación controlada gel inteligente y utiliza la respuesta al pH externo para lograr dirigidos liberación colónica de ME-RCA.
Geles pueden responder a la temperatura, el pH y la fuerza iónica, y puede alcanzar la liberación del fármaco con respecto al tiempo, la cantidad, o ubicación para mejorar los efectos de la farmacodinámica cuando se añaden materiales poliméricos inteligentes para formar geles inteligentes. La liberación del fármaco puede ser controlada por la hinchazón y la contracción. Algunos investigadores han diseñado y sintetizado un sistema de gel de copolimerización que contiene no sólo un compuesto hidrófilo sensible al pH, sino también un compuesto latente de cadena larga hidrófobo y un compuesto azo que puede ser degradado por las bacterias. Esta formulación puede proteger el medicamento contra el daño debido a las enzimas gástricas y controlar la hinchazón del gel en el intestino delgado mediante el ajuste de su composición o el cambio de la longitud de la cadena hidrófoba. pronta liberación de fármaco dentro del gel en el intestino delgado a continuación, se puede evitar, y el fármaco puede ser protegido hasta que se libera en el colon cuando el gel se ha degradado [5, 6]. Un hidrogel copolímero formado por el alcohol de polivinilo y ácido acrílico o metacrílico, tiene un efecto protector sobre la insulina en un ambiente ácido gástrico, sin embargo, comienza a liberar o liberar una mayor cantidad en las condiciones alcalinas del intestino [10, 11].
el ácido algínico insolubiliza en el entorno de pH bajo del estómago, mientras que se disuelve en el ambiente alcalino del intestino y también puede ser degradado por las enzimas colónicas. Ha sido ampliamente utilizado para la liberación lenta y de liberación controlada de fármacos [12]. Algunos estudios han demostrado que el gel de alginato de calcio puede permanecer estable en el jugo gástrico y se hinchan en el fluido intestinal. Es un buen vehículo que controla la liberación de materiales tales como fármacos ácidos [13]. Chen et al [14] preparó un quitosano N, O-carboximetil y hidrogel de ácido algínico con una relación de hinchamiento de 2,5 a pH 1,2 y 6,5 a pH 7,4. En consecuencia, la cantidad de albúmina de suero bovino encapsulado liberado en condiciones ácidas fue del 20%, mientras que hasta el 80% fue liberado en condiciones alcalinas.
Como portador del fármaco nuevo, no hay ninguna investigación disponible en microemulsión-geles orales para la eliminación de amoniaco intestino. Sobre la base de los estudios mencionados anteriormente, MBG-RCA se preparó de acuerdo a los cambios en el pH tracto gastrointestinal, y por lo tanto tenía la ventaja de un gel inteligente con respecto al pH. Se encontró que MBG-RCA preparado sobre la base de ME-RCA fue más eficaz en la eliminación de amoniaco y tenía una mayor estabilidad en el tracto gastrointestinal. Se protegió con éxito ME-RCA y podría pasar por el estómago y el intestino delgado. Esto indicó que sería posible alcanzar el objetivo de la liberación colónica dirigida de ME-RCA. En este estudio, no hemos encontrado un cambio en el pH del colon cuando MBG-RCA se administró a ratas normales. El anterior experimento mostró que una mayor concentración de amoníaco era necesario para MBG-RCA para trabajar bien. Una diferencia significativa en la eficacia de la vía oral MBG-RCA y ME-RCA para la eliminación de amoniaco del colon no se ha demostrado en estudios en animales debido a que el modelo de rata no incluye niveles más altos de producción de amoniaco en el colon. En este experimento, las ratas normales se mantuvieron en ayunas durante 24 horas y se les permitió beber normalmente, lo que llevó a un bajo nivel de producción de amoniaco en el colon. A pesar de esto, se lograron los resultados deseados. Los datos fueron suficientes para demostrar que MBG-RCA era más estable en el tracto gastrointestinal de ME-RCA.
Conclusiones
MBG-RCA mantiene una mayor estabilidad en el tracto gastrointestinal y fue más eficaz en la eliminación de amoníaco del colon cuando una mayor concentración de amoníaco de colon estaba presente. Esto hizo posible conseguir la eliminación selectiva de amoníaco y de colon es un método prometedor para la prevención de HE en futuros estudios. El siguiente paso en nuestra investigación es continuar para optimizar la composición y preparación de ME-RCA y MBG-RCA con el fin de mejorar la tasa de eliminación de amoníaco del colon, así como su estabilidad en el estómago y el intestino delgado y la sensibilidad del pH en el colon. Un modelo animal en el que debe desarrollarse para investigar la eliminación selectiva de amoniaco del colon y para determinar su eficacia en la prevención y tratamiento de la ES.
Declaraciones
Agradecimientos
Este estudio fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China ( Nº 30970886) y el Proyecto de Ciencia y Tecnología de Dalian (núm 2008E13SF193).
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