Potential application of thermo-sensitive hydrogels for controlled release of phenacetin

Abstract

Over the past years, many scientific research studies have been focused on thermo-sensitive hydrogels containing N-isopropylacrylamide (NIPAM) as a monomer. The NIPAM based hydrogels with 20 mol% 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMet) were synthesized using ethylene glycol dimethacrylate as a cross-linker. The characterization of xerogel and phenacetin using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and Scanning electron microscopy (SEM)confirm the performed synthesis with satisfactory purity as well as loading of phenacetin into hydrogel. The swelling transport mechanism at simulated physiological conditions (pH 2.20 and 7.40 at 37 °C) is described by the time-independent kinetics. The potential application of synthesized hydrogels for the controlled release of phenacetin as a model drug was investigated at simulated physiological conditions by HPLC method. .

Brojna naučna istraživanja tokom poslednjih godina usmerena su na hidro- gelove koji sadrže N-izopropilakrilamid (NIPAM) kao monomer. Hidrogelovi na bazi NIPAM-a sa 20 mol% 2-hidroksipropilmetakrilata (HPMet), p(NIPAM-co-HPMet) sintetisani su korišćenjem različitih količina umreživača etilenglikoldimetakrilata (EGDM) i izvršena je njihova karakterizacija. FTIR spektar kserogela ukazuje na izvršenu sintezu iniciranjem pomoću radikala, a FTIR spektar fenacetina potvrđuje da je dobijen proizvod zadovoljavajuće čistoće. FTIR spektar kserogela sa fenacetinom ukazuju na izvršeno uklapanje fenacetina u unutrašnjost gela. SEM mikrografije nabubrelih i liofilizovanih uzoraka hidrogelova pokazuju da je njihova površina porozna, a uzorci sa uklopljenim fenacetinom pokazuju prisustvo fenacetina u porama hidrogela. Rezultati bubrenja pokazuju da termoosetljivi hidrogelovi NA 20 °C ispoljavaju anomaliju u mehanizmu difuzije, bubrenje ne prati Fickov zakon, već je proces bubrenja kontrolisan difuzijom vode i relaksacijom polimernih lanaca. Transportni mehanizam bubrenja na 40 °C može se svrstati u tip III, sa vremenski nezavisnom kinetikom. Slično ponašanje pri bubrenju ovi hidrogelovi pokazuju u simuliranim fiziološkim uslovima (pH 2,20 i 7,40 na 37 °C). Potencijalna primena dobijenih hidrogelova kao nosača lekova sa kontrolisanim oslobađanjem fenacetina, kao model leka, ispitivana je pomoću HPLC metode. Rezultati pokazuju da je u prvih 24 sata otpuštena veća količina fenacetina na 37 °C u rastvoru pH 7,40 (70-90%) u odnosu na količinu otpuštenog fenacetina u rastvoru pH 2,20 (50-65% od apsorbovane količine). Količina otpuštenog fenacetina srazmerno se smanjuje sa povećanjem gustine umreženja gelova. Proces otpuštanja lekovite supstance prati Fikov zakon difuzije za obe pH vrednosti. Dobijeni termoosetljivi hidrogelovi p(NIPAM-co-HPMet) pokazuju dobre mogućnosti za primenu kao 'inteligentni' nosači lekova (npr. fenacetina) sa kontrolisanom oslobađanjem.