Published October 18, 2021 | Version v1
Publication Open

Synthesis and release behavior of layered double hydroxides–carbamazepine composites

Creators

  • 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 2. National Technological University
  • 3. Universidad Nacional de Córdoba

Description

Carbamazepine (CBZ) was incorporated into layered double hydroxides (LDH) to be used as a controlled drug system in solid tumors. CBZ has a formal charge of zero, so its incorporation in the anionic clay implies a challenge. Aiming to overcome this problem, CBZ was loaded into LDH with sodium cholate (SC), a surfactant with negative charge and, for comparison, without SC by the reconstruction method. Surprisingly, it was found that both resultant nanocomposites had similar CBZ encapsulation efficiency, around 75%, and the LDH-CBZ system without SC showed a better performance in relation to the release kinetics of CBZ in simulated body fluid (pH 7.4) and acetate buffer simulating the cellular cytoplasm (pH 4.8) than the system with SC. The CBZ dimensions were measured with Chem3D and, according to the basal spacing obtained from X-ray patterns, it can be arranged in the LDH-CBZ system as a monolayer with the long axis parallel to the LDH layers. Fourier transform infrared spectroscopy and solid state NMR measurements confirmed the presence of the drug, and thermogravimetric analyses showed an enhanced thermal stability for CBZ. These results have interesting implications since they increase the spectrum of LDH application as a controlled drug system to a large number of nonionic drugs, without the addition of other components.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم دمج الكاربامازيبين (CBZ) في هيدروكسيدات مزدوجة الطبقات (LDH) لاستخدامها كنظام دوائي خاضع للرقابة في الأورام الصلبة. لدى CBZ تهمة رسمية تبلغ صفر، لذلك فإن دمجه في الطين الأنيوني ينطوي على تحدٍ. بهدف التغلب على هذه المشكلة، تم تحميل CBZ في LDH بكولات الصوديوم (SC)، وهو مادة خافضة للتوتر السطحي بشحنة سالبة، وعلى سبيل المقارنة، بدون SC بواسطة طريقة إعادة الإعمار. ومن المثير للدهشة، أنه وجد أن كلا من المركبات النانوية الناتجة كانت لها كفاءة تغليف CBZ مماثلة، حوالي 75 ٪، وأظهر نظام LDH - CBZ بدون SC أداءً أفضل فيما يتعلق بحركية إطلاق CBZ في سائل الجسم المحاكى (الرقم الهيدروجيني 7.4) وعازل الأسيتات الذي يحاكي السيتوبلازم الخلوي (الرقم الهيدروجيني 4.8) من النظام مع SC. تم قياس أبعاد CBZ باستخدام Chem3D، ووفقًا للمسافة القاعدية التي تم الحصول عليها من أنماط الأشعة السينية، يمكن ترتيبها في نظام LDH - CBZ كطبقة أحادية مع المحور الطويل الموازي لطبقات LDH. أكد التحليل الطيفي بتحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء وقياسات الرنين المغناطيسي النووي للحالة الصلبة وجود الدواء، وأظهرت تحليلات قياس الجاذبية الحرارية استقرارًا حراريًا معززًا لـ CBZ. هذه النتائج لها آثار مثيرة للاهتمام لأنها تزيد من طيف تطبيق LDH كنظام دوائي خاضع للرقابة على عدد كبير من الأدوية غير الأيونية، دون إضافة مكونات أخرى.

Translated Description (French)

La carbamazépine (CBZ) a été incorporée dans des hydroxydes doubles en couches (LDH) pour être utilisée comme système médicamenteux contrôlé dans les tumeurs solides. La CBZ a une charge formelle de zéro, donc son incorporation dans l'argile anionique implique un défi. Dans le but de surmonter ce problème, le CBZ a été chargé dans la LDH avec du cholate de sodium (SC), un tensioactif à charge négative et, à titre de comparaison, sans SC par la méthode de reconstruction. Étonnamment, il a été constaté que les deux nanocomposites résultants avaient une efficacité d'encapsulation de CBZ similaire, autour de 75%, et le système LDH-CBZ sans SC a montré une meilleure performance par rapport à la cinétique de libération de CBZ dans le fluide corporel simulé (pH 7,4) et le tampon acétate simulant le cytoplasme cellulaire (pH 4,8) que le système avec SC. Les dimensions de CBZ ont été mesurées avec Chem3D et, en fonction de l'espacement basal obtenu à partir des diagrammes de rayons X, il peut être disposé dans le système LDH-CBZ comme une monocouche avec le grand axe parallèle aux couches de LDH. La spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier et les mesures RMN à l'état solide ont confirmé la présence du médicament, et les analyses thermogravimétriques ont montré une stabilité thermique améliorée pour le CBZ. Ces résultats ont des implications intéressantes car ils augmentent le spectre d'application de la LDH en tant que système de médicaments contrôlé à un grand nombre de médicaments non ioniques, sans l'ajout d'autres composants.

Translated Description (Spanish)

La carbamazepina (CBZ) se incorporó a hidróxidos dobles en capas (LDH) para ser utilizada como un sistema de fármacos controlado en tumores sólidos. El CBZ tiene una carga formal de cero, por lo que su incorporación en la arcilla aniónica implica un reto. Con el objetivo de superar este problema, CBZ se cargó en LDH con colato de sodio (SC), un tensioactivo con carga negativa y, a modo de comparación, sin SC mediante el método de reconstrucción. Sorprendentemente, se encontró que ambos nanocompuestos resultantes tenían una eficiencia de encapsulación de CBZ similar, alrededor del 75%, y el sistema LDH-CBZ sin SC mostró un mejor rendimiento en relación con la cinética de liberación de CBZ en fluido corporal simulado (pH 7.4) y amortiguador de acetato que simula el citoplasma celular (pH 4.8) que el sistema con SC. Las dimensiones de CBZ se midieron con Chem3D y, de acuerdo con el espaciado basal obtenido de los patrones de rayos X, se puede disponer en el sistema LDH-CBZ como una monocapa con el eje largo paralelo a las capas de LDH. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y las mediciones de RMN de estado sólido confirmaron la presencia del fármaco, y los análisis termogravimétricos mostraron una estabilidad térmica mejorada para CBZ. Estos resultados tienen implicaciones interesantes ya que aumentan el espectro de aplicación de LDH como sistema de fármaco controlado a un gran número de fármacos no iónicos, sin la adición de otros componentes.

Files

s41598-021-00117-9.pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:819d396816671d569ecf757b5fad89b3
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
توليف وسلوك إطلاق الهيدروكسيدات المزدوجة الطبقات - مركبات الكاربامازيبين
Translated title (French)
Comportement de synthèse et de libération des composites doubles hydroxydes-carbamazépine en couches
Translated title (Spanish)
Comportamiento de síntesis y liberación de compuestos de doble capa de hidróxidos-carbamazepina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3114254891
DOI
10.1038/s41598-021-00117-9

Is supplement to
https://openalex.org/W942818783 (Other)
https://openalex.org/W653484090 (Other)
https://openalex.org/W4367664831 (Other)
https://openalex.org/W2199971242 (Other)
https://openalex.org/W2088824255 (Other)
https://openalex.org/W2082203849 (Other)
https://openalex.org/W2081339712 (Other)
https://openalex.org/W2038188262 (Other)
https://openalex.org/W2030560045 (Other)
https://openalex.org/W1983306322 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1968548830
  • https://openalex.org/W1969334524
  • https://openalex.org/W1972023431
  • https://openalex.org/W1973710255
  • https://openalex.org/W1978447268
  • https://openalex.org/W1984310851
  • https://openalex.org/W1985681872
  • https://openalex.org/W1990707496
  • https://openalex.org/W2006097364
  • https://openalex.org/W2016637754
  • https://openalex.org/W2020560807
  • https://openalex.org/W2020884289
  • https://openalex.org/W2023865006
  • https://openalex.org/W2027432937
  • https://openalex.org/W2027606360
  • https://openalex.org/W2029443146
  • https://openalex.org/W2032754983
  • https://openalex.org/W2035818675
  • https://openalex.org/W2040915507
  • https://openalex.org/W2043727310
  • https://openalex.org/W2046367709
  • https://openalex.org/W2047086033
  • https://openalex.org/W2063362367
  • https://openalex.org/W2066654247
  • https://openalex.org/W2070517548
  • https://openalex.org/W2108174783
  • https://openalex.org/W2112017750
  • https://openalex.org/W2153294383
  • https://openalex.org/W2153717131
  • https://openalex.org/W2234540111
  • https://openalex.org/W2282102978
  • https://openalex.org/W2284463184
  • https://openalex.org/W2416035255
  • https://openalex.org/W2564498099
  • https://openalex.org/W2586690190
  • https://openalex.org/W2741371941
  • https://openalex.org/W2742298159
  • https://openalex.org/W2757225044
  • https://openalex.org/W2780394671
  • https://openalex.org/W2898415565
  • https://openalex.org/W2899301603
  • https://openalex.org/W2904037476
  • https://openalex.org/W2914659383
  • https://openalex.org/W2918028002
  • https://openalex.org/W2940488745
  • https://openalex.org/W2943094384
  • https://openalex.org/W2970145485
  • https://openalex.org/W2970354019
  • https://openalex.org/W2995531129
  • https://openalex.org/W3006316590
  • https://openalex.org/W3009606479
  • https://openalex.org/W3040673830
  • https://openalex.org/W3045834619
  • https://openalex.org/W3049613394
  • https://openalex.org/W3089198972
  • https://openalex.org/W3093493199
  • https://openalex.org/W3093917636
  • https://openalex.org/W3113283793
  • https://openalex.org/W3115853767
  • https://openalex.org/W3126766534
  • https://openalex.org/W3139271254
  • https://openalex.org/W4211008204