Encapsulation of biological material and biologically active substances in multiple emulsions

Przedstawiono wyniki badań emulsji wielokrotnych jako bionośników. Badania obejmowały proces enkapsulacji materiału biologicznego mESCs (mysie komórki embrionalne) oraz związków biologicznie czynnych (lek – salol). Analiza procesu enkapsulacji komórek macierzystych wykazała wyższe o 9÷11% stopnie przeżywalności komórek w emulsjach w stosunku do klasycznych stałych nośników matrycowych. W badaniach enkapsulacji leków uzyskano wysokie stopnie enkapsulacji (65÷95%) zależne od struktury emulsji. Wyniki badań potwierdziły możliwość wykorzystania emulsji wielokrotnych jako mikrośrodowiska do przechowywania materiału i substancji biologicznie aktywnych.Study results dealing with multiple emulsions as biocarriers are presented. The study included encapsulation of biological material (mouse embryonic stem cells) and biologically active compounds (drug - salol). Analysis of stem cell encapsulation showed that the survival rate of stem cells encapsulated in multiple emulsions was 9÷11% higher in comparison to a conventional solid matrix. The drug encapsulation study showed the high encapsulation efficiency (65÷95%) depending on the emulsion structure. The results confirmed the effectiveness of multiple emulsions as a microenvironment for the storage of biological materials and biologically active substances

Mechanisms of active agent release from microspheres prepared via the multiple emulsion cross-linking method

Praca dotyczy modelowania uwalniania składnika aktywnego z mikrosfer otrzymywanych w wyniku termicznego utwardzania emulsji wielokrotnych. Przedstawione wyniki symulacji profili uwalniania porównano z badaniami doświadczalnymi wpływu struktury mikrosfer i intensywności mieszania zewnętrznego medium uwalniania na szybkość procesu. Przedstawiony model rozważa dyfuzyjny transport składnika przez niedegradowalną, ulegającą erozji mechanicznej (zmiana porowatości) matrycę polimerową mikrosfery. Model uwzględnia dwa etapy procesu, wstępny: pierwotnego i opóźnionego uwalniania, związanego ze zmianą struktury wewnętrznej mikrosfer oraz szybkiego ciągłego uwalniania.The study concerns modeling of the release of active agent from microspheres prepared via multiple emulsions thermal cross-linking. The presented simulated release profiles were compared to the experimental data of micro-sphere structure and the influence of external surrounding mixing intensity. 1The presented model considers the diffusion of an active agent by spherical non-degradable porous polymer matrix. A model was developed to predict the release rate for cases of two-stage process: initial stage of primary and lag release tied to changes in internal microsphere structure and the contiz nuous rapid release

Multifunctional emulsion structures for encapsulation and modified release of active ingredients

Multifunctional emulsion structures for encapsulation and modified release of active ingredient

Multiple emulsions - multiphase carriers of nutraceuticals infunctional food

Opracowano i wytworzono wielofazowe strukturyzowane nośniki emulsje podwójne i potrójne ze składnikami bioaktywnymi (olej sojowy i Rodamina B - analog witaminy E) czułe na zmianę pH 0 znaczeniu profilaktycznym w chorobach cywilizacyjnych. Zbadano uwalnianie Rodaminy B z emulsji podwójnych w warunkach symulujących środowisko jamy ustnej, przełyku i żołądka (pH: 7, 5 1 2). Uzyskane rezultaty potwierdzają perspektywę wykorzystania struktur emulsyjnych do jednoczesnej enkapsulacji, dostarczania i uwalniania kilku nutraceutyków.The multiphase structured pH sensitive carriers in a form of double and triple emulsions with co-encapsulated bioactive ingredients (soybean oil and Rhodamine B - analog of vitamin E) of prophylactic significance in civilization diseases were developed and produced. The release of Rhodamine B from double emulsions was studied under conditions simulating the environment of oral cavity, esophagus and stornach (pH: 7, 5 and 2). The obtained results are promising in perspective of using emulsion structures for coencapsulation, co-delivery and co-release of several nutraceuticals

Emulsje wielokrotne z pH-czułym biopolimerem wytwarzane w kontaktorze helikoidalnym do dostarczania chemoterapeutyków

Among biopolymers, pH-responsive ones have much potential for drug delivery systems by exploiting the pH gradient between physiological and pathological states. In this paper multiple emulsions with a pH-responsive biopolymer for controlled drug delivery in brain tumor treatment were discussed. The characteristic and rheological properties of multiple emulsions, biopolymer adsorption, zeta potential, and release processes were examined. The results showed higher drug release rates in the acidic tumor microenvironment compared to the simulated conditions of normal cells.Wśród biopolimerów, te reagujące na pH wykazują duży potencjał w systemach dostarczania leków dzięki wykorzystaniu gradientu pH między stanami fizjologicznymi i patologicznymi. W pracy omówiono emulsje wielokrotne z biopolimerem reagującym na zmiany pH, do kontrolowanego dostarczania leków w terapii guza mózgu. Zbadano charkterystykę i krzywe reologiczne emulsji, adsorpcję polimeru na kroplach, zeta potencjał i proces uwalniania. Wyniki wykazały wyższe szybkości uwalniania leku w kwaśnym mikrośrodowisku guza w porównaniu z symulowanymi warunkami normalnych komórek

Mass transfer in dispersed systems for biomedical applications

Badano uwalnianie doksorubicyny przy pH 7,4 (środowisko komórek zdrowych) oraz 6,3 (środowisko komórek nowotworowych) zemulsji o różnych rozmiarach kropel. W fazie zewnętrznej emulsji wykorzystano biopolimer, którego lepkość zmienia się w zależności od pH środowiska, co pozwoliło na selektywne uwalnianie chemoterapeutyku. Uzyskano szybsze uwalnianie składnika w warunkach kwaśnego pH oraz z emulsji o mniejszych rozmiarach kropel.The release of doxorubicin at pH 7.4 (normal cells) and 6.3 (tumor cells) from emulsions with different drop sizes was tested. In the emulsion external phase a biopolymer of viscosity depending on the environmental pH was used allowing for the selective release of chemotherapeutics. A faster release of the component was obtained under acidic pH and from emulsions with smaller drop sizes

Mass transfer during release process of a few active substances from multiple emulsions

Praca dotyczy badań procesu jednoczesnego uwalniania dwóch substancji aktywnych (ko-uwalniania) z emulsji wielokrotnych o różnych strukturach wewnętrznych. Wyniki potwierdziły dyfuzyjny charakter uwalniania i wykazały, że enkapsulacja drugiej substancji aktywnej zmienia przebieg uwalniania składnika pod-stawowego z jednoetapowego na dwuetapowy i skraca czas potrzebny do jego całkowitego uwolnienia. Badania wymiany masy w procesie jednoczesnego uwalniania dwóch substancji potwierdzają możliwości zastosowań emulsji wielokrotnych, jako bio-nośników kilku składników czynnych.The paper concerns the process of simultaneous release of two active substances (co-release) from multiple emulsions with different internal structures. The results confirmed a diffusive nature of release and demonstrated that the encapsulation of second active substance changes the release rate of base component from a one-stage to a two-stage and reduces time required to the complete release. Studies of mass transfer during the simultaneous release of two substances confirmed possibility of the use of multiple emulsions as a few compounds bio-carriers

Multiple emulsions for simultaneous active agents delivery in a skin topical application

Most antiseptic agents are intended for use on intact skin, e.g. for hand hygiene or skin preparation before any medical procedure. This paper presents multiple emulsion-based antiseptic agents as formulations for application to body surfaces with modified release rates. Multiple emulsions with a co-encapsulated antiseptic (phenyl salicylate – salol) and an agent preventing microorganism growth (benzoic acid) were formed in a Couette–Taylor flow apparatus. Results confirmed the possibility of the release kinetics modification while two compounds were encapsulated in the internal droplets of emulsions to control the release rates and time of the dose release. The addition of benzoic acid as a second active compound of the encapsulation process in the internal phase of double O1/W/O2 emulsion reduced the time necessary for the total release of salol triggering a two-step release

Recovery of rare earth metals from solution after leaching of permanent magnets in an integrated process using emulsion liquid membranes

Przedstawiono koncepcję separacji jonów neodymu i dysprozu (Nd3+ i Dy3+) za pomocą emulsyjnych membran ciekłych-ELM w reaktorze z przepływem Couette’a-Taylora jako procesu zintegrowanego obejmującego wytwarzanie emulsyjnych membran ciekłych i ekstrakcję jonów tych metali z roztworów po ługowaniu magnesów neodymowo-żelazowo-borowych. Zastosowanie reaktora CTF pozwala na zmniejszenie liczby stopni operacyjnych procesu i prowadzenie ekstrakcji w sposób ciągły przy małej konsumpcji rozpuszczalników i przenośników. Opracowano warunki wytwarzania stabilnych membran emulsyjnych ELM’s (nośnik: D2EHPA) o składzie i strukturach odpowiednich do badań procesu separacji Nd3+ i Dy3+.A concept of separation of metal ions of neodymium and dysprosium by emulsion liquid membranes-ELMs using a Couette- Taylor flow reactor (CTF) as an integrated process combining the creation of emulsion liquid membranes and extraction of Nd3+ and Dy3+ from neodymium-iron-boron leaching solutions is demonstrated. The use of CTF reactor reduces the number of operating process units and enables a continuous extraction with the low consumption of solvents and carriers. Conditions for the preparation of stable ELMs (D2EHPA as a carrier) with composition and structures suitable for a study on Nd3+ and Dy3+ separation were developed