Polymerization of n-butyl cyanoacrylate in presence of surfactant: study of influence of polymerization factors on particle properties, drug loading and evaluation of its drug release kinetics

Abstract

Se sintetizaron nanopartículas de polibutil-cianoacrilato mediante polimerización por emulsión en presencia de un surfactante no iónico (poloxámero 188), en concentraciones superiores a CMC, y se caracterizaron mediante mediciones de potencial zeta, microscopía electrónica de transmisión y análisis de tamaño. Se estudiaron los efectos de factores de polimerización tales como concentración de monómeros, temperatura de polimerización y concentración de surfactante sobre el tamaño de la partícula y su distribución. Al variar la concentración no se apreciaron diferencias significativas en el tamaño medio de las partículas ni en su distribución. A temperaturas de polimerización elevadas se observó un aumento significativo en el tamaño de las partículas y una distribución más extendida, en comparación con los resultados obtenidos a temperaturas bajas y moderadas, lo que se puede atribuir a la deshidratación del óxido de propileno y de los bloques de óxido de etileno dentro del surfactante. Las concentraciones de surfactante en el rango del estudio no mostraron una influencia apreciable en el tamaño y el patrón de distribución de las nanopartículas. La carga de fármacos en las nanopartículas mediante la técnica de incorporación dio como resultado un mayor grado de captura que la técnica de la adsorción. Sin embargo, las nanopartículas cargadas con fármaco mediante la técnica de adsorción presentaron un mayor grado de liberación de clorhidrato de doxorubicina tanto en 0,001N HCl como en solución salina al 0,9 %. Los resultados del análisis cinético revelaron que las nanopartículas seguían la ecuación de Higuchi, lo que indica la posibilidad de penetración del fármaco en la matriz porosa de las nanopartículas tras la adsorción del mismo.Polybutyl cyanoacrylate nanoparticles were synthesized by emulsion polymerization in presence of nonionic surfactant (Poloxamer 188) in concentration above CMC, and were characterized by particle size analysis, transmission electron microscopy and zeta potential measurements. Effect of polymerization factors such as monomer concentration, polymerization temperature and surfactant concentration on the particle size and distribution were studied. Varied monomer concentrations did not show much difference in average particle size and particle distribution. High polymerization temperature showed significant increase in particle size and broader distribution compared to that of low and moderate temperatures which can be attributed to the dehydration of propylene oxide and ethylene oxide blocks within the surfactant. Surfactant concentrations in the range studied, did not show appreciable influence on size and distribution pattern of nanoparticles. Drug loading into nanoparticles by incorporation technique resulted in higher entrapment than the adsorption technique. However, the drug loaded nanoparticles prepared by adsorption technique showed high release of doxorubicin hydrochloride in both 0.001N HCl and 0.9 % saline. The results of kinetic analysis revealed that the nanoparticles followed Higuchi equation indicating the possibility of drug penetration into the porous matrix of nanoparticles following drug adsorption.Los autores del presente artículo manifiestan su agradecimiento a la University Grants Commission (UGC) de la India por la financiación de este trabajo