ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

476 

 

8

 

Holscher  M.,  Gurtler  C.,  Keim  W.,  Muller  T.E.,  Peters  M.,  Leitner  W.  (2012) 

Zeitscrift  fur  nuturforscung  /  section  B-A  journal  of  chemical  sciences.  67(10):961-975.  DOI: 

10.5560/ZNB.2012-0219  

9

 

Liu  A.H.,  Yu  B.,  He  L.N.  (2015)  Greenhouse  Gases-Science  and  Technology.  5(1). 

17-33. DOI: 10.1002/ghg.1461. 

10

 

Suerbaev  Kh.A.,  Chepaikin  E.G.,  Kanapieva  F.M.,  Seitenova  G.Zh.  (2009)  Petrol. 

Chem. 49(4):265-273. DOI: 10.1134/S096554410904001X.  

11

 

Kito T., Hirao I. Bull. Chem. Soc. Jap. 1971, 44 (11), 3123-3126. 

12

 

Umemura  Sumio,  Takamitsu  Nagaaki,  Hashimoto  Toshiaki.  2,5-Dihydroxybenzoic 

acid. Japan. Kokai 7795,627 (c 07 c 65/02). (1987) Chem.Abstr. 88.374383s. 

13

 

Suerbaev  Kh.A.,  Mikhnenko  O.E.,  Akhmetova  G.B.,  Shalmagambetov  K.M., 

Chepaikin E.G. (2005) Petrol. Chem. 45(1):41-43.  

14

 

Suerbaev  Kh.A.,  Mikhnenko  O.E.,  Akhmetova  G.B.,  Shalmagambetov  K.M., 

Chepaikin E.G. (2005) Petrol. Chem. 45(5):335-337.  

15

 

Anastas P.T., Warner J.C. Green Chemistry:  Theory and Practice. Oxford University 

Press, New York, 1998, Р. 30.  

16

 

Pelle Lidstrom, Jason Tierney, Bernard Wathey, Jacob Westman. (2001) Tetrahedron. 

57:9225-9283. DOI: 10.1016/S0040-4020(01)00906-1. 

17

 

Nuchter  M.,  Ordruchka  B.,  Bonrath  W.,  Gum  A.  (2004)  Green  Chem.  6:128-141. 

DOI: 10.1039/b310502d. 

18

 

Berdonosov  S.S.,  Berdonosova  D.G.,  Znamenskaya  I.V.    (2000)  Chem.  technology. 

3:2-8. (in Russ.). 

19

 

Suerbaev  Kh.A.,  Akhmetova  G.B.,  Shalmagambetov  K.M.  (2005)  Russ.  J.  Gener. 

Chem. 75(9):1498-1499.  

20

 

Suerbaev Kh.A., Chepaikin E.G., Kudaibergenov N.Zh., Zhaksylikova G.Zh    (2016) 

Petrol. Chem. 56:414-418. DOI: 10.1134/S0965544116070161. 

21

 

Properties  of  organic  compounds  [Svoistva  organicheskih  soedinenii].  Directory.  Ed 

by Potehin A.A. L.: Himija, 1984, 520 p. (in Russ.). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

477 

 

УДК 615.4-620.3 

 

Mussabayeva B.Kh.

*

, Murzagulova K.B., Kasymova Zh.S.,  

Orazzhanova L.K., Iminova D.E. 

 

Shakarim State University of Semey, Semey, Kazakhstan 

*E-mail: binur.mussabayeva@mail.ru 

 

Biopolymers and polyelectrolytic multilayers as drug delivery system 

 

The co-encapsulation of oral antitubercular drugs (ATDs) pyrazinamide and moxifloxacin 

by polyelectrolytic multilayers with use as a matrix of gellan is carried out. The co-encapsulation 

efficiency  and  in  vitro  drug  release  were  studied.  It  is  shown  that  capsules  possess  prolonged 

action.  

Keywords:  antitubercular  drugs,  capsule,  biopolymers,  polyelectrolytic  multilayers, 

controlled release 

 

Мұсабаева Б.Х., Мұрзағұлова К.Б., Қасымова Ж.С., 

Оразжанова Л.К., Иминова Д.Е. 

 

Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті, Семей қ., Қазақстан 

 

Биополимерлер мен  полиэлектролиттер дәрілерді жеткізу жүйесі ретінде 

 

Пероральды  туберкулезге  қарсы  перпараттар  (ТҚП)  пиразинамид  және 

моксифлоксацинді 

матрица 

ретінде 

геллан 

пайдаланып 

полиэлектролитті 

мультиқабаттармен  бірге  капсулалау  жүргізілді.    Препараттарды  капсулаға  енгізу 

тиімділігі және капсулалардан босап шығуы  in vitro зерттелді. Капсулалардың әсері ұзақ 

екені көрсетілді. 

 

Кілт  сөздер:  туберкулезге  қарсы  препараттар,  капсула,  биополимерлер, 

полиэлектролитті мультиқабаттар, бақыланатын босап шығу

 

 

 

Мусабаева Б.Х., Мурзагулова К.Б., Касымова Ж.С.,  

Оразжанова Л.К., Иминова Д.Е.  

 

Государственный университет им. Шакарима города Семей, г. Семей, Казахстан 

 

Биополимеры и полиэлектролиты как система доставки лекарств 

 

Проведено  совместное  капсулирование  пероральных  противотуберкулезных 

препаратов (ПТП) пиразинамида и моксифлоксацина полиэлектролитными мультислоями 

с  использованием  в  качестве  матрицы  геллана.  Изучены  эффективность  включения 

препаратов  в  капсулы    и    in  vitro  высвобождение  препаратов.  Показано,  что  капсулы 

обладают пролонгированным действием. 

Ключевые  слова:  противотуберкулезные  препараты,  капсула,  биополимеры, 

полиэлектролитные мультислои, контролируемое высвобождение 

 

Introduction 

 

Prolongation  of  antitubercular  drug

,

s  action  is    the  actual  problem  [1].  For  these  purpose 

the  various  drug  delivery  systems    (DDS)  have  been  used:  microparticles,  nanoparticles, 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

478 

 

liposomes, polymeric composites, the hollow and filled capsules. In the literature there is a lot of 

works devoted to use of biopolymers as DDS [2-3].  However, there are very few literary data on 

encapsulation  of  antitubercular  drugs  by  polyelectrolytic  multilayers.  For  example,  rifampicin  

encapsulated into chitosan-dextran sulfate hollow microcapsules. Rifampicin released from these 

microcapsules within over 72 hours at pH=1.2 and pH=7.4 [4].  

The goal of this work are co-encapsulation of two antitubercular drugs – pyrazinamide and 

moxifloxacin    in  the  gellan  coated  with  polyelectrolytic  multilayers,  and  evaluation  of  drug 

release at values рН, modeling various sites of a gastrointestinal tract (GIT). 

 

Experimental part 

 

The    biopolymer  low-acetylated  gellan  (China  producted)  were  used  as  the  container  for 

capsules.  For  preparation    multilayers  cationic  polyelectrolyte  chitosan  (Chit)  water-soluble,  ≥ 

8000  Da  (Bioprogress,  Moscow),    anionic  polyelectrolytes  sodium  dextran  sulphate  (DS),  500 

kDa (Sigma-Aldrich) and Eudragit S100 (Eud) were chosen. 

Substances  of  antitubercular  drugs  pyrazinamide  (Pz),  Shanghai  International 

Pharmaceutical  Co  producted,  a  moxifloxacin  hydrochloride  (Mfx),  Pavlodar  Pharmaceutical 

Plant, Kazakhstan producted were used. 

Drug  containing  capsules  were  prepared  by  ionotropic  gelation  method  [5].  The  co-

encapsulation  efficiency  was  determined  by  Pharmacopoeia    methods:  pyrazinamide  and 

moxifloxacin  quantity  were  determined  on  the  spectrophotometer    (Specord  210,  Germany)  at 

268 nm and 295 nm [6]. 

The coating of capsules by polyelectrolytic multilayers was carried out by LbL-technique 

(Layer by layer deposition), consistently immersing them in water solution of a chitosan and in 

dextran  sulphate  (Eudragit  S100)  solution  in  sodium  chloride.  After  immersion  in  each 

polyelectrolyte capsules twice washed distilled water. This procedure was repeated by 3, 5 or 10 

times. Thus, 3, 5 or 10 bilayers  of oppositely charged polyelectrolytes have been formed. 

In  vitro  drug  release  studies  carried  out  according  to  Pharmacopoeia  requirements  [6], 

using the dissolution apparatus (Erweka, Germany) at temperature  (37 ± 0.5) ºС and the rotation 

speed  100  rpm.  The  tests  were  performed  at  gastric  pH  (0.1N  HCl,  pH=1.2)  and  intestinal  pH 

(phosphate buffer, pH=7.4). Pyrazinamide, moxifloxacin concentration were determined by UV-

Visible spectrophotometric method at 268 and 295 nm. All quantitative analyses were repeated 3 

times. 

 

Results and discussion 

 

Drug containing  spherical capsules of size around  of 1,5-2,0 mm were prepared. Capsules 

were kept within 10 min in calcium salt solution, then passed through a sieve and washed twice 

in  the  distilled  water  and  dried  on  air  at  the  room  temperature.  The  solution  was  used  for 

determination of co-encapsulation efficiency. 

 

Results of co-encapsulation efficiency determination are given in tab. 1. 

 

Table 1 – Co-encapsulation efficiency (%) 

 

Capsule matrix 

pyrazinamide 

moxifloxacin 

1% gellan 

27,5±1,3 

27,6±10,6 

3% gellan 

39,9±4,2 

41,8±2,2 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

479 

 

Apparently  from  tab.  1,  generally  co-encapsulation  efficiency  increases  with  the  increase 

of gellan concentration. It is interesting that co-encapsulation efficiency of drugs is higher, than 

separately encapsulation efficiency of them [5]. 

In vitro drug release studies shown, that in acidic environment at рН =1,2 (corresponds to 

the gastric) capsules were not dissolved within a day.  

At рН =6,8 (corresponds to intestines) capsules are gradually dissolved (tab.2).  

 

Table 2 – Drug release from capsules at рН=6,8, % 

 

Composition of capsule 

Release time, 

hour 

Extent of release, % 

pyrazinamide 

moxifloxacin 

3% gellan/Pz/Мfx  

(without multilayers) 

4 

34,6±4,8 

34,7±4,5 

8 

54,8±4,5 

49,4±1,1 

12 

81,2±2,3 

84,2±1,2 

3% gellan/Pz/Мfx +  

3 bilayers Chit/DS 

6 

30,3±1,5 

30,3±1,2 

12 

49,3±3,6 

51,2±1,9 

18 

88,3±3,8 

78,3±3,7 

3% gellan/Pz/Мfx +  

5 bilayers Chit/DS 

12 

29,9±1,0 

30,5±1,5 

18 

46,7±3,8 

50,9±1,5 

24 

78,1±8,2 

80,5±2,2 

3% gellan/Pz/Мfx +  

3 bilayers Chit/Eud 

6 

25,9±0,9 

27,0±1,2 

12 

48,6±1,9 

49,5±0,6 

18 

80,5±1,3 

78,3±3,9 

3% gellan/Pz/Мfx +  

5 bilayers Chit/Eud 

12 

26,3±1,9 

26,4±7,5 

18 

45,8±0,7 

46,5±1,3 

24 

75,6±0,5 

75,2±1,9 

3% gellan/Pz/Мfx +  

10 bilayers Chit/Eud 

12 

- 

- 

18 

- 

- 

24 

13,3±3,3 

10,4±1,8 

 

Apparently from the tab. 2 release (%) of pyrazinamide and moxifloxacin from combined 

capsules without polyelectrolytic multilayers in 4 hours about 30% of the active substance, in 8 

clocks – about 50%, for 12 – about 80%. Thus, prolongation made 12 clocks. 

In  case  of  the  microcapsules  covered  with  3  polyelectrolytic  bilayers  more  prolonged 

release was observed: in 6 clocks 30% of the active substance, in 12 clocks – 50%, in 18 clocks – 

80% are  released.  In this case prolongation made 18 clocks, i.e. is  1,5 times more longer, than 

without multilayers. 

In case the covering made 5 bilayers prolongation is higher: in 12 clocks released 30% of 

the  active  substance,  in  18  clocks  –  50%,  in  24  clocks  –  80%  are  released.  In  this  case 

prolongation made 24 hours. Capsules with 10 bilayers of polyelectrolytes begin to be dissolved 

after 20 clocks, in 24 hours only about 10% of the active substance are released.  

 

Conclusions 

 

Thus,  co-encapsulation  of  ATDs  pyrazinamide  and  moxifloxacin  by  biopolymer  and 

polyelectrolytic  multilayers  was  carried  out  for  the  first  time.  The  safe  biodegradable  and 

biocompatible polymers were used for co-encapsulation.  

Co-encapsulation was performed in aqueous solutions at room temperature without costly 

or special apparatus, polyelectrolyte multilayers were coated by LbL-technique. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

480 

 

It is shown that polyelectrolytic co-encapsulation allows to prepare of the prolonged form 

of the combined ATDs for oral use. It is enough 5 bilayers of polyelectrolytes to achieve the 24th 

hour prolongation of drugs. 

 

Acknowledgements 

 

This  study  was  performed  with  the  financial  support  of  the  Ministry  of    Education  and 

Science of the Republic of Kazakhstan, grant №0794/ GF4.  

 

References 

 

1  WHO Global tuberculosis report 2015:  http://who.int/tb/publications 

2  Muthu Mohamed, S. Vetriselvan, Narra Kishore Yadav, MD Raja, C Senthil Kumar, M. 

Mohamed  Raffick,  M.  Vignesh,  K.  Selvakumar,  J.  Joysa  Ruby,  V.  Parkavi.    Preparation  and 

evaluation of alginate / chitosan particulate system for rifampicin release // International Journal 

of Pharmacy & Therapeutics. 2012.V. 3(2). P. 215-220. 

3  P. Sabitha, J. Vijaya Ratna and K. Ravindra Reddy.  Design and evaluation of controlled 

release  chitosan-calcium  alginate  microcapsules  of  antitubercular  drugs  for  oral  use  // 

Int.  J. 

Chem. Technol. Res. 2010. V.2. P. 88-98. 

4  Devi, M. G., Dutta, S., Al Hinai, A. T., & Feroz, S. (2015). Studies on encapsulation of 

Rifampicin  and  its  release  from  chitosan-dextran  sulfate  capsules    //    Korean  Journal  of 

Chemical Engineering. 2015. V. 32(1). P.118-124. 

5    Mussabayeva  B.,  Murzagulova  K.,  Izumrudov  V.,  Iminova  D.,  Orazzhanova  L., 

Kasymova  Zh.,  Kasenova  N.    Encapsulation  of  Antitubercular  Drugs  by  Biopolymers  and 

Polyelectrolyte  Multilayers  //  Res.  J.  of  Pharm.,  Biol.  and  Chem.  Sc.  2016.  V.  7  (5).-P.  2951-

2955. 

6    State  Pharmacopeia  of  the  Republic  of  Kazakhstan.    V.2.  —  Almaty:  Zhibek  zholy. 

2009. 804 p. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

481 

 

Nurlanova A.E.*, Karipullayeva A.S., Alikulov A.Zh., Toktabayeva A.K., Mun G.A. 

 

Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

*E-mail: aray.yerikovna@gmail.com 

 

Preparation, characterization and modification of copolymers based on N-(2-

vinyloxyethyl)-N-(2-cyanoethyl) amine 

 

In  this  study  a  new  copolymers  based  on  N-(2-vіnуlоxуеthyl)-N-(2-cуanоеthyl)  amine 

(VOECEA)  and  N-isopropylacrylamide  (NIPAAm)  were  prepared  by  radical  copolymerization 

using azobisisobutyronitrile as an initiator in ethanol solution at 60°C. The structures of obtained 

copolymers  were  characterized  using  FT-IR  and  thermal  analysis.  The  modification  of  nitrile 

groups  presented  in  feed  copolymer  сompositions  was  carried  out  in  methanol  solution  of 

NH

2

OH   HCl – NaOH at 80°C. The structure of modified copolymers was characterized by FT-

IR spectrophotometer.  

Keywords:  N-isорrорylacrуlamide  (NІРAАm),  N-(2-vіnуlоxуеthyl)-N-(2-cуanоеthyl) 

amine (VOECEA), modification of functional groups, amidoximation, water purification, FT-IR, 

TGA. 

 

Нурланова А.Е., Карипуллаева А.С., Аликулов А.Ж., Тоқтабаева А.Қ., Мун Г.А. 

 

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан 

 

N-(2-винилoксиэтил)-N-(2-циaнoэтил) амин негізіндегі сополимерлерді алу, зерттеу 

және модифицирлеу 

 

Бұл  жұмыста  N-(2-винилoксиэтил)-N-(2-циaнoэтил)  амин  (ВОЭЦЭА)  және  N-

изoпpoпилaкрилaмид 

(НИПAAм) 

негізіндегі 

жаңа 

сополимерлер 

радикалды 

сополимерлену  арқылы  инициатор  ретінде  азобисизобутиронитрил  қатысында  спирттік 

ерітіндіде  60ºC  тeмпeрaтурaдa  алынды.  Алынған  сополимерлердің  құрылысы  FT-IR 

спектрометрінде  және  физика-химиялық  қасиеттері  термогравиметриялық  анализдер 

арқылы зерттелді. Алынған сополимерлерді модифицирлеу NH

2

OH   HCl – NaOH спирттік 

ерітіндісінде  80°C  температурада  жүргізілді.  Модифицирленген  сополимерлердің 

құрылысы FT-IR спектрометрінде зерттелді. 

Түйін  сөздер:  N-изoпpoпилaкpилaмид  (HИПААм),  N-(2-винилоксиэтил)-N-(2-

цианоэтил)  амин  (ВОЭЦЭА),  функционалды  топтарды  модифицирлеу,  амидоксирлеу, 

суды тазалау, FT-IR, ТГА. 

 

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: