Surfactant-Triggered Molecular Gate Tested on Different Mesoporous Silica Supports for Gastrointestinal Controlled Delivery.

MCM-41 MCM-48 SBA-15 UVM-7 controlled release gastrointestinal delivery kinetic modelling mesoporous silica molecular gate oleic acid

Journal

Nanomaterials (Basel, Switzerland)
ISSN: 2079-4991
Titre abrégé: Nanomaterials (Basel)
Pays: Switzerland
ID NLM: 101610216

Informations de publication

Date de publication:
30 Jun 2020
Historique:
received: 14 06 2020
revised: 26 06 2020
accepted: 27 06 2020
entrez: 8 7 2020
pubmed: 8 7 2020
medline: 8 7 2020
Statut: epublish

Résumé

In recent decades, the versatility of mesoporous silica particles and their relevance to develop controlled release systems have been demonstrated. Within them, gated materials able to modulate payload delivery represent great advantages. However, the role played by the porous matrix in this kind of systems is scarce. In this work, different mesoporous silica materials (MCM-41, MCM-48, SBA-15 and UVM-7) are functionalized with oleic acid as a molecular gate. All systems are fully characterized and their ability to confine the entrapped cargo and release it in the presence of bile salts is validated with release assays and in vitro digestion experiments. The cargo release profile of each synthesized support is studied, paying attention to the inorganic scaffold. Obtained release profiles fit to Korsmeyer-Peppas model, which explains the differences among the studied supports. Based on the results, UVM-7 material was the most appropriate system for duodenal delivery and was tested in an in vivo model of the Wistar rat. Payload confinement and its complete release after gastric emptying is achieved, establishing the possible use of mesoporous silica particles as protection and direct release agents into the duodenum and, hence, demonstrating that these systems could serve as an alternative to the administration methods employed until now.

Identifiants

pubmed: 32630076
pii: nano10071290
doi: 10.3390/nano10071290
pmc: PMC7407901
pii:
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Subventions

Organisme : MCUI/FEDER, EU
ID : RTI2018-100910-B-C41
Organisme : MCUI/FEDER, EU
ID : RTI2018-101599-B-C22-AR
Organisme : Generalitat Valenciana
ID : PROMETEO/2018/024
Organisme : Generalitat Valenciana
ID : ACIF/2016/023

Références

Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 2012 Jan-Feb;4(1):16-30
pubmed: 21374827
J Mater Chem B. 2017 May 7;5(17):3069-3083
pubmed: 32263705
J Sci Food Agric. 2015 Nov;95(14):2824-31
pubmed: 25428206
Nanomedicine. 2012 Jul;8(5):627-36
pubmed: 21889475
Biomaterials. 2013 Mar;34(10):2565-75
pubmed: 23332175
Food Chem Toxicol. 2005 Jan;43(1):31-40
pubmed: 15582193
Eur J Pharm Biopharm. 2016 Aug;105:9-17
pubmed: 27235728
Mol Pharm. 2018 Jun 4;15(6):2372-2383
pubmed: 29719153
J Control Release. 2001 Jun 15;73(2-3):121-36
pubmed: 11516493
Neuropsychiatr Dis Treat. 2007 Jun;3(3):335-48
pubmed: 19300565
Int J Gen Med. 2014 May 14;7:219-24
pubmed: 24872717
Chem Commun (Camb). 2002 Feb 21;(4):330-1
pubmed: 12120059
J Control Release. 2014 Sep 28;190:31-2
pubmed: 25356469
World J Gastroenterol. 2010 Nov 21;16(43):5496-501
pubmed: 21086570
Pharm Res. 2001 Jun;18(6):788-93
pubmed: 11474782
Biosci Microbiota Food Health. 2019;38(1):3-9
pubmed: 30705797
Angew Chem Int Ed Engl. 2007;46(40):7548-58
pubmed: 17854012
ChemistryOpen. 2019 Jul 04;8(8):1052-1056
pubmed: 31463170
Chem Commun (Camb). 2007 May 21;(19):1957-9
pubmed: 17695242
Small. 2019 Jun;15(24):e1900669
pubmed: 31033214
ACS Appl Mater Interfaces. 2017 Jan 25;9(3):2123-2129
pubmed: 28004570
Angew Chem Int Ed Engl. 2014 Jan 3;53(1):250-4
pubmed: 24288240
Small. 2020 Jan;16(3):e1902242
pubmed: 31846230
Eur J Clin Pharmacol. 1993;45(2):117-22
pubmed: 8223831
Parkinsonism Relat Disord. 2009 Dec;15 Suppl 4:S97-100
pubmed: 20123567
Rev Neurol. 2014 Jun 1;58(11):505-15
pubmed: 24861226
Recent Pat Food Nutr Agric. 2013 Apr;5(1):35-43
pubmed: 22963076
Angew Chem Int Ed Engl. 2019 Oct 14;58(42):14986-14990
pubmed: 31424153
Ann Neurol. 1988 Jun;23(6):589-95
pubmed: 3408240
Food Chem. 2016 Apr 1;196:66-75
pubmed: 26593466
Small. 2014 Dec 10;10(23):4859-64
pubmed: 25079146
Science. 1998 Jan 23;279(5350):548-52
pubmed: 9438845
J Inorg Biochem. 2008 Jul;102(7):1416-23
pubmed: 18279965
Adv Drug Deliv Rev. 2001 Aug 23;50(1-2):107-42
pubmed: 11489336
Angew Chem Int Ed Engl. 2006 Sep 11;45(36):5924-48
pubmed: 16955396
Angew Chem Int Ed Engl. 2013 Dec 16;52(51):13712-6
pubmed: 24346947

Auteurs

Elisa Poyatos-Racionero (E)

CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.

Isabel González-Álvarez (I)

Departamento de Ingeniería, Sección de Farmacia y Tecnología Farmacéutica, Universidad Miguel Hernández., 03550 Alicante, Spain.

Marta González-Álvarez (M)

Departamento de Ingeniería, Sección de Farmacia y Tecnología Farmacéutica, Universidad Miguel Hernández., 03550 Alicante, Spain.

Ramón Martínez-Máñez (R)

CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Universitat Politècnica de València, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Av Fernando Abril Martorell 106, 46026 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46100 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.

M Dolores Marcos (MD)

CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Universitat Politècnica de València, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Av Fernando Abril Martorell 106, 46026 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46100 Valencia, Spain.
Departamento de Química, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.

Andrea Bernardos (A)

CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46100 Valencia, Spain.

Elena Aznar (E)

CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 46022 Valencia, Spain.
Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
Unidad Mixta de Investigación en Nanomedicina y Sensores, Universitat Politècnica de València, Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Av Fernando Abril Martorell 106, 46026 Valencia, Spain.
Unidad Mixta UPV-CIPF de Investigación en Mecanismos de Enfermedades y Nanomedicina, Universitat Politècnica de València, Centro de Investigación Príncipe Felipe, C/ Eduardo Primo Yúfera 3, 46100 Valencia, Spain.

Classifications MeSH