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A New Methodology to Create Polymeric Nanocarriers Containing Hydrophilic Low Molecular-Weight Drugs: A Green Strategy Providing a Very High Drug Loading
Indexado
WoS WOS:000474475400005
Scopus SCOPUS_ID:85067085327
DOI 10.1021/ACS.MOLPHARMACEUT.9B00097
Año 2019
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



To date, a large number of active molecules are hydrophilic and aromatic low molecular-weight drugs (HALMD). Unfortunately, the low capacity of these molecules to interact with excipients and the fast release when a formulation containing them is exposed to biological media jeopardize the elaboration of drug delivery systems by using noncovalent interactions. In this work, a new, green, and highly efficient methodology to noncovalently attach HALMD to hydrophilic aromatic polymers to create nanocarriers is presented. The proposed method is simple and consists in mixing an aqueous solution containing HALMD (model drugs: imipramine, amitriptyline, or cyclobenzaprine) with another aqueous solution containing the aromatic polymer [model polymer: poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS)]. NMR experiments demonstrate strong chemical shifting of HALMD aromatic rings when interacting with PSS, evidencing aromatic- aromatic interactions. Ion pair formation and aggregation produce the collapse of the system in the form of nanoparticles. The obtained nanocarriers are spheroidal, their size ranging between 120 and 170 nm, and possess low polydispersity (<= 0.2) and negative zeta potential (from -60 to -80 my); conversely, the absence of the aromatic group in the polymer does not allow the formation of nanostructures. Importantly, in addition to high drug association efficiencies (>= 90%), the formed nanocarriers show drug loading values never evidenced for other systems comprising HALMD, reaching approximate to 50%. Diafiltration and stopped flow experiments evidenced kinetic drug entrapment governed by molecular rearrangements. Importantly, the nanocarriers are stable in suspension for at least 18 days and are also stable when exposed to different high ionic strength, pH, and temperature values. Finally, they are transformable to a reconstitutable dry powder without losing their original characteristics. Considering the large quantity of HALMD with importance in therapeutics and the simplicity of the presented strategy, we envisage these results as the basis to elaborate a number of drug delivery systems with applications in different pathologies.

Revista



Revista ISSN
Molecular Pharmaceutics 1543-8384

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Disciplinas de Investigación



WOS
Pharmacology & Pharmacy
Medicine, Research & Experimental
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Villamizar-Sarmiento, María Gabriela Mujer Universidad de Chile - Chile
Universidad Austral de Chile - Chile
Centro de Estudios Avanzados de Enfermedades Cronicas - Chile
Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS) - Chile
Adv Ctr Chron Dis ACCDiS - Chile
2 Molina-Soto, Elton F. Hombre Universidad Austral de Chile - Chile
3 GUERRERO-NUNEZ, JUAN DEL CARMEN Hombre Universidad de Santiago de Chile - Chile
4 Shibue, Toshimichi - Waseda Univ - Japón
Waseda University - Japón
5 Nishide, Hiroyuki Hombre Waseda Univ - Japón
Waseda University - Japón
6 MORENO-VILLOSLADA, IGNACIO Hombre Universidad Austral de Chile - Chile
7 MORALES-MONTECINOS, JAVIER OCTAVIO Hombre Universidad de Chile - Chile
Centro de Estudios Avanzados de Enfermedades Cronicas - Chile

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Origen de Citas Identificadas



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Citas No-identificadas: 93.75 %

Financiamiento



Fuente
FONDECYT
FONDEQUIP
CONICYT-FONDAP

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported by FONDECYT 1161450 (F.A.O-A.), FONDEQUIP EQM160157 (F.A.O-A.), FONDEQUIP EQM170111 (F.A.O-A.), FONDEQUIP EQM-150106 (J.G.), FONDECYT 1181695 (I.M.-V.), and CONICYT-FONDAP 15130011 (F.A.O-A).

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