Процесно очуване мембране еритроцита добијене из кланичне крви као системи за продужено ослобађање активних супстанци

Abstract

У овој докторској дисертацији развијен је процес за изоловање говеђих и свињских еритроцитних мембрана („духова”) из отпадне кланичне крви. Поред тога, развијени су и детаљно in vitro окарактерисани системи за продужено ослобађање активних супстанци на бази добијених еритроцитних мембрана. У циљу пројектовања процеса којим би се добиле говеђе и свињске еритроцитне мембране које су структурно очуване, а пореклом из отпадне кланичне крви, дефинисане су специфичне осмотске карактеристике ових еритроцита. Показано је да су свињски еритроци осмотски осетљивији и да еритроцити ниједне од испитиваних врста нису осмотски хомогени. Ова хетерогеност је детектована између еритроцита различитих узорака исте врсте, али и еритроцита једног узорка. Као оптимални пуфер за извођење хемолизе говеђих и свињских еритроцита одређен је 35 mМ натријум фосфатни/NaCl пуфер чијом применом се у процесу градуалне хипотоничне хемолизе, при протоку пуфера од 300 ml/h, током 30 min, ослобађа >90% хемоглобина из велике запремине (100 ml) обе врсте еритроцита. Биохемијска анализа добијених мембрана еритроцита је показала да се садржај протеина и холестерола није битно разликовао у односу на мембране интактних еритроцита. Такође, пречник еритроцитних мембрана обе врсте био је за само 10% мањи од интактних еритроцита, а расподела величине униформна. Ови резултати су показали да духови кланичних еритроцита обе врсте животиња имају способност да „имитирају" хемијско и структурно анизотропно окружење ћелијских мембрана in vivo, што је од значаја за дифузију и партициони коефицијет активних супстанци при њиховој инкапсулацији. У следећој фази истраживања испитана је могућности примене процеса градуалне хипотоничне хемолизе за инкапсулацију модел супстанце, синтетског глукокортикоида и најшире коришћеног антиинфламаторног лека, дексаметазон-натријум-фосфата (DexP)...

In this doctoral dissertation, а process for production of empty erythrocyte membranes („ghosts“) originating from bovine and porcine wasted slaughterhouse blood was developed. In addition, with an aim of designing prolonged drug delivery vehicles, ghost-based drug delivery systems were formulated and in vitro characterized. In order to design the process by which hemoglobin would be released from erythrocytes, leaving preserved cell membranes, the first step was to define specific osmotic properties of bovine and porcine erythrocytes derived from slaughterhouse blood. The results showed that porcine erythrocytes were more osmotically susceptible compared to bovine ones, but neither of the two examined types of erythrocytes was homogeneous regarding their osmotic properties. This heterogeneity was detected among erythrocytes from different samples of one species, as well as among erythrocytes in one sample. The hypotonic sodiumphosphate/ NaCl buffer of 35 mM concentration circulating with a flow rate of 300 ml/h during 30 min was optimal for conducting gradual hypotonic hemolysis. Under these conditions the process of gradual hemolysis resulted with a high hemolysis extent (>90%). Biochemical analysis revealed that protein and cholesterol content of isolated ghosts were nearly the same as in intact erythrocytes. Compared to starting erythrocytes, average diameter of the ghosts from both type of erythrocytes decreased for only 10%. These results indicate that isolated membranes have possibility to mimic the chemical and structural anisotropic environment of in vivo cell membranes, and this fact is of significance for drug diffusion and partition coefficients during encapsulation procedure. In the next step, the gradual hypotonic hemolysis was evaluated as an encapsulation procedure for a model drug into the ghosts which were obtained in the previous experimental stage. A synthetic glucocorticoid, widely used antiinflammatory drug, dexamethasone sodium phosphate (DexP), was selected as a model compound. The processing parameters of DexP encapsulation into the ghosts-temperature, initial drug concentration, and cross-linker addition- were optimized...