Publicado

2020-01-01

CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO

RELEASE KINETICS OF CURCUMIN LOADED IN POLY(LACTIC ACID) MICROFIBERS

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966

Palabras clave:

Acido Poliláctico, Curcumina, Electrohilado, Fibras (es)
Poly(lactic acid), Curcumin, Electrospinning, Microfibers (en)

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Autores/as

  • Jadileyg G. León UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
  • G. M. Estrada-Villegas CONACyT-Centro de Investigación Aplicada
  • Roberto Olayo Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
  • Efrén de Jesús Muñoz UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
  • J. Morales-Corona Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
  • Roberto Olayo-Valles Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
  • Roberto C. Martinez-Hernandez Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
En este trabajo se desarrollaron tres sistemas de liberación de curcumina (Cur) basados en microfibras de poli(ácido láctico) (PLA, por sus siglas en inglés) obtenidas por electrohilado, con concentraciones de 1, 3 y 5%-P de Cur. La morfología de las fibras fue analizada mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) obteniéndose diámetros promedios entre 500 nm y 2.5 μm. La caracterización química se realizó mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y se complementó con espectroscopia Raman, verificando así la incorporación de la Cur en la fibra polimérica. Por otra parte, la caracterización térmica se realizó mediante análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC), las cuales revelaron
que la concentración de Cur presente en la fibra afecta la cristalinidad y la estabilidad térmica del PLA. Las tasas de liberación in vitro a pH de 7.4, se determinaron mediante espectroscopia UV-VIS a una longitud de onda de 420 nm y los perfiles de liberación obtenidos se ajustaron con el modelo de Korsmeyer-Peppas. Los resultados del ajuste muestran que la difusión de Cur y la degradación de la matriz polimérica son los principales mecanismos involucrados en la liberación del fármaco.

In this work, three curcumin (Cur) release systems based on poly(lactic acid) (PLA) microfibers obtained by electro-spinning were developed, with concentrations of 1, 3 and 5%wt of Cur. The fiber morphology was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), obtaining average diameters between 500 nm and 2.5 μm. The chemical characterization was carried out by Fourier transform average diameters between 500 nm and 2.5 μm. The chemical characterization was carried out by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and was complemented with Raman spectroscopy, thus verifying the incorporation of Cur in the polymer fibers. Additionally, thermal characterization was performed by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), which revealed that the concentration of Cur present in the fibers modifies the crystallinity and thermal stability of the PLA. The in vitro release rates at pH of 7.4, were determined by UV-VIS spectroscopy at a wavelength of 420 nm and the release profiles obtained were fitted with the Korsmeyer-Peppas model. The fit results show that Cur diffusion and degradation of the polymer matrix are the main mechanisms involved in drug release.

Referencias

Siviero A, Gallo E, Maggini V, et al. (2015). Curcumin, a golden spice with a low bioavailability. Journal of Herbal Medicine. 5, 57-70. DOI: 10.1016/j.hermed.2015.03.001.

Priyadarsini KI, Maity DK, Naik GH, et al. (2003). Role of phenolic O-H and methylene hydrogen on the free radical reactions and antioxidant activity of curcumin. Free Radical Biology and Medicine. 35, 475-484. DOI: 10.1016/s0891-5849(03)00325-3.

Sharma OP. Antioxidant activity of curcumin and related compounds. (1976). Biochemical Pharmacology. 25, 1811-1812. DOI: 10.1016/0006-2952(76)90421-4.

Srimal RC and Dhawan BN. (1973). Pharmacology of diferuloyl methane (curcumin), a non-steroidal anti-inflammatory agent. J Pharm Pharmacol. 25, 447-452. DOI: 10.1111/j.2042-7158.1973.tb09131.x.

Kuttan R, Bhanumathy P, Nirmala K, et al. (1985). Potential anticancer activity of turmeric (Curcuma longa). Cancer Letters. 29, 197-202. DOI: 10.1016/0304-3835(85)90159-4.

Kiso Y, Suzuki Y, Watanabe N, et al. (2007). Antihepatotoxic Principles of Curcuma longa Rhizomes. Planta Medica. 49, 185-187. DOI: 10.1055/s-2007-969845.

Venkatesan N, Punithavathi D and Arumugam V. (2000). Curcumin prevents adriamycin nephrotoxicity in rats. Br J Pharmacol. 129, 231-234. DOI: 10.1038/sj.bjp.0703067.

Srivastava R, Dikshit M, Srimal RC, et al. (1985). Anti-thrombotic effect of curcumin. Thrombosis Research. 40, 413-417. DOI: 10.1016/0049-3848(85)90276-2.

Nirmala C and Puvanakrishnan R. (1996). Protective role of curcumin against isoproterenol induced myocardial infarction in rats. Molecular and Cellular Biochemistry. 159, 85-93. DOI: 10.1007/bf00420910.

Irving GR, Karmokar A, Berry DP, et al. (2011). Curcumin: the potential for efficacy in gastrointestinal diseases. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 25, 519-534. DOI: 10.1016/j.bpg.2011.09.005.

Blakney AK, Krogstad EA, Jiang YH, et al. (2014). Delivery of multipurpose prevention drug combinations from electrospun nanofibers using composite microarchitectures. Int J Nanomedicine. 9, 2967-2978. DOI: 10.2147/IJN.S61664.

Blakney AK, Ball C, Krogstad EA, et al. (2013). Electrospun fibers for vaginal anti-HIV drug delivery. Antiviral Res. 100 Suppl, S9-16. DOI: 10.1016/j.antiviral.2013.09.022.

Anand P, Kunnumakkara AB, Newman RA, et al. (2007). Bioavailability of curcumin: problems and promises. Mol Pharm. 4, 807-818. DOI: 10.1021/mp700113r.

Owens RC, Jr. and Shorr AF. (2009). Rational dosing of antimicrobial agents: pharmacokinetic and pharmacodynamic strategies. Am J Health Syst Pharm. 66, S23-30. DOI: 10.2146/090087d.

Chou SF, Carson D and Woodrow KA. (2015). Current strategies for sustaining drug release from electrospun nanofibers. J Control Release. 220, 584-591. DOI: 10.1016/j.jconrel.2015.09.008.

Nelson KM, Dahlin JL, Bisson J, et al. (2017). The Essential Medicinal Chemistry of Curcumin. J Med Chem. 60, 1620-1637. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.6b00975.

Gonzalez, J.; et al. (2015). Curcumin and curcuminoids: chemistry, structural studies and biological properties. An. Real Acad Farm. 81 (4), 278-310.

Ramalingam N, Natarajan TS and Rajiv S. (2015). Preparation and characterization of electrospun curcumin loaded poly(2-hydroxyethyl methacrylate) nanofiber--a biomaterial for multidrug resistant organisms. J Biomed Mater Res. 103, 16-24. DOI: 10.1002/jbm.a.35138.

Trang Mai TT, Thuy Nguyen TT, Duong Le Q, et al. (2012). A novel nanofiber Cur-loaded polylactic acid constructed by electrospinning. Adv. Nat. Sci: Nanosci. Nanotechnol. 3 (2), 4. DOI: 10.1088/2043-6262/3/2/025014.

Luz PP, e Silva MLA and Hinestroza JP. (2013). Curcumin-Loaded Biodegradable Electrospun Fibers: Preparation, Characterization, and Differences in Fiber Morphology. Int. J. Polym. Anal. Charact.. 18, 534-544. DOI: 10.1080/1023666x.2013.816207.

Perumal G, Pappuru S, Chakraborty D, et al. (2017). Synthesis and characterization of curcumin loaded PLA-Hyperbranched polyglycerol electrospun blend for wound dressing applications. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 76, 1196-1204. DOI: 10.1016/j.msec.2017.03.200.

Moradkhannejhad L, Abdouss M, Nikfarjam N, et al. (2017). Electrospun curcumin loaded poly(lactic acid) nanofiber mat on the flexible crosslinked PVA/PEG membrane film: Characterization and in vitro release kinetic study. Fiber Polym. 18, 2349-2360. DOI: 10.1007/s12221-017-7543-7.

Costa P and Sousa Lobo JM. (2001). Modeling and comparison of dissolution profiles. Eur. J. Pharm. Sci. 13, 123-133. DOI: 10.1016/s0928-0987(01)00095-1.

Dash, S.; et al. (2010). Kinetic modeling on drug release from controlled drug delivery systems. Acta Pol Pharm. 67 (3), 217-223.

Lian Y, Zhan J-C, Zhang K-H, et al. (2014). Fabrication and characterization of curcumin-loaded silk fibroin/P(LLA-CL) nanofibrous scaffold. Front Mater Sci. 8, 354-362. DOI: 10.1007/s11706-014-0270-8.

Cuiffo MA, Snyder J, Elliott AM, et al. (2017). Impact of the Fused Deposition (FDM) Printing Process on Polylactic Acid (PLA) Chemistry and Structure. Appl. Sci. 7 (6), 579. DOI: 10.3390/app7060579.

López-Tobar E, Blanch GP, Ruiz del Castillo ML, et al. (2012). Encapsulation and isomerization of curcumin with cyclodextrins characterized by electronic and vibrational spectroscopy. Vib. Spectrosc. 62, 292-298. DOI: 10.1016/j.vibspec.2012.06.008.

Gregorova A. (2013). Application of Differential Scanning Calorimetry to the Characterization of Biopolymers. In: Elkordy AA (ed) Applications of Calorimetry in a Wide Context - Differential Scanning Calorimetry, Isothermal Titration Calorimetry and Microcalorimetry. IntechOpen, 3-20.

Sanphui P, Goud NR, Khandavilli UBR, et al. (2011). Fast Dissolving Curcumin Cocrystals. Cryst. Growth Des. 11, 4135-4145. DOI: 10.1021/cg200704s.

Fragiadakis D, Pissis P and Bokobza L. (2005). Glass transition and molecular dynamics in poly(dimethylsiloxane)/silica nanocomposites. Polymer. 46, 6001-6008. DOI: 10.1016/j.polymer.2005.05.080.

Espinach FX, Boufi S, Delgado-Aguilar M, et al. (2018). Composites from poly(lactic acid) and bleached chemical fibres: Thermal properties. Compos B Eng. 134, 169-176. DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.09.055.

Giita Silverajah VS, Ibrahim NA, Yunus WM, et al. (2012). A comparative study on the mechanical, thermal and morphological characterization of poly(lactic acid)/epoxidized Palm Oil blend. Int J Mol Sci. 13, 5878-5898. DOI: 10.3390/ijms13055878.

Luo N, Varaprasad K, Reddy GVS, et al. (2012). Preparation and characterization of cellulose/curcumin composite films. RSC Advances. 2, 8483-8488. DOI: 10.1039/c2ra21465b.

Raj S and Shankaran DR. (2016). Curcumin based biocompatible nanofibers for lead ion detection. Sens Actuators B Chem. 226, 318-325. DOI: 10.1016/j.snb.2015.12.006.

Silva-Buzanello RA, Ferro AC, Bona E, et al. (2014). Validation of an Ultraviolet-visible (UV-Vis) technique for the quantitative determination of curcumin in poly(L-lactic acid) nanoparticles. Food Chem. 172, 99-104. DOI: 10.1016/j.foodchem.2014.09.016.

Wang, Y.; et al. (1997). Stability of curcumin in buffer solutions and characterization of its degradation products. J Pharm Biomed Anal. 15, 1867-1876. DOI: 10.1016/s0731-7085(96)02024-9.

Siepmann, J.; Siepmann, F. (2012). Modeling of diffusion controlled drug delivery. J. Control. Release. 161, 351-362. DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.10.006.

Siepmann, J.; Gopferich, A. (2001). Mathematical modeling of bioerodible, polymeric drug delivery systems. Adv Drug Deliv Rev. 48, 229-247. DOI: 10.1016/S0169-409X(01)00116-8.

Sackett, C.; Narasimhan, B. (2011). Mathematical modeling of polymer erosion: Consequences for drug delivery. ‎Int. J. Pharm. 418, 104-114. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2010.11.048.

Cómo citar

APA

León, J. G., Estrada-Villegas, G. M., Olayo, R., Muñoz, E. de J., Morales-Corona, J., Olayo-Valles, R. y Martinez-Hernandez, R. C. (2020). CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO. Revista de la Facultad de Ciencias, 9(1), 125–141. https://doi.org/10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966

ACM

[1]
León, J.G., Estrada-Villegas, G.M., Olayo, R., Muñoz, E. de J., Morales-Corona, J., Olayo-Valles, R. y Martinez-Hernandez, R.C. 2020. CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO. Revista de la Facultad de Ciencias. 9, 1 (ene. 2020), 125–141. DOI:https://doi.org/10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966.

ACS

(1)
León, J. G.; Estrada-Villegas, G. M.; Olayo, R.; Muñoz, E. de J.; Morales-Corona, J.; Olayo-Valles, R.; Martinez-Hernandez, R. C. CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO. Rev. Fac. Cienc. 2020, 9, 125-141.

ABNT

LEÓN, J. G.; ESTRADA-VILLEGAS, G. M.; OLAYO, R.; MUÑOZ, E. de J.; MORALES-CORONA, J.; OLAYO-VALLES, R.; MARTINEZ-HERNANDEZ, R. C. CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO. Revista de la Facultad de Ciencias, [S. l.], v. 9, n. 1, p. 125–141, 2020. DOI: 10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/rfc/article/view/81966. Acesso em: 9 oct. 2024.

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León, Jadileyg G., G. M. Estrada-Villegas, Roberto Olayo, Efrén de Jesús Muñoz, J. Morales-Corona, Roberto Olayo-Valles, y Roberto C. Martinez-Hernandez. 2020. «CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO». Revista De La Facultad De Ciencias 9 (1):125-41. https://doi.org/10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966.

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León, J. G., Estrada-Villegas, G. M., Olayo, R., Muñoz, E. de J., Morales-Corona, J., Olayo-Valles, R. y Martinez-Hernandez, R. C. (2020) «CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO», Revista de la Facultad de Ciencias, 9(1), pp. 125–141. doi: 10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966.

IEEE

[1]
J. G. León, «CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO», Rev. Fac. Cienc., vol. 9, n.º 1, pp. 125–141, ene. 2020.

MLA

León, J. G., G. M. Estrada-Villegas, R. Olayo, E. de J. Muñoz, J. Morales-Corona, R. Olayo-Valles, y R. C. Martinez-Hernandez. «CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO». Revista de la Facultad de Ciencias, vol. 9, n.º 1, enero de 2020, pp. 125-41, doi:10.15446/rev.fac.cienc.v9n1.81966.

Turabian

León, Jadileyg G., G. M. Estrada-Villegas, Roberto Olayo, Efrén de Jesús Muñoz, J. Morales-Corona, Roberto Olayo-Valles, y Roberto C. Martinez-Hernandez. «CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO». Revista de la Facultad de Ciencias 9, no. 1 (enero 1, 2020): 125–141. Accedido octubre 9, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/rfc/article/view/81966.

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1.
León JG, Estrada-Villegas GM, Olayo R, Muñoz E de J, Morales-Corona J, Olayo-Valles R, Martinez-Hernandez RC. CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE LIBERACIÓN DE CURCUMINA CARGADA EN MICROFIBRAS DE ACIDO POLILACTICO. Rev. Fac. Cienc. [Internet]. 1 de enero de 2020 [citado 9 de octubre de 2024];9(1):125-41. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/rfc/article/view/81966

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1. Jadileyg Gabriela León Pérez, Gethzemani Mayeli Estrada Villegas, Juan Morales-Corona, Roberto Olayo-Gonzalez, Roberto Olayo-Valles. (2020). Fibras núcleo/coraza de Carboximetilcelulosa/Acido Poliláctico cargadas con Curcumina.. Ciencia en Desarrollo, 11(2), p.141. https://doi.org/10.19053/01217488.v11.n2.2020.10864.

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