Моделювання складу емульсійних лікарських та косметичних засобів, стабілізованих біокомплексом поверхнево-активних речовин на основі рамноліпідів Pseudomonas sp. PS-17

Автор(и)

  • Ірина Романівна Пелех-Бондарук Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна https://orcid.org/0000-0002-9054-1315
  • Іван Юрійович Рев’яцький Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна https://orcid.org/0000-0002-4726-3639
  • Світлана Богданівна Білоус Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна https://orcid.org/0000-0002-0746-7696

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.282367

Ключові слова:

емульсії, емульгатори, рамноліпіди Pseudomonas sp. PS-17, лікарські засоби, косметичні засоби, гідрофільно-ліпофільний баланс

Анотація

Мета: Дослідження біокомплексу поверхнево-активних речовин на основі рамноліпідів Pseudomonas sp. PS-17 (біокомплексу PS) як емульгатора та співемульгатора шляхом використання методу моделювання складу емульсій для застосування у дерматології.

Матеріали і методи: Біокомплекс PS - біогенний поверхнево-активний комплекс, синтезований бактеріями роду Pseudomonas, що являє собою в’язку масу до складу якої входять рамноліпіди, які становлять до 80 % біокомплексу, а також альгінат та вода. Використано розроблені у програмі MO Excel методи комп’ютерного моделювання напівавтоматизованого підбору складу олійної фази та емульгаторів для лікарських або косметичних емульсійних засобів. У процесах моделювання біокомплекс PS досліджено як самостійний емульгатор у емульсіях типу м/в, а також як співемульгатор даного типу емульсій у поєднанні з емульгаторами II роду.

Результати: Обґрунтування концентрації емульгаторів у складі емульсійних лікарських та косметичних засобів, переважно, проводиться на основі проведення експериментальних досліджень, тому вимагає тривалого часу та є дороговартісним. Для зменшення кількості технологічних експериментів при розробці емульсійних засобів стабілізованих біокомплексом PS розроблено та використано метод комп’ютерного моделювання складу емульсій у програмі MO Excel, який базується на застосуванні системи гідрофільно-ліпофільного балансу. Наведено два приклади вирішення конкретних завдань з вибору комплексного емульгатора та складу компонентів олійної фази емульсійного засобу.

Висновки: Використання напівавтоматизованої системи комп’ютерного моделювання забезпечує аргументований вибір складу олійної фази емульсії при використанні біокомплексу PS як самостійного емульгатора або вибір співвідношення між біокомплексом PS та емульгатором II роду при використанні комплексного емульгатора та дозволяє раціонально провести експериментальні дослідження

Біографії авторів

Ірина Романівна Пелех-Бондарук, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

Аспірант

Кафедра технології ліків і біофармації

Іван Юрійович Рев’яцький, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

Кандидат фармацевтичних наук

Кафедра «Організації та економіки фармації. технології ліків та фармакоекономіки»

Світлана Богданівна Білоус, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

Доктор фармацевтичних наук

Кафедра технології ліків і біофармації

Посилання

  1. Kurrimboccus, F., Orchard, A., Danckwerts, M. P., van Vuuren, S. (2021). Antimicrobial Formulation of Chrysopogon zizanioides Essential Oil in an Emulsified Lotion for Acne. Planta Medica, 88 (13), 1256–1262. doi: https://doi.org/10.1055/a-1699-3284
  2. Sanad, R. A. el B., Mabrouk, M. I. (2015). Development and assessment of stable formulations containing two herbal antimicrobials: Allium sativum L. and Eruca sativa miller seed oils. Drug Development and Industrial Pharmacy, 42 (6), 958–968. doi: https://doi.org/10.3109/03639045.2015.1096280
  3. Watanabe, T., Kawai, T., Nonomura, Y. (2017). Effects of Fatty Acid Addition to Oil-in-water Emulsions Stabilized with Sucrose Fatty Acid Ester. Journal of Oleo Science, 67 (3), 307–313. doi: https://doi.org/10.5650/jos.ess17097
  4. Motoyama, T., Katsuumi, Y., Sasakura, H., Nakamura, T., Suzuki, H., Tsuchiya, K. et al. (2022). Preparation of Highly Stable Oil-in-Water Emulsions with High Ethanol Content Using Polyglycerol Monofatty Acid Esters as Emulsifiers. Journal of Oleo Science, 71 (6), 829–837. doi: https://doi.org/10.5650/jos.ess21430
  5. Walters, K. A., Roberts, M. S. (Eds.) (2008). Dermatologic, Cosmeceutic, and Cosmetic Development. CRC Press, 648 doi: https://doi.org/10.3109/9780849375903
  6. Pasquali, R. C., Helguera, G. F. (2013). “True” Hydrophilic-Lipophilic Balance of Polyoxyethylene Fatty Acid Esters Nonionic Surfactants. Journal of Dispersion Science and Technology, 34 (5), 716–721. doi: https://doi.org/10.1080/01932691.2011.653922
  7. Nollet, M., Boulghobra, H., Calligaro, E., Rodier, J. (2019). An efficient method to determine the Hydrophile‐Lipophile Balance of surfactants using the phase inversion temperature deviation of C i E j / n ‐octane/water emulsions. International Journal of Cosmetic Science, 41 (2), 99–108. doi: https://doi.org/10.1111/ics.12516
  8. Karpenko, O. V., Martyniuk, N. V., Shulha, O. M., Pokynbroda, T. Ya., Vildanova, R. I., Shchehlova, N. S. (2004). Pat. No. 71792 A UA. Poverkhnevo-aktyvnyi biopreparat. MPK: S12 N 1/02, C12 R 1:38; No. 200331212344; declareted: 25.12.2003; published: 12.2004, Bul. No. 12, 4.
  9. Yefimova, V., Pilipenko, T., Nikora, O., Nevpryga, P. (2018). Development Of Emulsion Cosmetics Product Based on Colloidal Regularities. Technical Sciences and Technologies, 1 (11), 178–187. doi: https://doi.org/10.25140/2411-5363-2018-1(11)-178-187
  10. Lupak, M., Khokhla, M., Hachkova, G., Shulga, O., Sheglova, N., Vildanova, R., Zyn, A., Sybirna, N. (2015). Application of biogenic surfactants for stabilization on alkaloid-free fraction isolated from Galega officinalis extract. Studia Biologica, 9 (1), 25–36. doi: https://doi.org/10.30970/sbi.0901.397
  11. Voronov, S. A., Stetsyshyn, Yu. B., Panchenko, Yu. V., Vasyliev, V. P. (2010). Toksykolohichna khimiia kharchovykh produktiv ta kosmetychnykh zasobiv. Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 316.
  12. Ruban, O. A., Pertsev, I. M., Kutsenko, S. A., Maslii, Yu. S., (2016). Dopomizhni rechovyny u vyrobnytstvi likiv. Kharkiv: Zoloti storinky, 270.
  13. The HLB System (1980). Wilmington: ICI Americas Inc. Available at: http://www.scientificspectator.com/documents/personal%20care%20spectator/The%20HLB%20Book%20ICI.pdf
  14. Laurier, Dr., Schramm, L. (2005) Emulsions, Foams, and Suspensions: Fundamentals and Applications. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 448. doi: https://doi.org/10.1002/3527606750
  15. Pelekh, I. R., Bilous, S. B. (2018). Modern approaches to use emulators and conservatives in the composition of dermatological drugs. Pharmaceutical Review, 3, 52–57. doi: https://doi.org/10.11603/2312-0967.2018.3.9453
  16. Banat, I. M., Franzetti, A., Gandolfi, I., Bestetti, G., Martinotti, M. G., Fracchia, L. et al. (2010). Microbial biosurfactants production, applications and future potential. Applied Microbiology and Biotechnology, 87 (2), 427–444. doi: https://doi.org/10.1007/s00253-010-2589-0
  17. Pyroh, T. P., Ihnatenko, S. V. (2008). Mikrobni poverkhnevo-aktyvni rechovyny: problemy promyslovoho vyrobnytstva. Biotekhnolohiia, 1 (4), 29–38.
  18. Pokynbroda, T. Ya., Karpenko, O. V., Lubenets, V. I., Martyniuk, N. B., Zin, I. M. (2017). Biosyntez par mikroorhanizmamy rodiv Pseudomonas na soievii olii ta doslidzhennia yikh vlastyvostei. Visnyk natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Seriia: Khimiia, tekhnolohiia rechovyn ta yikh zastosuvannia, 868, 222–228.
  19. Abalos, A., Pinazo, A., Infante, M. R., Casals, M., García, F., & Manresa, A. (2001). Physicochemical and Antimicrobial Properties of New Rhamnolipids Produced by Pseudomonas aeruginosa AT10 from Soybean Oil Refinery Wastes. Langmuir, 17 (5), 1367–1371. doi: https://doi.org/10.1021/la0011735
  20. Sim, L., Ward, O. P., Li, Z.-Y. (1997). Production and characterisation of a biosurfactant isolated from Pseudomonas aeruginosa UW-1. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 19 (4), 232–238. doi: https://doi.org/10.1038/sj.jim.2900450
  21. Vatsa, P., Sanchez, L., Clement, C., Baillieul, F., Dorey, S. (2010). Rhamnolipid Biosurfactants as New Players in Animal and Plant Defense against Microbes. International Journal of Molecular Sciences, 11 (12), 5095–5108. doi: https://doi.org/10.3390/ijms11125095
  22. Shulha, O. M., Karpenko, O. V., Yelisieiev, S. A., Shchehlova, N. S., Vildanova-Martsyshyn, R. I. (1996). Pat. No. 10467 A. Shtam Pseudomonas SP PS-17 –produtsent pozaklitynnykh bioPAR i biopolimeru. MPK: S12 N 1/20, C12 R 1/38. No. 95041549; declareted: 05.04.1995; published: 25.12.1996, Bul. 4.
  23. Pokynbroda, T. Ya. (2018). Biotekhnolohiia poverkhnevo-aktyvnykh produktiv bakterii rodu pseudomonas, yikh vlastyvosti ta zastosuvannia. Kyiv, 270.
  24. Revyatskyy, I. Yu., Pelekh-Bondaruk, I. R., Bilous, S. B. (2021). Modeling of the process of emulsifiers selecting in emulsion medicines and cosmetics. Pharmacology OnLine, 3, 139–150. Available at: https://pharmacologyonline.silae.it/files/newsletter/2021/vol3/PhOL_2021_3_N014_Revyatskyy.pdf
  25. Petrovskaya, L. S., Bespalaya, Yu. A., Nikitina, M. V. (2017). Study of the foam-washing base means for babies. Management, economy and quality assurance in pharmacy, 4 (52), 20–28. doi: https://doi.org/10.24959/uekj.17.39
  26. Zuikina, S. S., Kukhtenko, Н. P., Vyshnevska, L. I. (2020). Rheological researches on the development of the bigels composition for complex mastopathy therapy. Management, Economy and Quality Assurance in Pharmacy, 2 (62), 19–26. doi: https://doi.org/10.24959/uekj.20.14
  27. Yarema, O. I., Fedorovska, M. I. (2014). Development of the emulsion base composition when creating the medicinal cosmetic product used in androgenetic alopecia. News of Pharmacy, 2 (78), 15–19. Available at: https://nuph.edu.ua/wp-content/uploads/2015/04/VF2-14-15-19.pdf
  28. Mishchenko, O. I., Tykhonov, O. I. (2011). Vyvchennia vplyvu emulhatoriv na reolohichni vlastyvosti kombinovanoi miakoi likarskoi formy khondroprotektornoi dii. Visnyk farmatsii, 3 (67), 3–7. Available at: https://dspace.nuph.edu.ua/bitstream/123456789/890/1/03-07.pdf
Моделювання складу емульсійних лікарських та косметичних засобів, стабілізованих біокомплексом поверхнево-активних речовин на основі рамноліпідів Pseudomonas sp. PS-17

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Пелех-Бондарук, І. Р., Рев’яцький, І. Ю., & Білоус, С. Б. (2023). Моделювання складу емульсійних лікарських та косметичних засобів, стабілізованих біокомплексом поверхнево-активних речовин на основі рамноліпідів Pseudomonas sp. PS-17. ScienceRise: Pharmaceutical Science, (3(43), 31–38. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2023.282367

Номер

№ 3(43) (2023)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Iryna Pelekh-Bondaruk, Ivan Revyatskyy, Svitlana Bilous

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.