Fabrication and characterization of carboxymethyl chitosan/poly(vinyl alcohol) hydrogels containing alginate microspheres for protein delivery

Abstract

In this research, a novel drug delivery system consisting of alginate microspheres and carboxymethyl chitosan/poly(vinyl alcohol) hydrogel was developed for prolonged and sustained controlled drug release. The alginate microspheres and various volume ratios of carboxymethyl chitosan were incorporated physically into poly(vinyl alcohol) to form the composite system. Scanning electron microscope, rheometer, differential scanning calorimetry, and thermogravimetric analysis were used to investigate the morphological, rheological, and thermal properties. The adsorptivity and hydrogel content were evaluated by swelling ratio and gel fraction, respectively. Incorporation of alginate microspheres improved the swelling ratio and thermal stability of carboxymethyl chitosan/ poly(vinyl alcohol) hydrogel. Carboxymethyl chitosan decreased gel fraction and elasticity while increased swelling and porosity of hydrogel. In vitro, the release profiles of bovine serum albumin from the composite gels were sustained for 2 weeks in phosphate buffered saline.

PCL microsphere/PEG‐based composite hydrogels for sustained release of methadone hydrochloride

“…Therefore, these carriers can be incorporated in the hydrogel to avoid a burst release of bioactive molecules from hydrogel because the hydrogel provide an extra diffusion barrier for drug release which increases the drug release period. There are many research based on the utilization of composite systems (microparticle embedded hydrogels) for control the drug or growth factor release . Delie and coworkers developed an easily applicable drug delivery system for the prevention of intimal hyperplasia, through a single administration of a cross‐linked hyaluronic acid hydrogel/poly‐lactic‐co‐glycolic acid (PLGA) microparticle formulation loaded with atorvastatin.…”

Siliceous‐based monolithic materials coated with a hydroxyapatite layer: Preparation and investigation of drug affinity by Raman spectroscopy

“…Chitosan is biodegradable and nontoxic biopolymer that has been applied in many fields of science, for example, in tissue engineering, drug delivery, protein delivery, and wound healing . Therefore, it has been used in this work for preparation of monolithic materials.…”

Membranas porosas à base de carboximetilquitosana e poli (álcool vinílico) para o tratamento de lesões de pele

“…As propriedades antimicrobianas e de estímulo à cicatrização de membranas porosas à base de carboximetilquitosana podem ser potencializadas pela incorporação de nanopartículas de óxidos metálicos, tais como nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO 2) (ORYAN; SAHVIEH, 2017). O ZnO possui alta estabilidade, propriedades antibacterianas e não-toxicidade, além de propiciar a migração de queratinócitos em direção ao local da ferida, promovendo a reepitelização e cicatrização melhorada (LIU;KIM, 2012;SUDHEESH KUMAR et al, 2012). Já o TiO2, além de possuir efeito bactericida, é capaz de acelerar o processo de coagulação sanguínea e estimular o desenvolvimento de células associadas ao processo de regeneração tecidual (MOHANDAS et al, 2017;PELGRIFT;FRIEDMAN, 2013).…”

“…Este comportamento pode ser explicado pela alteração da morfologia do material, conforme comprovado por microscopia eletrônica de varredura. Estes comportamentos provavelmente se devem ao fato da incorporação das nanopartículas nas matrizes poliméricas das membranas terem alterado as interações intermoleculares entre as cadeias poliméricas que compõem cada membrana, inclusive gerando possíveis pontos de aglomeração destas nanopartículas, podendo atuar tanto no fortalecendo destas ligações intermoleculares, quanto enfraquecendo-as e causando falhas na rede polimérica, gerando matrizes mais rígidas ou mais frágeis de acordo com a forma de interferência em cada caso (LAVORGNA et al, 2014;LIU;KIM, 2012;TANG et al, 2016). CAPÍTULO 4 -Membranas R(CMQ) e (CMQ/PVA)25/75 com nanopartículas de ZnO e TiO2 A Figura 29 apresenta os valores de alongamento das membranas.…”

“…Estes comportamentos também podem ser explicados possivelmente pela incorporação das nanopartículas metálicas na matriz polimérica das membranas, que ao interferir nas interações intermoleculares entre as cadeias poliméricas de cada conjunto, levou à alteração na capacidade de alongamento da membrana, tanto gerando prováveis pontos de aglomeração, enfraquecendo as ligações intermoleculares e permitindo que as cadeias poliméricas se movimentem mais facilmente, aumentando assim seu alongamento, quanto fortalecendo a matriz polimérica e gerando membranas menos flexíveis, de acordo com o comportamento de cada membrana avaliada (LIU;KIM, 2012;SUDHEESH KUMAR et al, 2012;TANG et al, 2016). Já os conjuntos (CMQ/PVA)25/75_ZnO e R(CMQ)_TiO2 apresentaram redução no valor do módulo de elasticidade quando nanopartículas foram incorporadas na matriz polimérica, o que está de acordo com os valores de tração na ruptura, que indicaram que as membranas sem adição de nanopartículas seriam as mais rígidas.…”