Halloysit – zajímavý nanotubulární nosič pro léčiva

Halloysit je v přírodě se vyskytující minerál příbuzný kaolinu, který se vyznačuje specifickým tvarem částic ve formě ultramikroskopických mnohovrstevných dutých prázdných válečků. Našel své uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích a vzhledem ke svým výhodným vlastnostem, např. biokompatibilitě, adsorpci léčiv, vysoké mechanické odolnosti a snadné dostupnosti, také ve farmacii a medicíně. Může vázat léčiva na povrchu nebo uvnitř tubulů a zvyšovat jejich stabilitu nebo měnit jejich uvolňování. Povrch tubulů je snadno modifikovatelný pro využití v transportních lékových systémech. Halloysit je perspektivním materiálem pro kostní implantáty a pro řízené uvolňování biomakromolekul. Přehledový článek se zabývá farmaceutickým a biomedicínským využitím tohoto zajímavého materiálu a zahrnuje původní experimentální práce z posledních let.

Klíčová slova:
halloysit • adsorpce léčiv • uvolňování léčiv • transportní lékové systémy • tkáňové inženýrství

Autoři: Miloslava Rabišková
Působiště autorů: Department of Pharmaceutical Technology, Faculty of Pharmacy, Charles University
Vyšlo v časopise: Čes. slov. Farm., 2012; 61, 255-260
Kategorie: Přehledy a odborná sdělení

Souhrn

Klíčová slova:
halloysit • adsorpce léčiv • uvolňování léčiv • transportní lékové systémy • tkáňové inženýrství

Zdroje

1. Christie T., Thompson B., Brathwaite B. Mineral commodity report 20. Clays New Zealand Mining. 2000; 27, 26–43.

2. Adamo P., Violante P. Wilson M. J. Tubular and spheroidal halloysite in pyroclastic deposits in the area of the Roccamonfina volcano (Southern Italy). Geodema 2001; 99, 295–316.

3. Christie T., Fletcher W. K. Contamination from forestry activities: implications for stream sediment exploration programmes. Journal of Geochemical Exploration 1999; 67, 201–210.

4. Price R. R., Gaber B. P., Lvov Y. M. In-vitro release characteristics of tetracycline HCl, khellin and nicotinamide adenine dinucleotide from halloysite. J Microencapsulation 2001; 18(6), 713–722.

5. Joussein B., Petit D., Churchman B., Theng J., Righi S., Delvaux E. Halloysite clay minerals. Clay Miner. 2005; 40, 383–426.

6. Klimkiewicz R., Drag, E. B. Catalytic activity of carbonaceous deposits in zeolite from halloysite in alcohol conversions. J. Phys. Chem. Solids 2004; 65, 459–464.

7. Rawtani D., Agrawal Y. K. Multifactorious appliactions of halloysite nanotubes. Rev. Adv. Mater. Sci. 2012; 30, 282–293.

8. Joussein E., Petit S., Delvaux B. Behavior of halloysite clay under formamide treatment. Applied Clay Science 2007; 35, 17–24.

9. Levis S. R., Deasy P. B. Characterization of halloysite for use as a microtubular drug delivery system. Int. J. Pharm. 2002; 243, 125–134.

10. Kirkman J. H. Halloysite discs and cylinders. Clay Miner. 1977; 12, 199–216.

11. Tari G., Bobos I., Gomes C. S. F., Ferreira J. M. F. Modification or surface charge properties during kaolinite to halloysite 7 Å transformation. J. Colloid Interf. Sci. 1999; 210, 360–366.

12. Harrison J. L., Greenburg S. S. Dehydration of fully hydrated halloysite from Lawrence county Indiana. Clay Miner. 1962; 9, 374–377.

13. Wada K. Lattice expansion of kaolinite minerals by treatment with potassium acetate. Am. Miner. 1961; 46, 78–91.

14. Carr R. M. Chih H. Complexes of halloysite with organic compounds. Clay Miner. 1971; 9, 153–166.

15. Kadi S., Lellou S., Marouf-Khelifa K., Schott J., Gener-Batonneau I. Preparation, characterization and application of thermally treated Algerian halloysite. Microporous and Mesoporous Materials 2012; 158, 47–54.

16. Lu D., Chen H., Wu J., Chan C. M. Direct measurements of the Young´s modulus of single halloysite nanotube using a transmission electron microscope with a bending stage. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2011; 9, 7789–7793.

17. White R. D., Bavykin D. V., Waish F. C. The stability of halloysite nanotubes in acidic and alkaline aqueous suspensions. Nanotechnology 2012; 23 (6), DOI: 10. 1088/0957-4484/23/6/065705

18. Levis S. R., Deasy P. B. Use of coated microtubular halloysite for the sustained release of diltiazem hydrochloride and propranolol hydrochloride. Int. J. Pharm. 2003; 253, 145–157.

19. Lvov Y. M., Price R., Gaber B., Ichinose I. Thin film nanofabrication via layer-by-layer adsorption of tubule halloysite, spherical silica, proteins and polycations. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 2002; 198-200, 375–382.

20. Kelly H. M., Deasy P. B., Ziaka E., Claffey N. Formulation and preliminary in vivo dog studies of a novel drug delivery system for the treatment of periodontitis. Int. J. Pharm. 2004; 274, 167–183.

21. Viseras M. T., Aguzzi C,. Cerezo P., Viseras C., Valenzuela C. Equilibrium and kinetics of 5-aminosalicylic acid adsorption by halloysite. Microporous and Mesoporous Materials 2008; 108, 112–116.

22. Suh Y. J., Kil D. S., Chung K. S., Abdullayev E., Lvov Y. M., Montagyt D. Natural nanocontainer for the controlled delivery of glycerol as moisturizing agent. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2001; 11(1) 661–665.

23. Forsgren J., Jamstorp E., Bredenberg S., Engqvist H., Strømme M. A ceramic drug delivery vehicle for oral administration of highly potent opioids. J. Pharm. Sc. 2010; 99(1), 219–226.

24. Mitchell M. J., Chen C. S., Ponmudi V., Hughes A. D., King M. R. E-selectin liposomal and nanotube-targeted delivery of doxorubicin to circulating tumor cells. J. Controlled Release 2012; 160, 609–617.

25. Zhou W.Y., Guo B., Liu M., Liao R., Rabie B.M., Jia D. Poly(vinylalcohol) halloysite nanotubes bionanocomposite films: Properties and in vitro osteoblasts and fibroblasts response. Journal of Biomedical Materials Research Part A 2010; 93, 1574–1587.

26. Zhang L., Wang T., Liu P. Polyaniline-coated halloysite nanotubes via in situ chemicla polymerazation. Applied Surface Science 2008; 2555, 2091–2097.

27. Yuan P., Southon P. D., Liu Z., Green M. E. R., Hook J. M., Antill S. J. Kepert C. J. Functionalization of halloysite clay nanotubes by grafting with γ-aminopropyltriethoxysilane. J. Phys. Chem. 2008; 112, 15742–15751.

28. Mu B., Zhao M., Liu P. Halloysite nanotubes grafted hyperbranched (co)polymers via surface-initiated self- condensing vinyl (co)polymerization. J .Nanopart. Res. 2008; 10, 831–838.

29. Shi Y. F., Tian Z., Zhang Y., Shen H. B., Jia N. Q. Functionalized halloysite nanotube-based carrier for intracellular delivery of antisense oligonucleotides. Nanoscale Research Letters 2011; 6, 608–615.

30. Vergaro V., Abdullayev E., Lvov Y. M., Zeitoun A., Cingolani R., Rinaldi R., Leporatti S. Cytocompability and uptake of halloysite clay nanotubes. Biomacromolecules 2010; 11, 820–826.

31. Cavallaro G., Lazzara G., Milioto S. Dispersions of nanoclays of different shapes into aqueous and solid biopolymeric matrices. Extended physicochemical study. Langmuir 2011; 27(3), 1158–1167.