Advanced

Lipid liquid crystalline phase and starch particle mixed formulations

Phan, Cindy LU (2018) KEML07 20181
Department of Chemistry
Abstract
Lipid liquid crystals (LLC) have been studied widely because of their broad application in both food- and pharmaceutical industry. Inverse bicontinuous cubic phase of LLC have been of particular interest as it has three-dimensional structure and has been proven to be able to incorporate and deliver substances (e.g. topical drug delivery). There is a growing interest to prepare hybrid responsive lipid and polymer system. This study concerns how starch particles influence an LLC system. The system consists of capmul glycerol monooleate (GMO-50) and diglycerol monooleate (DGMO) and are mixed with different water concentration and weight percentage of native or modified starch particles. These has been proven, from small angle x-ray scattering... (More)
Lipid liquid crystals (LLC) have been studied widely because of their broad application in both food- and pharmaceutical industry. Inverse bicontinuous cubic phase of LLC have been of particular interest as it has three-dimensional structure and has been proven to be able to incorporate and deliver substances (e.g. topical drug delivery). There is a growing interest to prepare hybrid responsive lipid and polymer system. This study concerns how starch particles influence an LLC system. The system consists of capmul glycerol monooleate (GMO-50) and diglycerol monooleate (DGMO) and are mixed with different water concentration and weight percentage of native or modified starch particles. These has been proven, from small angle x-ray scattering and Cryo-TEM imaging, to form inverse bicontinuous cubic phases. At lower temperatures and water concentration, the system favorably forms gyroid type of bicontinuous cubic phase with space group Ia3d. At high temperatures and water concentrations, the system instead forms cubic crystal symmetry of space group Pn3m. Even at high concentration of starch particles, the system is favoring space group Pn3m. This tells that starch particles regulates the hydration and determines which one of the two crystal symmetries are formed. Further studies should be made in order to fully understand the lipid system with starch. Nevertheless, with this study it has proven new possibilities of using starch for materials based on lipid-polymer responsive layers. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Leverering av substanser inom både livsmedels- och läkemedelsindustrin är viktig. Detta för att de aktiva ämnena måste nå dess verkningsställe utan att brytas ned eller påverkas av yttre faktorer. Av dessa anledningar har det har blivit mer populärt att studera nya aggregat, som skall möjliggöra för mer produktiva, effektiva och stabila levereringar från en utgångsplats till målet. Genom att studera olika tillsatser, som i detta fallet är stärkelse, kan levereringarna styras vilket bland annat öppnar upp nya vägar av läkemedelsleverering i kroppen.

Stärkelse är en polymer som består av långa molekylkedjor. Det förekommer naturligt i växter och konsumeras av människor genom råvaror som till exempel potatis. Dess ofarliga förekomst i... (More)
Leverering av substanser inom både livsmedels- och läkemedelsindustrin är viktig. Detta för att de aktiva ämnena måste nå dess verkningsställe utan att brytas ned eller påverkas av yttre faktorer. Av dessa anledningar har det har blivit mer populärt att studera nya aggregat, som skall möjliggöra för mer produktiva, effektiva och stabila levereringar från en utgångsplats till målet. Genom att studera olika tillsatser, som i detta fallet är stärkelse, kan levereringarna styras vilket bland annat öppnar upp nya vägar av läkemedelsleverering i kroppen.

Stärkelse är en polymer som består av långa molekylkedjor. Det förekommer naturligt i växter och konsumeras av människor genom råvaror som till exempel potatis. Dess ofarliga förekomst i naturen och dess tillgänglighet är två faktorer till varför det anses vara en bra polymer till att utnyttja för reglering av lipidsystem.

Lipider är fettliknande molekyler som består av en vattengillande (polär) och en ickevattengillande del (opolär). När lipider befinner sig i vattenhaltig miljö arrangeras de så att den polära delen interagerar med vatten, medan den opolära delen dras och interagerar med andra lipiders opolära del. Dessa kan på så vis packas ihop och bilda olika strukturer. Beroende på lipidernas egenskaper, så samordnas de på olika sätt. Cellen – som är den minsta byggstenen i levande organismer - har ett membran som består av lipider. Dessa har genom tidiga studier visat sig kunna bilda en struktur som en kub, så kallad kubisk fas, som har tredimensionell struktur. Den kubiska fasen har en inre vattenhaltig miljö som möjliggör inkapsling av ämnen. Tanken med att föra in stärkelse bland lipidsystem, är bland annat för att kunna reglera frisläpp av aktiva substanser som har kapslats in för transportering. Genom att använda stärkelse tillsammans med lipidsystemet, blir det möjligt att styra frigivningen. Lipiderna som användes var en blandning av glycerol monooleate, diglycerider, triglycerdier och diglycerol monooleate. Dessa provblandningars struktur studerades med hjälp av röntgenbestrålning (small angle x-ray scattering) där man kunde se att kubisk fas bildades genom att studera spridningen av röntgenstrålarna. Beroende på temperatur, stärkelse- eller vattenkoncentrationen, så bildades det olika kubiska faser. Detta systemet observerades även genom elektronmikroskopi, där systemets struktur kunde ses som bilder.

Denna studie visar att man genom att sätta till stärkelsepartiklar kan kontrollera hydreringen i ett lipid- och vattensystem som kan avgöra hur lipider i ett system samordnas till olika strukturer. Detta öppnar upp nya dörrar för levereringssystem inom både livsmedels- och läkemedelsindustrin. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Phan, Cindy LU
supervisor
organization
course
KEML07 20181
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
physical chemistry, fysikalisk kemi, lipid liquid crystals, starch, cubic phase
language
English
id
8957566
date added to LUP
2018-09-12 11:08:29
date last changed
2018-09-12 11:08:29
@misc{8957566,
  abstract     = {Lipid liquid crystals (LLC) have been studied widely because of their broad application in both food- and pharmaceutical industry. Inverse bicontinuous cubic phase of LLC have been of particular interest as it has three-dimensional structure and has been proven to be able to incorporate and deliver substances (e.g. topical drug delivery). There is a growing interest to prepare hybrid responsive lipid and polymer system. This study concerns how starch particles influence an LLC system. The system consists of capmul glycerol monooleate (GMO-50) and diglycerol monooleate (DGMO) and are mixed with different water concentration and weight percentage of native or modified starch particles. These has been proven, from small angle x-ray scattering and Cryo-TEM imaging, to form inverse bicontinuous cubic phases. At lower temperatures and water concentration, the system favorably forms gyroid type of bicontinuous cubic phase with space group Ia3d. At high temperatures and water concentrations, the system instead forms cubic crystal symmetry of space group Pn3m. Even at high concentration of starch particles, the system is favoring space group Pn3m. This tells that starch particles regulates the hydration and determines which one of the two crystal symmetries are formed. Further studies should be made in order to fully understand the lipid system with starch. Nevertheless, with this study it has proven new possibilities of using starch for materials based on lipid-polymer responsive layers.},
  author       = {Phan, Cindy},
  keyword      = {physical chemistry,fysikalisk kemi,lipid liquid crystals,starch,cubic phase},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Lipid liquid crystalline phase and starch particle mixed formulations},
  year         = {2018},
}