يتم تقديم تقنية تستخدم الجهد الكهربائي العالي ومستحلب مستهدف محمل بالمكونات النشطة لتصنيع ميكروبيدات موحدة مستجيبة للأس الهيدروجيني.
مقالة منهجية
يتم تقديم تقنية تستخدم الجهد الكهربائي العالي ومستحلب مستهدف محمل بالمكونات النشطة لتصنيع ميكروبيدات موحدة مستجيبة للأس الهيدروجيني.
حظي زيت الحبة السوداء (BSO) ، المشتق من بذور نبات حبة البركة ، بالاهتمام لخصائصه المحتملة المضادة للسرطان ، لا سيما في سياق سرطان القولون. قد يساعد مركبه النشط ، ثيموكينون ، في تثبيط نمو الخلايا السرطانية والحث على موت الخلايا المبرمج في خلايا سرطان القولون. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساهم التأثيرات المضادة للالتهابات ومضادات الأكسدة لزيت الحبة السوداء في بيئة أمعاء أكثر صحة ، مما قد يقلل من خطر الإصابة بالسرطان. لذلك ، قامت هذه الدراسة بتصنيع حبات الجينات الحساسة للأس الهيدروجيني لتوصيل BSO إلى القولون بطريقة تسيطر عليها دون إطلاق الدواء عند درجة الحموضة 1.2 (المعدة) ، وبالتالي توفير نمط إطلاق محدد جيدا عند درجة الحموضة 6.8. يعمل استخدام تقنية الرش الكهربائي على تحسين أداء العملية من خلال تسهيل صياغة حبات صغيرة متجانسة بمعدل تورم وانتشار أعلى في وسط الجهاز الهضمي.
تميزت الخرزات المركبة باختبار قوة اللصق المخاطي خارج الجسم الحي ، وحجم الخرزة ، وعامل الكروية (SF) ، وكفاءة التغليف (EE) ، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ، وسلوك التورم في المختبر (SB) ، وإطلاق الدواء في المختبر في الوسط الحمضي والعازلة. أظهرت كل هذه الخرزات المصنعة أحجاما متواضعة من 0.58 ± 0.01 مم وشكل كروي من 0.03 ± 0.00 مم في هذا الاختبار. أظهرت الصيغة خصائص عائمة وأطلقت واعدة في المختبر. مع نسبة تراكمية منخفضة جدا من الخرز ، كان معدل كفاءة الزيت بنسبة 90.13٪ ± 0.93٪ مرتفعا ، وأظهرت دراسة الإطلاق أكثر من 90٪ في درجة الحموضة 6.8 مع طبيعة عائمة جيدة في المعدة. بالإضافة إلى ذلك ، كانت الخرزات متباعدة بشكل متساو في جميع أنحاء الأمعاء. يمكن أن يكون نهج الرش الكهربائي المستخدم في هذا البروتوكول قابلا للتكرار ، مما يؤدي إلى نتائج متسقة. لذلك ، يمكن استخدام هذا البروتوكول للإنتاج على نطاق واسع لأغراض التسويق.
تم استخدام الحبة السوداء ، وخاصة BSO ، على مر العصور لعلاج مجموعة واسعة من الأمراض بسبب خصائصها الطبية الراسخة. ربما يكون الثيموكينون أحد أهم المواد الكيميائية النباتية الموجودة في BSO1. في السنوات الأخيرة ، درس الباحثون الفوائد العلاجية المحتملة للثيموكينون في الجسم الحي وفي المختبر ، مما أدى إلى تقديم أدلة تجريبية لدعم استخدام BSO. تم إثبات خصائص خافضة ضغط الدم ، ومضادة للبكتيريا ، ومضادة للعرق ، ومضادة للفطريات ، ومسكنات ، ومضادة لمرض السكر ، وخفض الدهون ، ومضادة للالتهابات من خلال هذه الدراسات ل BSO ، والتي يمكن استخدامها لعلاج أعراض مثل الأكزيما وارتفاع ضغط الدم والربو والسعال والصداع والإنفلونزا والحمى ومضاد السرطان والدوخة والنشاط2،3.
يعرف تطبيق أغطية رقيقة نسبيا على قطرات صغيرة من السوائل والتشتتات ، أو جزيئات المواد الصلبة ، باسم الكبسولة الدقيقة. عندما يتعلق الأمر بالزيت ، عادة ما يكون الزيت المصغر ذا قيمة كبيرة لأن بعض أشكال الزيت ، مثل BSO ، تعتبر أطعمة مغذية وتقدم مزاياطبية 4. ومع ذلك ، فإن إضافة الزيوت مباشرة إلى مصفوفة الطعام قد يؤدي إلى التطاير ، مما قد يتسبب في اختفاء الأنشطة بسرعة نتيجة التعرض للأكسجين والأشعة فوق البنفسجية5. علاوة على ذلك ، فإن عدم التحكم في معدل إطلاق الزيوت يؤدي إلى تأثير فوري وعابر. يعد إنشاء طلاء بوليمري حول الزيت العطري عن طريق التغليف الدقيق أو الميكروية إحدى الطرق لتجاوز هذه العيوب6.
الكبسولات الدقيقة ، والمعروفة أيضا باسم الكريات المجهرية ، تحمي الزيوت من الظروف البيئيةالضارة 7. تم استخدام هذه العملية على نطاق واسع لزيادة فعالية الدواء ، والحفاظ على محتويات الأدوية ، وتمكين الأقراص التي يتم إصدارها بمرور الوقت ، وتحسين إخفاء التذوق ، وتقليل فقدان النكهة أثناء العمر الافتراضي للمنتج ، وإطالة ملمس الفم ، وفصل المكونات غير المتوافقة في جرعة واحدة8. يساعد الكبسولة الدقيقة أيضا في الحفاظ على امتصاص التمثيل الغذائي ، والتحكم في معدل إطلاق الزيت ، والحفاظ على التركيزات المناسبة لتحقيق النتيجة المرجوة في موقعمعين 9.
التغليف الكهروديناميكي هو طريقة مباشرة وقابلة للتكيف. توجد المادة الفعالة في اللب الداخلي لمحفظة دقيقة ، والتي تتكون من غلاف خارجي. في هذا الصدد ، يتميز بمصفوفة قوية إلى حد ما لضمان إمكانية نشر المكون النشط بشكل أكثر فعالية بدلا من نواة محددة بوضوح. قبل إعادة التدوير الكروي ، يجب الجمع بين المادة الفعالة ومحلول البوليمر لإنتاج الكرياتالمجهرية 9. من ناحية أخرى ، نظرا لأن الزيت متطاير ، فقد يكون التغليف الدقيق أمرا صعبا للغاية ويتطلب تحكما دقيقا في درجة الحرارة.
هناك طرق مختلفة لتغليف الزيوت. على سبيل المثال ، يجب تغليف بعض الزيوت في درجات حرارة منخفضة لمنع انهيار أو تطاير مكوناتها النشطة بيولوجيا. لإنشاء هياكل صغيرة ونانوية الحجم ، تمت دراسة الانحلال الكهروهيدروديناميكي (EHDA) على نطاق واسع من قبلالباحثين 10. وبهذا المعنى ، فإن ظروف المعالجة ، والتي تشمل معدل التدفق والجهد المطبق وحجم الفوهة ، بالإضافة إلى خصائص مسافة التجميع للمحلول البوليمري ، هما العاملان الأساسيان اللذان يجب أخذهما في الاعتبار لإنتاج حجم الجسيمات المطلوب أو مورفولوجيا11،12.
في هذا التحقيق ، تم استخدام الجينات - وهو نوع من السكريات التي تحدث بشكل طبيعي ومناسبة للابتلاع عن طريق الفم - لتغليف BSO. تحتوي الأعشاب البحرية البنية على الجينات ، وهو بوليمر أنيوني يحدث بشكل طبيعي. وهي مكونة من هيكلين أحاديين: α-L-guluronic (G) و 1-4βD-manuronic (M) acid13. البوليمر الخاص به غير سام14 ، وله درجة عالية من التوافق الحيوي ، وغير مكلف ، ويتحلل بشكل فعال15. لذلك ، يتم استخدامه بشكل متكرر في قطاعي التكنولوجيا الأحيائية والهندسة.
الجينات هي المادة المفضلة للتغليف عن طريق الهلام الأيوني لأنها قد تخلق بنية متشابكة بين مجموعات G لسلاسل الجينات المختلفة عن طريق تكوين اتصالات أيونية مع الكاتيونات ثنائية التكافؤ مثل أيونات Sr2+ أو Ca2+ أو Zn2+ . يمكن تمييز عملية التبلور بشكل كاف من خلال نموذج صندوق البيض ، والذي يحد من الكاتيون ثنائي التكافؤ إلى مجموعتين من الكربوكسيل على جزيئات الألجينات جنبا إلى جنب. لقد تم اقتراح أن خصائص الهيدروجيل لحبات ألجينات الصوديوم قد تنظم إطلاق الجزيئات الكبيرة والجزيئات الصغيرة. قد تتشبث حبات ألجينات الصوديوم بالغشاء المخاطي للأمعاء لفترة طويلة من الزمن بسبب خصائصها اللاصقة للمخاط. علاوة على ذلك ، يوفر الجينات درعا قد يحمي الزيوت من العناصر الخارجية مثل الوسائط الحمضية16 وينقل الزيوت إلى قنوات توصيل الجهاز الهضمي17. ومنذ ذلك الحين تم استخدامه في البحث للمساعدة في إدارة الدواء الخاصة بالموقع للأنسجة المخاطية18،19.
تم استخدام النهج الكهروديناميكي الهيدروديناميكي في هذه الدراسة للتحقيق في جدوى استحلاب الزيوت التجارية لإنشاء كبسولات20. هنا ، تم استخدام النهج الكهروديناميكي لتوليد وتحليل الكريات المجهرية المحملة بالجيناتBSO 20. قيمت هذه الدراسة عددا من العوامل الأخرى ، بما في ذلك SF للكريات المجهرية ، والجسم الحي ، وخصائص اللصق المخاطي ، و EE ، والمظهر المادي ، وتوزيع الحجم ، وإمكانات زيتا. تم استخدام التحليل الطيفي للانعكاس الكلي الموهن - تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (ATR-FTIR) لاختبار التوافق الكيميائي20.
1. تحضير مستحلب الجينات BSO
2. توصيف مستحلب الجينات BSO
(1)
(2)3. توصيف حبة
(3)4. تحديد EE٪
(4)5. مسح المجهر الإلكتروني (SEM)
ملاحظة: استخدم SEM لمراقبة البنية المجهرية والتشكل السطحي لخرز الجينات BSO.
6. تحديد التفاعل بين الدواء السواغ باستخدام ATR-FTIR
7. كالوريمتر المسح التفاضلي (DSC)
ملاحظة: تم فحص الخصائص الحرارية وتوافق الخرزات المحملة ب BSO باستخدام DSC (الملف التكميلي 1).
8. خصائص تورم الخرز
(5)تحضير ميكروبيدات الجينات المحملة ب BSO
يمثل الشكل 1 الإعداد التجريبي لإعداد ميكروبيدات الجينات المحملة ب BSO. كان لكمية الليسيثين المستخدمة تأثير كبير على استقرار مستحلب BSO. كانت المستحلبات المصنوعة من جميع تركيزات الليسيثين الثلاثة مستقرة نسبيا. تم استخدام طريقة الطرد المركزي (894 × جم ، 5 دقائق) في هذه التجربة لتقييم استقرار المستحلب20. وقد أثبتت النتائج أن المادة الخافضة للتوتر السطحي، وليس الطرد المركزي، لها تأثير أكبر على استقرار مستحلب BSO. تم تمييز إمكانات زيتا وتوزيع حجم الجسيمات للمستحلب كما هو موضح في الجدول 1 والشكل 2.
توصيف الخرز
الحجم والشكل وكفاءة الطاقة
يتم تلخيص حجم الميكروبيدات المركبة وشكلها وكفاءة الطاقة في الجدول 2. تراوحت الخرزات المجففة من 1.86 ± 0.02 مم (F2 و F3) إلى 0.58 ± 0.01 مم (F8) ، وكانت الخرزات الرطبة بين 4.76 ± 0.01 مم (F3) و 1.50 ± 0.02 مم (F8). كان الجهد الكهربائي ومعدل تدفق المستحلب من المعلمات الرئيسية التي أثرت على حجم الخرزات وكرويتها. زاد كل من SF وحجم الخرزات مع زيادة معدل التدفق ، بينما انخفضت هذه المتغيرات مع زيادة الجهد الكهربائي. ومع ذلك ، لم ينخفض حجم SF والخرزة عند نقطة معينة عندما زاد كل من الجهد الكهربائي ومعدل التدفق بشكل متناسب. وجدت هذه الدراسة أن الخرزات المنتجة بمعدل تدفق 2 مل / دقيقة وجهد كهربائي يبلغ 7 كيلو فولت لها نفس الحجم والشكل والوزن باستمرار. قام الباحثون بقياس حجم الخرزة ووجدوا أنها كانت 0.58 ± 0.01 ملم. لكل من تركيبات الخرز الرطب والجاف ، تراوحت EE من 67.20 ± 1.46٪ (F1) إلى 104.50 ± 4.04٪ (F8) ومن 59.92 ± 0.90٪ (F1) إلى 90.13 ± 0.93٪ (F8) ، بهذا الترتيب. ارتفعت نسبة EE جنبا إلى جنب مع الجهد ومعدل التدفق ، وهو ما يمكن تفسيره بالجهد العالي ، مما زاد من ارتباط الربط المتقاطع بمحلول التبلور CaCl2 وأنتج مساحات إضافية للربط المتقاطع الأيوني. نتيجة لذلك ، تم احتجاز المزيد من الزيت وتجنب تسرب الزيت من مصفوفة البوليمر.
توحيد وزن الخرزة
تراوحت معاملات تباين الوزن لخرز الجينات المحملة ب BSO من 1.37٪ إلى 3.93٪. وفقا لأحدث الأبحاث ، لم يختلف متوسط وزن جميع الخرزات المحملة ب BSO بأكثر من 5٪.
ATR-FTIR
لتحديد التفاعل داخل المكونات ، تم إجراء ATR-FTIR (الشكل 3). أظهر ألجينات الصوديوم نطاقات طيفية مميزة عند 3400 سم −1 لتمدد O-H وعند 1595 و 1408 سم −1 لمجموعات C = O و C-C نتيجة لاهتزاز التمدد. تم العثور أيضا على شريطين متميزين عند 1600 و 1405 سم −1 في تحقيق سابق ، والتي تم ربطها بالاهتزازات التمدد المتماثلة وغير المتماثلة لمجموعات -COOH ، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك ، كانت مجموعة C-H مسؤولة عن النطاقات التي شوهدت في أطياف ألجينات الصوديوم عند 1316 و 1025 سم −1. في المقابل ، كشفت أطياف الليسيثين عن ثلاثة نطاقات في 2922 و 2853 و 1465 cm−1 ، تتوافق مع مجموعات C = O و C-H و C-C. تم العثور على قمم BSO الأكثر تميزا في 2953 و 2853 سم −1 (C-H في CH2 و C = C-H ، في المقابل). علاوة على ذلك ، نظرا لأن سلاسل الكربون شائعة في الأحماض الدهنية ، فإن النطاقات التي ظهرت عند 1،753 و 1،653 و 1،453 سم −1 اقترحت C = O و C = C و C-H ، على التوالي.
DSC
تم استخدام تحليل DSC لتحديد سلوك درجة حرارة حبات الجينات المحملة ب BSO وتفاعلاتها مع المستخلصات الأخرى أثناء عملية التحضير والتطوير. يحدث انهيار البولي إلكتروليت بسبب عمليات إزالة البلمرة والجفاف ، وعلى الأرجح تفاعلات أكسدة البولي إلكتروليت ونزع الكربوكسيل الجزئي للمجموعات الكربوكسيلية البروتونية (الشكل 4).
التسويق عبر محرك البحث
باستخدام SEM ، تم التقاط صور لسطح الخرز المجفف المحسن باستخدام تحميل BSO على الكاميرا. أظهر هذا أن الخرزات لها سطح أملس ، وكانت كروية الشكل ، ولها العديد من المسام والقنوات عبر طبقتها الخارجية (الشكل 5).
سلوك تورم الخرزة
تورم الخرزة هو سلوك مهم يؤثر على نمط إطلاق الدواء للمواد البوليمرية21. لتقييم SB ، تم اختبار الخرز المحتوي على BSO في SGF (0.1 نيوتن حمض الهيدروكلوريك ، الرقم الهيدروجيني 1.2) و SIF (الرقم الهيدروجيني 6.8) (الشكل 6).
قد يفسر تقلص الجينات في درجة الحموضة الحمضية أول مؤشر تورم منخفض لتركيبات الخرز F1 إلى F9 في SGF مقارنة ب SIF ، مما يشير إلى SB حساس للأس الهيدروجيني. وبالتالي ، عرضت الخرزات نسبة أعلى من SIF في SIF بعد 30-90 دقيقة. يمكن تفسير SB للحبات في الأس الهيدروجيني القلوي من خلال تبادل أيونات الكالسيوم ، حيث يربط وجود أيونات الفوسفات العازلة للكالسيوم المجموعات الكربوكسيلية لمصفوفة الليسيثين الألجينات المتشابكة بأيونات الصوديوم في عازلة الفوسفات. بالإضافة إلى ذلك ، تفككت حبات الجينات المحملة ب BSO المتضخمة وتآكلت في 100-110 دقيقة ، وفي 120 دقيقة ، تآكلت جميع التركيبات تماما.
الهدف الأساسي لهذه الدراسة هو تصنيع حبيبات محملة بزيت الحبة السوداء ، وقائمة على الجينات ، وحساسة للأس الهيدروجيني باستخدام تقنية الرش الكهربائي لإطلاق الدواء حيث يتم امتصاصه بشكل طبيعي - في الأمعاء. في درجة الحموضة الحمضية 1.2 ، تقلصت الخرزات أو احتفظت بشكلها الأصلي ، مما قلل من ميلها إلى التفكك. على عكس ذلك ، تضخمت حبات الجينات المحملة ب BSO بسرعة عند تعرضها ل SIF (درجة الحموضة 6.8). بعد 120 دقيقة ، تم حل جميع التركيبات التسع (F1-F9) تماما في SIF. نتج هذا عن وجود أيونات الفوسفات في الوسط ، مما زاد من قابلية ذوبان مركب ألجينات الصوديوم عند مستويات الأس الهيدروجيني الأعلى. كان فصل الألجينات الصوديوم والانهيار اللاحق للهلام في المخزن المؤقت للفوسفات ناتجا عن تقارب أيونات الفوسفات الأعلى ل Ca2+ مقارنة بأيونات الألجينات.

الشكل 1: الإعداد التجريبي لتقنية الانحلال الكهروهيدروديناميكي لتصنيع ميكروبيدات الجينات. الإعداد في الوقت الحقيقي لإنتاج الخرز والخرز الرطب الطازج. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: توزيع حجم الجسيمات وإمكانات زيتا للمستحلب المحمل بزيت الحبة السوداء. (أ) توزيع الحجم و (ب) توزيع زيتا المحتمل. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: أطياف الأشعة تحت الحمراء لتحويل الانعكاس الكلي المخفف. (أ) BSO ، (ب) ألجينات الصوديوم ، (ج) الليسيثين ، (د) كلوريد الكالسيوم ، (ه) الخرز الخالي من BSO ، (و) حبات الجينات BSO ، و (ز) خليط فيزيائي من العنصر النشط والسواغات (ألجينات الصوديوم ، الليسيثين ، كلوريد الكالسيوم ، و BSO). اختصار: BSO = زيت الحبة السوداء. تم تعديل هذا الرقم من آزاد وآخرون 20. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: مخطط حراري قياس المسح التفاضلي (DSC). (أ) حبات خالية من BSO و (ب) حبات محملة ب BSO. تم تعديل هذا الرقم من آزاد وآخرون 20. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: مسح الصور المجهرية الإلكترونية. (أ ، ب) حبات ألجينات-BSO المجففة التي تظهر مورفولوجيا السطح الأملس (25x و 100x) ؛ وجود المسام والقنوات التي تظهر في شريحة الخرزة المجففة بتكبير (C) 100x و (D) 500x. أشرطة المقياس = 100 ميكرومتر (A-C) ، 20 ميكرومتر (D). تم تعديل هذا الرقم من آزاد وآخرون 20. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: سلوك التورم لخرز الجينات المحمل بزيت الحبة السوداء الأمثل. (أ) الوسائط الحمضية (درجة الحموضة 1.2) و (ب) الوسائط العازلة (درجة الحموضة 6.8) [متوسط ± SD ، ن = 3). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| ٪ ليسيثين conc. | حجم الجسيمات (نانومتر) | PDI | إمكانات زيتا (مللي فولت) | ES (٪) | |||
| قبل | بعد الطرد المركزي | قبل | بعد الطرد المركزي | قبل | بعد الطرد المركزي | ||
| 1 | 253.32±4.65 | 282.93±14.11 | 0.392±.03 | 0.333±.06 | -43.1±.36 | -37.6±2.2 | 92.50±0.23 |
| 3 | 334.51±12.82 | 347.44±15.14 | 0.315±.04 | 0.358±.12 | -46.9±2.26 | -43.5±1.32 | 94.83±0.42 |
| 5 | 430.13±14.23 | 463.23±8.91 | 0.422±.04 | 0.548±.11 | -51.4±2.75 | -45±1.01 | 96.50±0.40 |
الجدول 1: توزيع حجم الجسيمات وتحليل إمكانات زيتا للمستحلب المحمل بزيت الحبة السوداء. * (ن = 3 ، يعني ± SD). الاختصارات: PDI = مؤشر التشتت المتعدد ؛ ES = استقرار المستحلب.
| رمز | الجهد (كيلو فولت) | معدل التدفق (مل / دقيقة) | حجم حبةأ (مم) | عامل كرويةأ (مم) | كفاءة التغليفأ (٪) | |||
| رطب | جاف | رطب | جاف | رطب | جاف | |||
| الفورمولا 1 | 3 | 1 | 4.47±0.01 | 1.82±0.01 | 0.02±0.00 | 0.04±0.00 | 67.20±1.46 | 59.92±0.90 |
| F2 | 3 | 2 | 4.52±0.03 | 1.86±0.02 | 0.01±0.00 | 0.03±0.00 | 68.22±3.09 | 65.89±1.57 |
| F3 | 3 | 3 | 4.76±0.01 | 1.86±0.01 | 0.02±0.01 | 0.04±0.00 | 70.76±0.86 | 66.34±1.89 |
| F4 | 5 | 1 | 3.12±0.01 | 0.99±0.04 | 0.02±0.01 | 0.01±0.01 | 70.11±0.51 | 70.11±0.51 |
| F5 | 5 | 2 | 2.83±0.05 | 0.80±0.02 | 0.02±0.01 | 0.02±0.02 | 86.89±1.67 | 86.89±1.67 |
| F6 | 5 | 3 | 3.30±0.01 | 0.90±0.02 | 0.03±0.01 | 0.01±0.01 | 86.63±0.83 | 86.12±0.15 |
| F7 | 7 | 1 | 1.86±0.02 | 0.72±0.01 | 0.01±0.00 | 0.04±0.00 | 82.16±2.50 | 78.67±0.90 |
| F8 | 7 | 2 | 1.50±0.02 | 0.58±0.01 | 0.02±0.00 | 0.03±0.00 | 104.50±4.04 | 90.13±0.93 |
| F9 | 7 | 3 | 2.58±0.05 | 0.93±0.01 | 0.02±0.00 | 0.03±0.01 | 96.04±3.61 | 89.82±154 |
الجدول 2: تأثير الجهد (كيلو فولت) ومعدل التدفق (مل / دقيقة) على حجم الخرزة وعامل كروية وكفاءة التغليف. ن = 3 ، يعني ± S.D. تم تعديل هذا الجدول من Azad et al.20.
الملف التكميلي 1: قياس حجم الجسيمات وتوزيعها ، ATR-FTIR ، و DSC. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
باستخدام عملية EHDA ، تم إنشاء ميكروبيدات الجينات المحملة ب BSO كحامل حساس للأس الهيدروجيني. أظهرت شبكة الخرز تورما يعتمد على درجة الحموضة وسلوكا في إطلاق الأدوية بسبب الوجود الوفير لمجموعات حمض الكربوكسيل. تم الكشف عن الترابط الهيدروجيني القوي بين الجزيئات بين سلاسل البوليمر ليكون السبب وراء انخفاض طابع التورم للخرز المحمل ب BSO عند درجة الحموضة 1.2. قد تستفيد الخرزات المحملة ب BSO من هذا SB المنخفض لإدارة الأدوية الحساسة لدرجة الحموضة. كان للرقم الهيدروجيني تأثير على BSO المنبعثة من الخرزات المحتوية على BSO. تشير هذه النتائج إلى أن الخرزات المحملة ب BSO قد توفر طريقة آمنة لتوصيل الأدوية عن طريق الفم لإعطاء الأدوية بشكل أفضل ومستهدف إلى القناة الهضمية.
زاد حجم جسيمات المستحلب مع زيادة تركيز الليسيثين. يمكن أن تعزى هذه الظاهرة إلى ارتفاع اللزوجة المرتبطة بمستويات عالية من الليسيثين ، والتي يمكن أن تؤثر على قدرات تقليل حجم الخالط بالموجات فوق الصوتية. علاوة على ذلك ، تساهم تركيزات الليسيثين المتزايدة في طبقة خافضة للتوتر السطحي أكثر كثافة حول قطرات الزيت ، مما يؤدي إلى أحجام جسيمات أكبر. يشير المظهر المجهري للمستحلب إلى أن المستحلبات حافظت على ثباتها جيدا. تركيز الليسيثين يمكن أن يؤثر على توزيع حجم الجسيمات وإمكانات زيتا20. أظهرت المستحلبات توزيعا غير متجانس لحجم الجسيمات ، والذي قد يكون بسبب إجراء الصوتنة اليدوي. تلعب إمكانات زيتا دورا رئيسيا في الحفاظ على استقرار الأنظمة الغروية21. أظهرت القطرات الموجودة داخل المستحلب شحنة سالبة بشكل كبير ، والتي يمكن أن تعزى إلى الشحنة السالبة للجينات الناشئة عن المجموعات الوظيفية للهيدروكسيل والكربوكسيل داخل تركيبتهالجزيئية 22.
في توصيف الميكروبيدات ، يعد الحجم والشكل و EE معلمات مهمة تتأثر بظروف المعالجة. تشير العلاقة بين الجهد الكهربائي ومعدل تدفق المستحلب وخصائص الميكروبيدات الناتجة إلى تفاعل معقد يحدد الخصائص النهائية للخرز. عند زيادة معدل التدفق ، يزداد حجم الخرزة و SF أيضا. من ناحية أخرى ، تؤدي زيادة الجهد الكهربائي إلى تقليل حجم الخرزة و SF ولكنها تزيد من EE. ومع ذلك ، إذا تمت زيادة الجهد الكهربائي ومعدل التدفق بشكل متناسب ، فلن ينخفض حجم الخرزة و SF عند نقطةمحددة 20. تلعب القدرة على الربط المتقاطع في السطح الخارجي لخرز الجينات أيضا دورا مهما في تعزيز كفاءة الطاقة للزيوت داخل الجينات. أظهرت دراسة سابقة كفاءة كفاءة مثالية بنسبة 98.30٪ لزيت بذر الكتان مغلف في حبات الجينات المجففة بالفرن ، بأحجام حبة تتراوح بين 1.90 مم و 2.94 مم و SF بين 0.044 و 0.168. على الرغم من هذه الكفاءات العالية في التغليف ، وجد أن إطلاق الدواء إلى الموقع المقصود في الجهاز الهضمي كان 83٪ 23 فقط. أسفر تحقيق آخر عن EE مماثل بنسبة 98.7٪ ، مع أحجام حبة عند 2.13 مم و SF يبلغ 0.08 مم. على العكس من ذلك ، أظهرت حبات الجينات الجافة المرشوشة بالكهرباء المحملة ب BSO في هذه الدراسة EE بنسبة 90.13 ± 0.93٪ ، مع إطلاق أكثر من 90٪ من المادة بنجاح في الموقع المقصود في SIF ، وفقا لدراسة الإصدار التي أجريناها. يشير هذا إلى أن حبات الجينات الخاصة بنا كانت قادرة بشكل فعال على تغليف BSO وإطلاقه بالكامل تقريبا في الموقعالمطلوب 24.
وفقا للمعايير التي وضعتها USP Pharmacopeia ، فإن جميع التركيبات (F1-F9) تفي بمتطلبات توحيد الوزن25. يعكس هذا التوحيد في الوزن التغليف المتسق ل BSO داخل حبات الجينات ، مما يسهله استخدام التقنيات الكهروديناميكية. تم تحقيق الحجم والشكل الأمثل للحبة ، المناسبين للإعطاء عن طريق الفم ، في ظل ظروف محددة ، مما يكشف عن أهمية عمليات التصنيع التي يتم التحكم فيها بدقة. علاوة على ذلك ، يقترح EE ، الذي يختلف باختلاف الجهد ومعدل التدفق ، أنه يمكن ضبط معلمات العملية بدقة لزيادة تغليف BSO إلى أقصى حد. هذا له آثار كبيرة على التوافر البيولوجي وفعالية المركب المغلف ، مع كفاءة تغليف أعلى يمكن أن تؤدي إلى نتائج علاجية أفضل.
يوفر التوحيد في وزن الخرزة ، جنبا إلى جنب مع تحليلات ATR-FTIR و SEM ، نظرة ثاقبة على الاتساق والسلامة الكيميائية لحبات الجينات26،27. أكد تحليل ATR-FTIR وجود مجموعات وظيفية رئيسية والدمج الناجح ل BSO في مصفوفة الجينات28 ، بينما أوضحت صور SEM الشكل الكروي والسطح الأملس للخرز ، وهو أمر ضروري لسلوك الإطلاق المتسق. أوضحت دراسة SB خصائص التورم الحساسة للأس الهيدروجيني للحبات ، وهو أمر مهم لإطلاق الدواء المستهدف في الأمعاء ، مما يضمن إطلاق BSO حيث يمكن امتصاصه بشكل أكثر فعالية29. يجسد هذا السلوك المستجيب للأس الهيدروجيني إمكانات الميكروبيدات القائمة على الجينات كنظام توصيل واعد ل BSO ، مما يتيح الإطلاق المستهدف والخاضع للرقابة داخل الجهاز الهضمي.
نتيجة للتطوير الناجح للدراسة لحبات الجينات الحساسة للأس الهيدروجيني للإفراج المنظم لزيت الحبة السوداء ، تم تسليط الضوء على توصيل الثيموكينون لعلاج سرطان القولون. أصبح تصنيع الخرز بحجم موحد مع خصائص التورم المرغوبة وكفاءة التغليف الجيدة أسهل من خلال تطبيق تقنية الرش الكهربائي. أظهرت هذه الخرزات خصائص عائمة جيدة ، كما يتضح من معدل إطلاق يزيد عن 90٪ في بيئة الأس الهيدروجيني 6.8 ، مما يضمن التوصيل المستهدف داخل الجهاز الهضمي. تشير النتائج إلى استراتيجية محتملة لزيادة التوافر البيولوجي لزيت الحبة السوداء مع تقليل إطلاقه المبكر في المعدة. تتمتع هذه التقنية بالكثير من الإمكانات للتصنيع على نطاق واسع ، مما يفتح الباب أمام التسويق المحتمل لعلاجات السرطان في المستقبل.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.
تم دعم هذه الدراسة من قبل مشروع دعم الباحثين بجامعة الأميرة نورة بنت عبد الرحمن رقم (PNURSP2024R30) ، جامعة الأميرة نورة بنت عبد الرحمن ، الرياض ، المملكة العربية السعودية. تم تمويل هذا البحث من قبل مشروع دعم الباحثين رقم (RSPD2024R811) ، جامعة الملك سعود ، الرياض ، المملكة العربية السعودية.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10 مل أنابيب الطرد المركزي | Globe Scientific ؛ | 22-171-624 | |
| 22 G إبرة | سيجما ألدريتش (سانت لويس، ميسوري، الولايات المتحدة الأمريكية). | CAD4172 | |
| 3 مل كوفيتز كوفيت | سيجما ألدريتش (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | Z276669 | |
| 50 مل دورق | |||
| بذرة ألومنيوم | |||
| ميزان | |||
| ATR-FTIR | Bruker Malaysia Sdn Bhd, Kawasan Perindustrian Temasya, 40150 Shah Alam, Selangor, Malaysia. | ||
| زيت الحبة السوداء | IKOP Pharmaceutical Ltd. (IKOP ، كلية الصيدلة ، IIUM ، 25200 Kuantan ، Pahang ، ماليزيا | B182111 | العنصر النشط |
| مجفف كلوريد الكالسيوم ، CaCl 2< / sub> · ؛ 2H2< / sub>O & nbsp; | سيجما ألدريتش (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | 21074 | عامل التبلور |
| أشرطة لاصقة الكربون أجهزة | |||
| الطرد المركزي | |||
| كالوريمتر المسح التفاضلي | |||
| الرقمية الكاميرا | |||
| دورق مؤرض | |||
| نسبة عالية من حمض الجولورونيك ألجينات الصوديوم (ميغاواط 97,000) مع لزوجة متوسطة (40 &ndash ؛ 100 mPa s) | Sigma-Aldrich (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | W201502 | بوليمر |
| إمدادات | |||
| العالي كحول الأيزوبروبيل | سيجما ألدريتش (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | W292912 | غرض التنظيف ATR-FTIR |
| Lecithin | Sigma-Aldrich (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | P7568 | الفاعل بالسطح |
| مجهر | |||
| منشفة ورقية | |||
| المسح | |||
| محاكاة سائل المعدة | سيجما ألدريتش (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | 1651 | الافراج عن الوسائط وتورم |
| الوسائط محاكاة السائل المعوي | سيجما ألدريتش (سانت لويس ، ميسوري ، الولايات المتحدة الأمريكية). | 84082-64-4 | الافراج عن الوسائط ووسائط التورم |
| برنامج التحليل | |||
| مرشح الفولاذ المقاوم للصدأ | |||
| مضخة حقنة | SEN JIN SDN BHD ماليزيا ، Taman Desaria ، 46150 Petaling Jaya ، Selangor Darul Ehsan Malaysia | ||
| Ultra نقاء المياه المقطرة | يتم توفيره من قبل المختبر | ||
| الخالط بالموجات فوق الصوتية | SEN JIN SDN BHD ماليزيا ، تامان ديساريا ، 46150 بيتالينغ جايا ، سيلانجور دار إحسان ماليزيا | ||
| الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية. | |||
| مبخر الفراغ | SEN JIN SDN BHD ماليزيا ، Taman Desaria ، 46150 Petaling Jaya ، Selangor Darul Ehsan Malaysia | ||
| Voltage Accelerator | SEN JIN SDN BHD ماليزيا ، تامان ديساريا ، 46150 بيتالينغ جايا ، سيلانجور دار إحسان ماليزيا | ||
| زيتاسيزر نانو ZS | (سلسلة Malvern Zetasizer Nano Nano-S و Nano-Z ، Malvern Instruments Ltd. ، Worcestershire ، المملكة المتحدة) |
