يتم تقديم تقنية تستخدم الجهد الكهربائي العالي ومستحلب مستهدف محمل بالمكونات النشطة لتصنيع ميكروبيدات موحدة مستجيبة للأس الهيدروجيني.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
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.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
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)الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
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 مس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
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 ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
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.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| 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) |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم نشر هذه المقالة
الفيديو قريباً