مقالة منهجية

تطوير وتوصيف فيلم هيدروجيل قائم على الألجينات والصبار المحمل بحمض الفوسيديك

1.8K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/67068

⸱

ديسمبر 13, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Faculty of Pharmacy, MAHSA University, 2Radiopharmaceutical Technology Group, Medical Technology Division, Malaysia Nuclear Agency, 3Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutical Sciences, Aqaba University of Technology, 4Department of Parasitology and Medical Entomology, Faculty of Medicine, Universiti Kebangsaan Malaysia, 5Department of Medical Sciences, School of Medical and Life Sciences, Sunway University, 6Department of Biology, College of Science, Princess Nourah bint Abdulrahman University, 7Department of Zoology, College of Science, King Saud University, 8Department of Medicine and Infectious Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, Cairo University, 9Department of Pharmaceutical Sciences, Pharmacy Program, Batterjee Medical College, 10Pharmacology Department, Faculty of Veterinary Medicine, Suez Canal University, 11Faculty of Pharmacy, University College of MAIWP International

في هذه المقالة

ملخص

تم تطوير تركيبة من فيلم هيدروجيل محمل بحمض الفوسيديك بنسب مختلفة من الصبار وتم وصفها في هذه الدراسة.

الملخص

تم تحضير فيلم هيدروجيل جديد محمل بحمض الفوسيديك عبر تقنية صب المذيبات باستخدام الألجينات والصبار. تم تحسين أغشية الهيدروجيل باستخدام نسب مختلفة من ألجينات الصوديوم والصبار والجلسرين. أظهرت الأفلام التي تحتوي على 10٪ من الجلسرين (وزن / وزن من الجينات) أفضل مظهر. أثر دمج الصبار على السماكة وسلوك التورم ونفاذية بخار الماء وملف إطلاق الدواء لأغشية الهيدروجيل. أدى ارتفاع محتوى الصبار إلى أغشية أكثر سمكا (تصل إلى نسبة معينة) ، وزيادة التورم ، وانخفاض نفاذية بخار الماء ، وإطلاق الدواء لفترة طويلة تصل إلى 93٪ على مدار 12 ساعة. أكد تحليل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) وجود مجموعات وظيفية رئيسية والتفاعل بين مكونات الهيدروجيل. تشير الدراسة إلى أن الجمع بين ألجينات الصوديوم والصبار والجلسرين يمكن أن يحسن الخصائص الميكانيكية وملامح إطلاق الأدوية لأغشية الهيدروجيل ، مما يجعلها خيارا واعدا لتعزيز توصيل الأدوية الموضعية وتطبيقات التئام الجروح.

المقدمة

حمض الفوسيديك هو مضاد حيوي ستيرويدي قوي مشتق من فوسيديوم كوكسينيوم. يستخدم على نطاق واسع لعلاج التهابات الجلد بالمكورات العنقودية والقوباء. يتمتع هذا الدواء بفعالية عالية ، حتى ضد السلالات المقاومة للمضادات الحيوية ، وسمية منخفضة ، مما يجعله خيارا مناسبا لإدارة التهابات الجلد1. على عكس المضادات الحيوية الموضعية الأخرى ، يتغلغل حمض الفوسيديك بعمق في الجلد ، مما يعزز آثاره المضادة للميكروبات ، خاصة في المناطق التي يتلف فيها الحاجز الواقي للجلد. يسمح هيكلها بخصائص الذوبان متعددة الاستخدامات ، مما يتيح التوزيع الواسع النطاق في جميع أنحاء أنسجة الجسم ، والذي يتم تعزيزه بشكل أكبر في شكل مكل الصوديوم لتحسين قابلية الذوبان في الماء ومعدلاتالاختراق 2،3. يمكن إعطاء حمض الفوسيديك بطرق مختلفة ، بما في ذلك عن طريق الفم والوريد والموضعيا ، والتكيف مع احتياجات العلاج المختلفة وجعله خيارا مرنا لمختلف أنواع العدوى4.

ظهرت الهلاميات المائية ، بمحتواها المائي العالي وتوافقها الحيوي ، كناقلات مبتكرة للمضادات الحيوية في علاج الجروح ، مما يوفر الاحتفاظ بالرطوبة ، وإطلاق الأدوية الخاضع للرتحكم ، وتحسين نتائج المرضى. إنها مصنوعة من بوليمرات طبيعية أو اصطناعية مثل الجينات ، والتي تفضل لتوافقها الحيوي القوي ، والقدرة على تحمل التكاليف ، وخصائص الهلام التي تحاكي مصفوفات الأنسجة الطبيعية خارجالخلية 5. توفر الهلاميات المائية القائمة على الجينات ، على وجه الخصوص ، بيئة رطبة مواتية للتئام الجروح ، ولا تلتصق بالجرح ، وتسمح بإزالتها بسهولة ، مما يجعلها مثالية لتوصيل المواد النشطة بيولوجيا ودعم تجديد الأنسجة. يمثل تطوير الهلاميات المائية التي تغلف المضادات الحيوية تقدما كبيرا في العناية بالجروح ، مما يضمن توصيل الأدوية المستهدفة والآثار العلاجية المستمرة6،7.

يهدف الهيدروجيل المقترح المحمل بحمض الفوسيديك / الصبار إلى التغلب على تحديات ذوبان حمض الفوسيديك وتعزيز تغلغل الجلد. الصبار ، المعروف بخصائصه الصديقة للبشرة والمرطبة والمضادة للبكتيريا ، يعمل أيضا كمحسن للاختراق الكيميائي ، مما قد يحسن فعالية حمض الفوسيديك في علاج التهابات الجلد8،9. تستفيد هذه التركيبة المبتكرة من التأثيرات التآزرية للصبار وهيدروجيل الألجينات لخلق بيئة شفاء مواتية ، وتحسين توصيل الأدوية ، وتقديم حل واعد لتعزيز علاج التهابات الجلد ، والاستفادة القصوى من النشاط المضاد للميكروبات القوي لحمض الفوسيديك مع تحسين نتائج التوصيل والشفاء10.

البروتوكول

تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. تحضير أفلام هيدروجيل حمض الفوسيديك

  1. تحضير محاليل ألجينات الصوديوم (2.0٪ وزن / حجم) والصبار (1.0٪ وزن / حجم) عن طريق إذابتها في الماء المقطر.
  2. أضف 200 مجم من حمض الفوسيديك إلى محلول ألجينات الصوديوم وحركه لمدة 1 ساعة.
  3. أضف الجلسرين إلى محلول الجينات بتركيزات 10٪ و 12٪ و 14٪ (وزن / وزن ، بناء على كتلة الألجينات).
  4. اجمع بين محاليل الجينات والصبار لتحقيق نسب الجينات / الصبار النهائية (v / v) 100: 0 و 90:10 و 80:20 و 75:25.
  5. صب 25 مل من كل خليط في أطباق بتري زجاجية (100 مم × 20 مم) واتركها لتجف في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) والرطوبة الخاضعة للرقابة (50٪) لمدة يومين.
  6. اغمر الأغشية المجففة في محلول مائي من كلوريد الكالسيوم (CaCl2) (5.0٪ وزن / حجم) لمدة 5 دقائق للحصول على أغشية الهيدروجيل.
  7. اغسل الأغشية الناتجة بالماء المقطر وجففها في درجة حرارة الغرفة قبل الاستخدام.

2. تحديد سمك الفيلم

  1. استخدم ميكرومتر رقمي لقياس سمك الفيلم11.
  2. خذ القياسات في خمس نقاط مميزة عبر الفيلم.
  3. سجل القياسات التي تم الحصول عليها من كل نقطة.
  4. احسب متوسط سمك الفيلم بناء على القياسات التي تم إجراؤها.

3. تحديد مؤشر التورم

  1. قطع عينات الفيلم إلى مربعات 2 سم × 2 سم باستخدام سكين المختبر.
  2. قم بوزن كل عينة بدقة.
  3. انقع العينات في المخزن المؤقت PBS (درجة الحموضة 6.8) في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة.
  4. امتصاص أي ماء زائد على سطح الفيلم باستخدام ورق الترشيح.
  5. قم بوزن العينات مرة أخرى.
  6. قم بوزن الأفلام على فترات زمنية مختلفة. احسب قدرة التورم باستخدام المعادلة التالية:
    figure-protocol-1
    ملاحظة: يمثل Wh الوزن المائي للعينة ، ويتوافق Wd مع الوزن الجاف للعينة.

4. نفاذية بخار الماء أو اختبار الانسداد

  1. قم بتغطية فتحة دورق زجاجي يحتوي على 50 مل من الماء بورق ترشيح11.
  2. قم بتطبيق محلول تشكيل فيلم على إحدى الأوراق واسمح لها بتطوير فيلم.
  3. قم بتخزين الدورق في درجة حرارة الغرفة والرطوبة.
  4. قم بتقييم نفاذية الفيلم للماء بناء على انخفاض وزن الماء داخل الدرق.
  5. لتحديد تقييم نفاذية بخار الماء لفيلم الهيدروجيل المحضر ، استخدم الصيغة التالية:
    figure-protocol-2
    ملاحظة: يقيس عامل الانسداد ، F ، نفاذية الفيلم. يتم تحديده عن طريق حساب الفرق في وزن الماء بين دورق زجاجي مغطى بورق ترشيح بدون فيلم ودورق زجاجي مغطى بورق ترشيح مطلي بالفيلم. تشير قيمة عامل الانسداد الأصغر إلى نفاذية أكبر للفيلم.

5. التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR)

  1. ضع عينة الهيدروجيل على بلورة ATR لآلة التحليل الطيفي FTIR.
  2. اضبط نطاق الرقم الموجي على 4000-400 سم −1.
  3. اضبط معدل المسح الضوئي على 60 عملية مسح لكل عينة.
  4. اضبط الدقة على 4 سم −1.
  5. سجل خلفية هوائية قبل كل تشغيل عينة.
  6. قم بإجراء التحليل لكل عينة هيدروجيل على حدة.
  7. تحليل أطياف FTIR لكل عينة هيدروجيل لتأكيد المجموعات الوظيفية وفحص التفاعلات بين جميع المكونات12.
  8. كرر تحليل الصبار الخام وألجينات الصوديوم والجلسرين وحمض الفوسيديك بشكل منفصل.

6. كالوريمتر المسح التفاضلي (DSC)

  1. استخدم أداة تحليل حراري متاحة تجاريا للحصول على الملامح الحرارية.
  2. اصنع عينات القياس من قطع دائرية متعددة مقطوعة من فيلم البوليمر.
  3. تحقق من نطاق درجة الحرارة من 25-230 درجة مئوية.
  4. اضبط معدل التسخين / التبريد على 20 درجة مئوية / دقيقة.
  5. قم بإجراء معايرة درجة الحرارة والمحتوى الحراري باستخدام الإنديوم القياسي مع البرامج المتوافقة.

7. اختبار إطلاق المخدرات

  1. قم بإعداد محلول 50 مل PBS (الرقم الهيدروجيني = 7.4) كوسيط الذوبان.
  2. اغمر أغشية الهيدروجيل في PBS عند 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة مع التقليب بمعدل 50 دورة في الدقيقة.
  3. على فترات محددة مسبقا ، اجمع 2 مل من العينات.
  4. تمييع وتصفية العينات التي تم جمعها من خلال مرشح حقنة.
  5. قم بتجديد حجم مكافئ من PBS على الفور.
  6. تقييم تركيزات حمض الفوسيديك المنبعث باستخدام مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية ، وقياس الامتصاص عند 285 نانومتر.
  7. قم بتقييم حركية إطلاق حمض الفوسيديك باستخدام نماذج الترتيب الصفري ، من الدرجة الأولى ، Higuchi ، و Korsmeyer-Peppas4.

النتائج

تحضير فيلم هيدروجيل الألجينات / الصبار
تم استخدام نسب مختلفة من ألجينات الصوديوم والصبار والجلسرين لتحضير تركيبة فيلم الهيدروجيل. تم إجراء التحضير والتقييم النهائي للتركيبات فقط باستخدام 10٪ من الجلسرين (وزن / وزن من الألجينات). يوضح الشكل 1 فيلم الهيدروجيل بنسب مختلفة من الصبار . تم إجراء هذا الاختيار لأن نسب الجلسرين الأخرى لم توفر الالتصاق والمرونة اللازمة ، مما أدى إلى تشكيل أغشية بشكل غير صحيح. كان الالتصاق القوي والمرونة للأغشية بسبب وجود ألجينات الصوديوم والجلسرين. لم تغير إضافة الصبار المظهر ولكنها أثرت على لزوجة المحاليل أثناء التحضير.

سمك
يتم عرض نتائج السماكة في الجدول 1. عينة التحكم A ، التي تحتوي على الجينات فقط ، كان سمكها 0.11 مم. مع زيادة نسبة الصبار في العينات B و C ، زاد سمك الفيلم ، حيث بلغ 0.13 مم و 0.12 مم على التوالي. ومع ذلك ، فإن العينة D ، التي تحتوي على أعلى نسبة من الصبار ، كانت تحتوي على أنحف طبقة عند 0.09 مم. بناء على هذه النتائج ، يبدو أن إضافة الصبار قد يكون له بعض التأثير على سمك الفيلم إلى حد ما.

مؤشر التورم
يعد تقييم قدرة الهلاميات المائية على امتصاص السوائل المختلفة جانبا رئيسيا من هذا البحث. ينصب التركيز على فهم قدرة البوليمرات على الانتفاخ في ظل ظروف مختلفة. كما هو موضح في الشكل 2 ، تكشف نتائج مؤشر التورم بمرور الوقت عن تأثير تركيزات الصبار المتفاوتة على قدرة امتصاص الماء للأغشية القائمة على الألجينات. أظهر الفيلم الذي يحتوي على 0٪ من الصبار (A) أدنى مؤشر تورم بعد 24 ساعة (364.8٪). في المقابل ، أظهرت العينات التي تحتوي على زيادة محتوى الصبار مؤشرات تورم أعلى بشكل تدريجي ، حيث وصل فيلم 25:75 (D) إلى أعلى قيمة تبلغ حوالي 549٪. تشير هذه النتائج إلى أن الخصائص المحبة للماء للصبار تلعب دورا مهما في تعزيز سلوك تورم الأفلام. يوضح الشكل 3 فيلم الهيدروجيل قبل التورم وبعده.

نفاذية بخار الماء أو اختبار الانسداد
تم تقييم نفاذية بخار الماء للأغشية من خلال مقارنة كمية الماء في الدورق مع وبدون الأغشية. وفقا للنتائج الموضحة في الجدول 2 ، لم تظهر عينة التحكم التي لا تحتوي على الصبار أي تأثير انسداد ، بينما أظهرت العينات الأخرى زيادة في عامل الانسداد عند إضافة الصبار. كان للعينة B عامل انسداد 13.2 ، بينما كان للعينتين C و D أعلى عامل انسداد يبلغ 20. يشير هذا إلى أن إضافة الصبار ساعدت في تقليل نفاذية بخار الماء (WVP) لأغشية الألجينات.

التحليل الهيكلي بواسطة FTIR
يوضح الشكل 4 أطياف FTIR لتركيبات الهيدروجيل التي تحتوي على حمض الفوسيديك ، جنبا إلى جنب مع أطياف المواد الخام ، بما في ذلك ألجينات الصوديوم ، والصبار ، والجلسرين ، وحمض الفوسيديك. تظهر أطياف تركيبة الهيدروجيل نطاق امتصاص واسع حوالي 3200-3400 سم −1 وشريط عند حوالي 1636 سم −1 ، وهو ما يتوافق مع تمدد مجموعات O-H المنسوبة إلى ألجينات الصوديوم ، والصبار ، والجلسرين ، بالإضافة إلى اهتزاز التمدد غير المتماثل لمجموعات الجينات COO ، على التوالي13. بالإضافة إلى ذلك ، تعكس ذروة الامتصاص عند حوالي 1330-1340 سم −1 اهتزاز الانحناء لمجموعة C-H ، بينما ترتبط الذروة عند 1171 سم −1 باهتزاز تمدد CO لألجينات الصوديوم.

كالوريمتر المسح التفاضلي (DSC)
تم استخدام كالوريمتر المسح التفاضلي (DSC) لتحليل السلوك الحراري لألجينات الصوديوم ، والصبار ، وحمض الفوسيديك النقي ، وفيلم الهيدروجيل المحمل بالدواء. أظهر الرسم الحراري لألجينات الصوديوم ذروة ماص للحرارة عند حوالي 132 درجة مئوية (كما هو موضح في الشكل 5). من ناحية أخرى ، أظهر مخطط حرارة الصبار قمم متعددة. أظهر تحليل DSC لحمض الفوسيديك النقي ذروة حادة ومحددة جيدا للماص عند 184.5 درجة مئوية. بالنسبة لفيلم الهيدروجيل المحمل بالمخدرات ، تم اكتشاف ذروة عريضة فقط بين 103 درجة مئوية و 170 درجة مئوية ، تفتقر إلى أي قمم انصهار للمكونات أو الدواء.

الإفراج عن الدواء
تم فحص إطلاق الدواء في المختبر لجميع العينات على مدار 24 ساعة باستخدام محلول PBS عند درجة الحموضة 7.4. أظهرت عينات الفيلم إطلاقا تدريجيا للدواء ، على الأرجح بسبب بنية الهيدروجيل المضغوطة. أظهرت العينات التي تحتوي على الصبار 89.7٪ إلى 93٪ من إفراز حمض الفوسيديك في غضون 12 ساعة ، بينما أطلق فيلم التحكم الذي لا يحتوي على الصبار جميع الأدوية بعد 12 ساعة ، كما هو موضح في الشكل 6. تم تقييم نماذج حركية مختلفة للإصدار لحمض الفوسيديك. وترد النتائج في الجدول 3. كانت نتائج إطلاق الدواء مناسبة بشكل أفضل مع نموذج الإطلاق الصفري ، والذي أظهر أعلى قيم R2 .

figure-results-1
الشكل 1: المظهر المادي لأغشية الهيدروجيل المحملة بحمض الفوسيديك. صور فوتوغرافية لأفلام هيدروجيل الألجينات / الصبار المحملة بحمض الفوسيديك بنسب مختلفة: (أ) 100: 0 ، (ب) 90:10 ، (ج) 80:20 ، و (د) 75:25 ، لوحظت تحت تكبير 4x. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: مؤشر تورم أفلام الهيدروجيل. النسبة المئوية لمؤشر التورم لأغشية هيدروجيل الألجينات / الصبار المحملة بحمض الفوسيديك بنسب مختلفة: (أ) 100: 0 ، (ب) 90:10 ، (ج) 80:20 ، و (د) 75:25. تمثل أشرطة الخطأ الانحراف المعياري (SD) ، n = 3. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: فيلم هيدروجيل قبل وبعد التورم. مقارنة بين فيلم الهيدروجيل (A) قبل وبعد التورم ، مما يوضح التغيرات في المظهر الجسدي بسبب عملية التورم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: تحليل طيف FTIR. أطياف FTIR لمختلف المكونات والتركيبات: (أ) حمض الفوسيديك ، (ب) ألجينات الصوديوم ، (ج) الصبار ، (د) الجلسرين ، (ه) التركيبة 100: 0 ، (F) التركيبة 90:10 ، (G) الصيغة 80:20 ، و (H) الصيغة 75:25. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5
الشكل 5: مخطط الحرارة DSC لتركيبات الهيدروجيل. مخططات الحرارة لقياس السعرات الحرارية للمسح الضوئي التفاضلي (DSC) لتركيبة الهيدروجيل وحمض الفوسيديك والألجينات والصبار ، مما يدل على الخصائص الحرارية والانتقالات. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-6
الشكل 6: إطلاق الدواء التراكمي من أغشية الهيدروجيل. إطلاق الدواء التراكمي من أغشية هيدروجيل الألجينات / الصبار المحملة بحمض الفوسيديك بنسب مختلفة: (أ) 100: 0 ، (ب) 90:10 ، (ج) 80:20 ، و (د) 75:25. تمثل أشرطة الخطأ الانحراف المعياري (SD) ، مع n = 3. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

عينات الفيلمسمك (مم)
أ (100:0)0.11 ± 0.01
ب (90:10)0.13 ± 0.01
ج (80:20)0.12 ± 0.01
د (75:25)0.09 ± 0.01

الجدول 1: سمك تركيبات فيلم الهيدروجيل. قياسات سمك تركيبات مختلفة من فيلم الهيدروجيل الألجينات / الصبار ، مع n = 3.

العيناتتقليل حجم الماء (مل)عامل الانسداد
تحكم2.50 ± 0.00-
أ (100:0)2.50 ± 0.410
ب (90:10)2.17 ± 0.2413.2 ± 0.5
ج (80:20)2.00 ± 0.1120.0 ± 0.3*
د (75:25)2.00 ± 0.0220.0 ± 0.21*

الجدول 2: انخفاض حجم المياه وعامل الانسداد. بيانات عن انخفاض حجم الماء (مل) وعامل الانسداد لتركيبات فيلم هيدروجيل الألجينات / الصبار ، مع n = 3. * ص≤ 0.005.

طلب صفرالطلب الأولكورسماير بيباسهيغوتشي
F1 (100:0)ص20.9950.66070.99250.9142
F2 (90:10)ص20.9950.6670.99170.9141
F3 (80:20)ص20.9950.66740.99170.9141
F4 (75:25)ص20.9950.66740.99170.9141

الجدول 3: حركية الافراج عن حمض الفوسيديك. معاملات الارتباط وإطلاق حركية حمض الفوسيديك من تركيبات الهيدروجيل ، مما يدل على النماذج الرياضية المستخدمة في التحليل.

المناقشة

تم دمج حمض الفوسيديك في أغشية الهيدروجيل الجينات بنسب مختلفة من الصبار والجلسرين. لم يؤثر وجود الصبار على المظهر ، ولكن لوحظ انخفاض في اللزوجة في المحاليل التي تحتوي على الصبار أثناء التحضير. تشير نتائج اختبار السماكة إلى أن إدراج الصبار قد يكون له بعض التأثير على سمك الفيلم إلى حد ما ، لكنه لا يعتبر مهما. بشكل عام ، لا يوجد سمك مثالي واحد يناسب جميع التطبيقات. ومع ذلك ، أشارت الأبحاث إلى أن الخصائص اللاصقة والميكانيكية للأغشية تتأثر بالسمك ، حيث من المحتمل أن تؤدي الأغشية الرقيقة إلى معدلات انتقال أسرع لبخار الماء وصيانة أفضل للبيئة الرطبة لالتئام الجروح14.

تعد الدراسة حول قدرة تورم الهلاميات المائية محورا رئيسيا للبحث ، حيث تهدف إلى تقييم قدرة البوليمرات على امتصاص السوائل المختلفة. تشير النتائج إلى أن الخصائص المحبة للماء للصبار تساهم بشكل كبير في تحسين سلوك تورم الفيلم. تشير مؤشرات التورم المتزايدة إلى أن الصبار سهل امتصاص الماء بشكل أكبر ، ربما عن طريق الاحتفاظ بالرطوبة وإنشاء بنية رطبة تشبه الهلام داخل مصفوفة الفيلم15. قد يكون سلوك التورم الملحوظ لأغشية الهيدروجيل ناتجا عن محتوى عديد السكاريد في الصبار. عند المستويات المنخفضة ، قد تعيق السكريات الاتصال بين سلاسل الجينات ، مما يؤدي إلى بنية أقل إحكاما وربما تورم أولي أقل. ومع ذلك ، عند التركيزات العالية ، يمكن أن تساعد هذه السكريات في الارتباط المتقاطع ، مما يخلق شبكة أكثر كثافة قادرة على الاحتفاظ بالمزيد من الماء وزيادة مؤشر التورم16.

يتم تحديد نفاذية بخار الماء في الفيلم الصالح للأكل (WVP) من خلال نسبة المجموعات المحبة للماء وغير المحبة للماء الموجودة في الفيلم. تلعب هذه النسبة دورا رئيسيا في كيفية تفاعل مصفوفة الفيلم مع جزيئات الماء17. أدى دمج الصبار إلى تقليل WVP لأفلام الجينات. تم الحصول على نتائج مماثلة في دراسة أخرى تبحث في تأثير تركيزات مستخلص الشيتوزان والصبار على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأغشية الحيوية للشيتوزان ، حيث تم الإبلاغ عن انخفاض في نفاذية بخار الماء مع إضافة الصبار18. قد ينتج تقليل WVP عن التفاعل بين السكريات الجزيئية كبيرة الحجم الموجودة في الصبار والجينات ، مما يقلل من إجمالي المساحة بين الجزيئات المتاحة لحركةالمياه 19. نتيجة لذلك ، على الرغم من أن التأثير ضئيل ، إلا أن أفلام الهيدروجيل التي تحتوي على الصبار أظهرت تأثيرا مسدودا محسنا مقارنة بفيلم التحكم. يمكن أن يخلق هذا بيئة أكثر دفئا ورطوبة داخل موقع الجرح ، مما قد يساعد في التئام الجروح عن طريق تقليل نخر الأنسجة وتسهيل اتصال الخلايا20.

أظهرت جميع عينات فيلم الهيدروجيل إطلاقا تدريجيا للدواء ، ويرجع على الأرجح إلى الهيكل المضغوط للهلامياتالمائية 21. تظهر النتائج أن الزيادة في محتوى الصبار تؤدي إلى تباطؤ طفيف في إطلاق الدواء ، مما يعزز تأثير إطلاق الدواء لفترة طويلة. يتماشى هذا مع النتائج التي توصل إليها محمود وآخرون ، مما يشير إلى أن استخدام الشبكات البوليمرية القائمة على الصبار يوفر طريقة فعالة لتحقيق توصيل الدواء المستدام22. يعد تحليل FTIR ضروريا لتحديد الجزيئات الكيميائية المغلفة بسرعة وكفاءة. إنه ذو قيمة خاصة لفحص التغيرات الكيميائية داخل البوليمرات ، مثل التغيرات في أشرطة التمدد أو الانحناء الناتجة عن دمج الدواء23. تم العثور على جميع القمم المرتبطة بحمض الفوسيديك غائبة في جميع الهلاميات المائية المحملة بحمض الفوسيديك ، مما يشير إلى الدمج الناجح لحمض الفوسيديك في الهلاميات المائية. وفقا للنتائج الموضحة في الشكل 4 ، أظهر فيلم الهيدروجيل المحمل بحمض الفوسيديك ذروة عريضة بين 103 درجة مئوية إلى 170 درجة مئوية ، مع عدم وجود مكونات واضحة أو قمم ذوبان الأدوية. يشير هذا إلى أن الدواء والمكونات قد تم توزيعها بالتساوي داخل الهيدروجيل على المستوى الجزيئي ، مما يشير إلى أن نظام الهيدروجيل قد تم تشكيله بنجاح وأن المكونات قد تم دمجها جيدا في شبكة البوليمر الصلبة المتشابكة للهيدروجيل22. تم تحديد حركية إطلاق حمض الفوسيديك بناء على أعلى قيم معامل الانحدار (R2) 23. تشير نتائج قيم R2 إلى أن نموذج الترتيب الصفري يصف بشكل أكثر دقة إطلاق حمض الفوسيديك من البوليمر ، مما يشير إلى معدل إطلاق ثابت مستقل عن كمية الدواء المتبقية. يتوافق هذا مع التطبيقات المعروفة لحركية الترتيب الصفري في أنظمة الإطلاق المعدلة ، مثل البقع عبر الجلد ، حيث ينتشر الدواء من خلال غشاء بوليمر بمعدل ثابت. أنظمة توصيل الأدوية بدون طلب لديها القدرة على تحسين امتثال المريض وتقليل الآثار الجانبية الضارة بسبب الجرعات المتكررة24،25. تم الإبلاغ عن أغشية هيدروجيل الجينات / الشيتوزان المتشابكة مع 0.5 متر من CaCl2 تظهر حركية الإطلاق الصفري سابقا. أدى خفض الربط المتقاطع CaCl2 إلى التحول من ترتيب الصفر إلى طراز Korsmeyer-Peppas26.

القيود
في حين أن صب المذيبات والربط المتبادل مع CaCl2 يوفران نهجا بسيطا لإعداد فيلم الهيدروجيل ، إلا أن لهما قيودا. يمكن أن تؤثر عوامل مثل تركيز CaCl2 وتكوين الجينات وظروف الصب على الربط المتقاطع بينما قد يكون تحقيق التحكم الدقيق أمرا صعبا. تم الإبلاغ عن الارتباط المتبادل المفرط مع CaCl2 يؤدي إلى أغشية هشة معرضة للتشقق أو الانكسار. قد تختلف الخواص الميكانيكية (القوة والمرونة) للأغشية اعتمادا على درجة الربط المتقاطع الذي تم تحقيقه ، مما يؤدي إلى عدم الاتساق27،28. في الختام ، هناك عدد من القيود المتعلقة بالقوة الميكانيكية ، وحساسية الماء ، والتوحيد ، وظروف المعالجة ، والالتصاق ، وخصائص الحاجز ، والتأثير البيئي التي يجب تقييمها بعناية اعتمادا على التطبيق المقصود للأفلام ، على الرغم من أن صب المذيبات مع الجينات والصبار يوفر مزايا مثل التوافق الحيوي والنشاط الحيوي المحتمل. علاوة على ذلك ، فإن بساطة طريقة صب المذيبات تجعلها خيارا جيدا للإنتاج على نطاق المختبر. لذلك ، من أجل ضمان تبخر المذيبات المناسب وتكوين الفيلم على مساحة سطح أكبر ، يمكن أن يتطلب التوسع بعض الأدوات والتعديلات.

الإفصاحات

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

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.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
Aloe vera< / em>مورد محلي ، كوالالمبور ، ماليزياكان لحاء الصبار الخام وأعد المواد في مختبرنا
كلوريد الكالسيومR & M الكيميائية
المسح التفاضلي كالوريمترNetzsch-GruppeDSC 300 Caliris
FTIR التحليل الطيفيPerkin Elmer107914
Fusidic AcidSigma-Aldrich ، سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة الأمريكيةPHR2810المواد المرجعية المعتمدة ، المعيار الثانوي الصيدلاني
Glycerin   ؛سيجما ألدريتش ، سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة الأمريكيةPHR1020الأمريكية دستور الأدوية (USP) مقياس
برغي قياسيميكرومتر Blomker Industries ، ماليزيا
NETZSCH proteus software  ؛Netzsch-GruppeDSC 300 Caliris
Phosphate Buffer SalineSigma-Aldrich ، سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة الأمريكيةP4417أقراص
ألجينات الصوديومSigma-Aldrich ، سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة الأمريكيةW201502
أداة التحليل الحراري  ؛ NETZSCH DSC كاليریس
الأشعة فوق البنفسجية الطيف الضوئي / خط الأشعة فوق البنفسجية - 9400 &NBSP ؛سيكومام/ 8512047
الولايات المتحدة

المراجع

  1. Bandyopadhyay, D. Topical antibacterials in dermatology. Indian J Dermatol. 66 (2), 117-125 (2021).
  2. Williamson, D. A., Carter, G. P., Howden, B. P. Current and emerging topical antibacterials and antiseptics: agents, action, and resistance patterns. Clin Microbiol Rev. 30, 827-860 (2017).
  3. Bonamonte, D., Belloni Fortina, A., Neri, L., Patrizi, A. Fusidic acid in skin infections and infected atopic eczema. G Ital Dermatol Venereol. 149 (4), 453-459 (2014).
  4. Curbete, M. M., Nunes, R. A. Critical review of the properties of fusidic acid and analytical methods for its determination. Crit Rev Anal Chem. 46 (4), 352-360 (2015).
  5. Zhao, C., Zhou, L., Chiao, M., Yang, W. Antibacterial hydrogel coating: Strategies in surface chemistry. Adv Colloid Interface. 285, 102280-102280 (2020).
  6. Ahmed, E. M. Hydrogel- Preparation, characterization, and applications: A review. J Adv Res. 6, 105-121 (2015).
  7. Stan, D., et al. Wound healing applications of creams and "smart" hydrogels. Exp Dermatol. 30 (9), 1218-1232 (2021).
  8. Cole, L., Heard, C. M. Skin permeation enhancement potential of Aloe vera and a proposed mechanism of action based upon size exclusion and pull effect. Int J Pharm. 333 (1-2), 10-16 (2007).
  9. Sharma, K., Mittal, A., Chauhan, N. Aloe vera as penetration enhancer. Int J Drug Dev Res. 7, 31-43 (2015).
  10. Parhi, R., Suresh, P., Mondal, S., Kumar, P. M. Novel penetration enhancers for skin applications: A Review. Curr Drug Deliv. 9 (2), 219-230 (2012).
  11. Hadi, A., Nawab, A., Alam, F., Zehra, K. Alginate/Aloe vera films reinforced with tragacanth gum. Food Chemistry: Mol Sci. 30 (4), 100105(2022).
  12. Gull, N., et al. In vitro study of chitosan-based multi-responsive hydrogels as drug release vehicles: a preclinical study. RSC Adv. 9 (53), 31078-31091 (2019).
  13. Ciarleglio, G., Cinti, F., Toto, E., Santonicola, M. G. Synthesis and characterization of alginate gel beads with embedded zeolite structures as carriers of hydrophobic curcumin. Gels. 9 (9), 714(2023).
  14. Dong, H., et al. Smart polycationic hydrogel dressing for dynamic wound healing. Small. 18 (25), 2201620(2022).
  15. Giz, A. S., et al. A detailed investigation of the effect of calcium cross-linking and glycerol plasticizing on the physical properties of alginate films. Int J Biol Macromol. 148, 49-55 (2020).
  16. Fadhilah, S., Aisyah, N., Mohd, N., Mat, K. A. Sodium alginate film: The effect of crosslinker on physical and mechanical properties. IOP Conf Ser Mater Sci. 509, 012063(2019).
  17. Kudłacik-Kramarczyk, S., et al. Investigations on the impact of the introduction of the Aloe vera into the hydrogel matrix on cytotoxic and hydrophilic properties of these systems considered as potential wound dressings. Mater Sci Eng C. 123, 111977(2021).
  18. Pereira, R., et al. Development of novel alginate based hydrogel films for wound healing applications. Int J Biol Macromol. 52, 221-230 (2013).
  19. Hadi, A., Nawab, A., Alam, F., Zehra, K. Physical, mechanical, optical, barrier, and antioxidant properties of sodium alginate-Aloe vera biocomposite film. J Food Process. 45 (5), e15444(2021).
  20. Yoshida, C. M., et al. Effect of chitosan and Aloe vera extract concentrations on the physicochemical properties of chitosan biofilms. Polymers. 13 (8), 1187(2021).
  21. Nuutila, K., Eriksson, E. Moist wound healing with commonly available dressings. Adv Wound Care. 10 (12), 685-698 (2021).
  22. Naeem, F., et al. pH-responsive cross-linked polymeric matrices based on natural polymers: effect of process variables on swelling characterization and drug delivery properties. BioImpacts: BI. 7 (3), 177(2017).
  23. Mahmood, A., et al. Aloe vera-based polymeric network: A promising approach for sustained drug delivery, development, characterization, and in vitro evaluation. Gels. 9 (6), 474(2023).
  24. Kamaraj, N., Rajaguru, P. Y., Issac, P., Sundaresan, S. Fabrication, characterization, in vitro drug release and glucose uptake activity of 14-deoxy, 11, 12-didehydroandrographolide loaded polycaprolactone nanoparticles. Asian J Pharm Sci. 11 (4), 353-362 (2017).
  25. Chalitangkoon, J., Wongkittisin, M., Monvisade, P. Silver loaded hydroxyethylacryl chitosan/sodium alginate hydrogel films for controlled drug release wound dressings. Int J Biol Macromol. 159, 194-203 (2020).
  26. Laracuente, M. L., Yu, M. H., McHugh, K. J. Zero-order drug delivery: State of the art and future prospects. J Control Release. 327, 834-856 (2020).
  27. Wang, Y., et al. A sustained zero-order release carrier for long-acting, peakless basal insulin therapy. J Mater Chem B. 8 (9), 1952-1959 (2020).
  28. Unagolla, J. M., Jayasuriya, A. C. Drug transport mechanisms and in vitro release kinetics of vancomycin encapsulated chitosan-alginate polyelectrolyte microparticles as a controlled drug delivery system. Eur J Pharm Sci. 114, 199-209 (2018).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

FTIR

مقالات ذات صلة