مقالة بحثية

حوامل دهنية نانوية البنية محملة بالهيدروكسي يوريا لتعزيز توصيل الدواء والسمية الخلوية في المختبر

18 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/73012

⸱

سبتمبر 22, 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, Jazan University, 2School of Health Sciences, University of Petroleum and Energy Studies, 3Center for Global Health Research, Saveetha Medical College, and Hospitals, Saveetha Institute of Medical and Technical Sciences, Saveetha University

في هذه المقالة

ملخص

طورت هذه الدراسة حاملات دهنية نانوية البنية (NLCs) محملة بالهيدروكسي يوريا، وقامت بتقييم خصائصها ونشاطها المضاد للسرطان في المختبر. أظهرت NX-ST كفاءة تغليف عالية، وإطلاقاً منضبطاً، وسمية خلوية أكبر ضد خلايا MCF-7 (IC₅₀ = 225 µg/mL) مقارنة بالهيدروكسي يوريا الحر (IC₅₀ = 722.57 µg/mL).

الملخص

يُعد الهيدروكسي يوريا (HU) دواءً معروفاً مضاداً للسرطان يُستخدم لعلاج ابيضاض الدم النقوي المزمن، إلا أن فعاليته العلاجية محدودة بسبب التصفية السريعة، والتوافر الحيوي المتغير، والسمية المرتبطة بالجرعة. هدفت هذه الدراسة إلى تحسين إيصال HU عن طريق تطوير حاملات دهنية نانوية البنية (NLCs) محملة بالهيدروكسي يوريا باستخدام تركيبات مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي. تم تحضير ثلاث تركيبات، وهي NX-ST (Tween 80–SDS) وNX-CT (Cremophor EL–Tween 80) وNX-CS (Cremophor EL–SDS)، وتقييمها من حيث حجم الجسيمات، ومؤشر تشتت الحجم (PDI)، وجهد زيتا، وكفاءة التغليف (EE)، والنشاط السام للخلايا. أظهرت التركيبات أحجام جسيمات بمقياس النانو (67.377 إلى 110 nm)، ومؤشر PDI مقبول (<0.35)، وجهد زيتا مرتفع (-30.033 إلى -46.433 mV)، وكفاءة تغليف جيدة (78.189 إلى 86.626%)، مما يشير إلى استقرار التركيبات. وأظهر ملف الإطلاق زيادة خطية تقريباً خلال الفترة من 0.5 إلى 6 h، تلاها مرحلة من الاستقرار. كما أظهرت دراسات السمية الخلوية نشاطاً مضاداً للسرطان معززاً مقارنة بـ HU الحر (IC₅₀ = 722.57 µg/mL). وأظهرت التركيبة NX-ST أعلى سمية خلوية (IC₅₀ = 225 ± 21.47 µg/mL)، وهو ما يتفق مع تحسين إيصال الدواء؛ ويُستدل على مساهمة تحسين الامتصاص الخلوي دون قياسه مباشرة في هذه الدراسة. لقد أدت تركيبات NLC المدروسة، وخاصة NX-ST، إلى تعزيز الأداء العلاجي لـ HU بفعالية من خلال تحسين الاستقرار، وكفاءة الإيصال، والنشاط المضاد للسرطان.

المقدمة

لا يزال السرطان أحد الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع أنحاء العالم، حيث سُجل ما يقرب من 20 مليون حالة جديدة و9.7 مليون حالة وفاة مرتبطة بالسرطان في عام 2022. ومن المتوقع أن ترتفع هذه الأرقام بشكل ملحوظ بحلول عام 2040، لتصل إلى 29.9 مليون حالة جديدة و15.3 مليون حالة وفاة مرتبطة بالسرطان سنوياً1,2. تعتمد معظم أنظمة الأدوية الحالية المضادة للسرطان على مركبات شديدة السمية، إلا أن سميتها الجهازية تحد من التركيزات العلاجية التي يمكن أن تصل بفعالية إلى الأنسجة السرطانية3. وللتغلب على هذا التحدي، يستكشف الباحثون طرقاً مبتكرة لإيصال الأدوية بهدف تعزيز استهداف الأورام وتحسين المؤشر العلاجي للعلاج الكيميائي.

يعد تطوير أنظمة متقدمة لإيصال الأدوية لتعزيز الفعالية العلاجية مع تقليل الآثار الجانبية للأدوية المضادة للسرطان مجالاً حيوياً في أبحاث الأورام. وقد كان الهيدروكسي يوريا (HU)، وهو عامل كيميائي وعامل مضاد للأورام معروف، حجر الزاوية في علاج مرض الخلايا المنجلية، وابيضاض الدم النقوي المزمن، وبعض الأورام الصلبة، وذلك لقدرته على زيادة إنتاج الهيموجلوبين الجنيني وتثبيط تخليق DNA من خلال استهداف إنزيم ribonucleotide reductase4,5. وعلى الرغم من فعاليته السريرية، فإن الإمكانات العلاجية لـ HU تعوقها تحديات مثل التصفية السريعة، والتوافر الحيوي المتغير، والمؤشر العلاجي الضيق، مما يؤدي غالباً إلى حركية دوائية متغيرة وتسممات تعتمد على الجرعة، بما في ذلك تثبيط نخاع العظم، واضطرابات الجهاز الهضمي، واحتمالية الإصابة بأورام خبيثة ثانوية6,7. ولمعالجة هذه القصور، ظهرت أنظمة متقدمة لإيصال الأدوية، بما في ذلك الحوامل الدهنية ذات البنية النانوية (NLCs)، كاستراتيجيات واعدة لتعزيز استقرار الهيدروكسي يوريا وذوبانه وتحرره المنضبط، مما يؤدي بدوره إلى تحسين ملف السلامة والفعالية الخاص به8.

تعد الناقلات الدهنية النانوية المهجنة (NLCs) نوعاً من الجسيمات النانوية القائمة على الدهون والتي توفر مزايا عديدة مقارنة بأنظمة إيصال الأدوية التقليدية. وهي تتكون من مصفوفة دهنية صلبة يتم تثبيتها بواسطة مواد خافضة للتوتر السطحي، ويمكنها تغليف الأدوية المحبة للماء والمحبة للدهون على حد سواء. وتسمح هذه البنية الفريدة بتحسين قدرة تحميل الدواء، والتحكم في إطلاقه، وتعزيز استقراره9,10. وعادةً ما تتضمن عملية تحضير NLCs تقنيات مثل التجانس عالي الضغط والمعالجة بالموجات فوق الصوتية، والتي تسهل تكوين جسيمات نانوية ذات توزيع ضيق للحجم وكفاءة تغليف عالية11,12. ولا يعمل تغليف الدواء داخل NLCs على تعزيز ذوبانيته واستقراره فحسب، بل يسهل أيضاً الإيصال الموجه إلى الخلايا السرطانية، مما يقلل من الآثار الجانبية خارج الهدف. وقد أظهرت الدراسات الحديثة قدرة NLCs المحملة بالأدوية على تحسين المؤشر العلاجي وخصائص الإطلاق المستدام للدواء13,9. وتعد آلية الإطلاق المنضبط هذه ضرورية للحفاظ على تركيزات دوائية علاجية لفترات ممتدة، مما يقلل من عدد مرات الإعطاء ويحسن امتثال المريض14. وقد أثبتت الدراسات أن NLCs المحملة بأدوية مضادة للسرطان مثل gefitinib15 وcapecitabine16 وimatinib14 تعزز بشكل كبير من فعالية الدواء عن طريق تحسين الامتصاص الخلوي والتراكم في الخلايا السرطانية. فعلى سبيل المثال، أظهرت NLCs المحملة بـ gefitinib زيادة بمقدار 4.5 ضعف في السمية الخلوية ضد الخلايا السرطانية مقارنة بالدواء الحر، مما يسلط الضوء على إمكانات NLCs في تعزيز المؤشر العلاجي لمثبطات تيروزين كيناز المستخدمة في علاج سرطان الرئة غير صغير الخلايا وسرطان القولون والمستقيم. وبالمثل، تعمل NLCs المحملة بـ capecitabine على تحسين استقرار الدواء وإطلاقه المنضبط، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على التركيزات العلاجية وتقليل السمية الجهازية. كما تستفيد NLCs المحملة بـ imatinib من تعزيز الإيصال الموجه، مما يقلل من الآثار خارج الهدف ويحسن نتائج المرضى في علاج ابيضاض الدم النقوي المزمن. هذه الخصائص تجعل NLCs مرشحة قوية للتجارب السريرية وللتطبيقات المحتملة في الطب الشخصي من خلال تفصيل العلاجات وفقاً للملفات التعريفية الفردية للمرضى. ويعد تقييم استقرار NLCs المحملة بالأدوية جانباً هاماً آخر يؤثر على قابليتها للتطبيق السريري؛ حيث تتضمن دراسات الاستقرار غالباً تعريض التركيبات لظروف بيئية مختلفة لتقييم سلامتها الفيزيائية بمرور الوقت.

أظهرت اختبارات الثبات المتسارعة أن هذه الناقلات الدهنية النانوية ذات البنية البلورية (NLCs) تحافظ على سلامتها الهيكلية ومحتواها الدوائي لفترات ممتدة، مما يبرز إمكانية تخزينها واستخدامها على المدى الطويل4,17.

على الرغم من هذه المزايا، فإن اختيار المادة الخافضة للتوتر السطحي يؤثر بشكل كبير على الخصائص الفيزيوكيميائية وأداء الحوامل الدهنية نانوية البنية (NLCs). وتلعب أنظمة الدهون والمواد الخافضة للتوتر السطحي دوراً هاماً في تحسين استقرار الجسيمات النانوية، وتغليف الدواء، والتوافر الحيوي18,19,20. ومع ذلك، فقد بحثت دراسات محدودة في كيفية تأثير المجموعات المختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي على الخصائص الفيزيوكيميائية والنشاط السام للخلايا لـ NLCs المحملة بالهيدروكسي يوريا. وبناءً على ذلك، أُجريت هذه الدراسة لتطوير NLCs محملة بالهيدروكسي يوريا (NANOXURIA) باستخدام أنظمة مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي، ولتقييم كيفية تأثير هذه التباينات بشكل منهجي على الاستقرار الفيزيوكيميائي، وسلوك التخزين، والنشاط المضاد للسرطان. ويهدف هذا العمل، من خلال إقامة علاقة واضحة بين تصميم التركيبة والأداء العلاجي، إلى توفير نظام تشتت فعال يعتمد على الحوامل النانوية (تشتت غرواني) لتوصيف تركيبات NLCs المحملة بالهيدروكسي يوريا وتقييم تحرر الدواء في المختبر، والسمية الخلوية، واستقرار التخزين قصير المدى، مما يولد بيانات أساسية عن الخصائص الفيزيوكيميائية والأداء في المختبر لتوجيه التطوير المستقبلي لإيصال HU، دون تغيير جزيء الدواء نفسه.

البروتوكول

لم تتضمن هذه الدراسة مشاركين بشريين، أو أنسجة مشتقة من البشر، أو حيوانات حية. وقد أُجريت جميع التقييمات البيولوجية في المختبر (in vitro) باستخدام خط خلايا سرطان الثدي البشري MCF-7 المتاح تجاريًا والمستمد من مجموعة ATCC (American Type Culture Collection). وبناءً على ذلك، لم يكن الحصول على موافقة مجلس مراجعة المؤسسات (IRB) أو لجنة الأخلاقيات مطلوبًا في هذا العمل.

المواد

استُخدم كل من الهيدروكسي يوريا (HU) (بدرجة نقاء ≥99%)، ودوديسيل كبريتات الصوديوم (SDS) (أنيوني، بدرجة نقاء 90%)، وتوين-80 (T80) (غير أيوني، حمض الأوليك ≥58%)، وكريموفور EL (غير أيوني، مشتق من زيت الخروع، بدرجة نقاء ≥98%)، وحمض الستياريك (بدرجة نقاء 95–106%)، وزيت السمسم كما هي دون معالجة. وكانت جميع المواد الكيميائية والكواشف الأخرى المستخدمة من الدرجة التحليلية. تتوفر تفاصيل الموردين والكتالوجات الكاملة لجميع المواد والمعدات في جدول المواد.

تحضير ناقلات دهنية نانوية محملة بالهيدروكسي يوريا (NANOXURIA)

يتضمن تحضير NANOXURIA ثلاث خطوات، وهي تحضير الطور الدهني، ودمج العقار، وتحضير الطور المائي. تم الحصول على الطور الدهني عن طريق صهر خليط من حمض الستياريك (500 mg) وزيت السمسم (250 µl). وقد تم إجراء عملية الصهر في دورق على لوح تسخين. ثم خُلطت كمية موزونة بدقة من HU (150 mg) مع الطور الدهني. أما الطور المائي فقد تم تحضيره بإذابة المواد الخافضة للتوتر السطحي (Table 1) في الماء (Millipore) (25 mL). وسُخن محلول المادة الخافضة للتوتر السطحي إلى نفس درجة حرارة الطور الدهني (70°C) لتجنب التجمد المبكر. أُضيف الطور المائي الساخن تدريجياً إلى الطور الدهني المصهور مع التقليب بسرعة عالية باستخدام جهاز متجانس. وتم تجنيس الخليط بسرعة عالية (6,000 rpm) لمدة 20 min لتكوين مستحلب ساخن مستقر. ثم بُرّد المستحلب الساخن إلى درجة حرارة الغرفة تحت تقليب مستمر. وأثناء التبريد، يتجمد الطور الدهني، مما يؤدي إلى تكوين NLCs. تم تخزين NLCs المحملة بـ HU التي جرى تحضيرها لإجراء المزيد من التوصيف والتطبيق.

التوصيف والتقييم

حجم الجسيمات، وجهد زيتا (ZP)، ومؤشر التشتت المتعدد (PDI)

تم تحديد تحليل حجم الجسيمات ومؤشر تشتت الحجم (PDI) لـ NANOXURIA باستخدام جهاز Zetasizer Nano ZS90. يعمل هذا الجهاز وفق مبدأ تشتت الضوء الديناميكي (DLS)، والذي يقيس الحركة البراونية للجسيمات في المعلق ويربطها بقطرها الهيدروديناميكي عبر معادلة ستوكس-أينشتاين. وبالإضافة إلى الحجم ومؤشر PDI، تم تقييم شحنة السطح لـ NANOXURIA عن طريق قياس جهد زيتا (ZP) باستخدام الجهاز نفسه. وقد تم تحديد جهد زيتا باستخدام تشتت الضوء الكهربائي (ELS)، حيث يتم تحليل سرعة الجسيمات في مجال كهربائي مسلط لحساب شحنة سطحها. ويُعد هذا المعامل أمرًا بالغ الأهمية لتقييم الاستقرار الغرواني لـ NANOXURIA. أُجريت القياسات في بيئة محكومة، حيث وُضعت العينات المخففة في كوفيتات لضمان التوافق مع المتطلبات البصرية والكهربائية للجهاز. ولتعزيز دقة النتائج وقابلية تكرارها، نُفذت جميع القياسات في ثلاث مكررات.

المورفولوجيا

تَمّت دراسة مورفولوجيا NANOXURIA باستخدام مجهر إلكتروني يعمل بنمطي النفاذ والمسح. استُخدم المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) لملاحظة البنية الداخلية وشكل الجسيمات، بينما استُخدم المجهر الإلكتروني الماسح بانبعاث مجالي (FE-SEM) لفحص مورفولوجيا السطح وتوزيع الجسيمات. جُهزت العينات بشكل مناسب وحُللت عند جهود تسريع ملائمة للحصول على صور عالية الدقة. أما بالنسبة لتحضير العينات، فقد خُففت تشتتات NANOXURIA بالماء المُنقى؛ وفي حالة TEM، وُضعت قطرة من التشتت المُخفف على شبكة نحاسية مطلية بالكربون، ثم أُزيل الفائض وجُفف الغشاء بالهواء في درجة حرارة الغرفة قبل التصوير تحت فراغ عالٍ وجهد تسريع يتراوح بين 60-80 kV. وبالنسبة لـ FE-SEM، وُضعت قطرة من التشتت المُخفف على قاعدة ألومنيوم، وجُففت بالهواء، ثم غُطيت بطبقة موصلة رقيقة عن طريق الرش قبل التصوير عند (1–3 kV). وقد تم الحصول على صور مجهرية ممثلة بتكبيرات مختلفة.

تحليل كفاءة الحصر لتركيبات NANOXURIA

تَمَّ تقييم كفاءة الحصر (EE) لـ NANOXURIA باستخدام تقنية الترشيح الفائق بالطرد المركزي باستخدام مرشح طرد مركزي من نوع Amicon Ultra-2 mL (بحد قطع للوزن الجزيئي 3 kDa). وقد فصلت هذه الطريقة الـ HU غير المحصور (حوالي 6 mg في 1 mL من NANOXURIA) عن الجزء المغلف عن طريق الطرد المركزي عند 4,000 x g لمدة 20 min عند درجة حرارة 25 °C، مما ضمن عزلاً فعالاً. ثم خُففت الرشاحة، التي تحتوي على HU الحر، بالماء المُنقى وحُللت باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-visible spectrophotometer) عند طول موجي 213 nm لتقدير كمية الدواء غير المحصور، مع الاعتماد على منحنى معايرة مبني على قانون بير-لامبرت. وحُسبت نسبة % EE وفقاً للمعادلة التالية؛

figure-protocol-1

دراسة التحرر في المختبر

تَم تقييم ملف الإطلاق في المختبر لـ HU من NANOXURIA باستخدام تقنية الانتشار عبر كيس الديلزة، وهي طريقة معتمدة على نطاق واسع لتقييم الإطلاق المنضبط للدواء. نُقعت أكياس الديلزة (12–14 kDa MWCO) مسبقاً في ماء مقطر لمدة 12 h لضمان الترطيب المناسب وإزالة المواد الحافظة. أُغلق أحد طرفي كيس الديلزة بإحكام، وأُدخلت بعناية 2 mL من تركيبة NANOXURIA، ما يعادل 12 mg من HU، داخل الكيس. ثم عُقد الطرف الآخر بإحكام لمنع التسرب. غُمر كيس الديلزة في دورق يحتوي على ماء (50 mL) كوسط للإطلاق. حُفظ هذا التجهيز عند درجة حرارة 37 ± 0.5 °C لمحاكاة درجة حرارة الجسم، ورُجّ بسرعة 50 rpm باستخدام محرك مغناطيسي لضمان الخلط المتجانس وتقليل تأثيرات الطبقة الحدودية. وفي فترات زمنية محددة مسبقاً (0.5، 1، 2، 4، 6، 12، و24 h)، سُحبت أجزاء مقدار 2 mL من وسط الإطلاق واستُبدلت فوراً بحجم مساوٍ من الماء النقي المسخن مسبقاً للحفاظ على ظروف الخزان (sink conditions). رُشحت العينات التي تم جمعها عبر مرشح حقنة بمسامية 0.45 µm لإزالة أي مواد جسيمية، مما يضمن نقاء العينة للتحليل. حيث يقوم مرشح الغشاء باحتجاز الجسيمات بينما يسمح لـ HU المذاب بالمرور. وبما أن HU قابل للذوبان بحرية في الماء، فقد ظل الدواء الحر في الراشح، مما يضمن أن المواد المحتجزة تمثل جسيمات وليس دواءً حراً. ثم حُللت العينات المرشحة لتحديد محتوى HU باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-visible spectrophotometer) عند طول موجي 213 nm، وهو ما يتوافق مع أقصى امتصاص لـ HU (λmax). كما تم إنشاء منحنى معايرة لتقدير تركيزات HU بدقة.

زراعة الخلايا

أُجريت الدراسة باستخدام خط الخلايا السرطانية البشرية الثديية النقيلية MCF-7، والتي تم الحصول عليها من مجموعة المستنبتات النوعية الأمريكية (ATCC). وقد تم الحفاظ على الخلايا في وسط RPMI 1640 المدعم بنسبة 10% من مصل الجنين البقري (FBS) لدعم نمو الخلايا وحيويتها، و1% من محلول البنسلين-ستربتوميسين لمنع التلوث الميكروبي أثناء الاستنبات. ثم حُضنت الخلايا تحت ظروف فسيولوجية قياسية عند 37 °C في حضانة CO₂ رطبة، مع الحفاظ على درجة حموضة الوسط الاستنباتي عند pH 7.4. وقد اختيرت هذه الظروف لضمان النمو الأمثل للخلايا، وتكاثرها، وموثوقية التجارب طوال دراسات السمية الخلوية.

اختبار حيوية الخلايا (MTT)

أُجري مقايسة MTT لتقييم القدرة التحفيزية لموت الخلايا لمختلف تركيبات NANOXURIA16,21. وباختصار، تم استزراع خلايا MCF-7 في أطباق ذات 96 بئراً بكثافة 1 x 104 cells/mL وحُضنت لمدة 24 h في حاضنة CO₂ للسماح بالتصاق الخلايا ونموها بشكل مناسب. استُخدمت الخلايا غير المعالجة كضابط سلبي، بينما استُخدمت الآبار التي تحتوي على وسط استزراع فقط كضوابط فارغة (blank controls). وبعد الحضن، استُبدل وسط الاستزراع بوسط جديد يحتوي على تركيزات مختلفة من التركيبات المختبرة، تصل إلى 200 µg/mL. ثم حُضنت الأطباق المعالجة لمدة 72 h إضافية تحت ظروف الاستزراع القياسية. وعقب المعالجة، أُضيف 20 µL من كاشف MTT بتركيز (5 mg/mL) إلى كل بئر وحُضنت لمدة 4 h إضافية للسماح بتكوين بلورات الفورمازان داخل الخلايا ذات النشاط الأيضي. بعد ذلك، أُضيف 100 µL من dimethyl sulfoxide (DMSO) لإذابة البلورات، مما نتج عنه محلول بنفسجي اللون. وقيس الامتصاصية عند 570 nm باستخدام قارئ الأطباق الدقيقة (SpectroStar Nano). ثم حُسبت حيوية الخلايا (%) بالنسبة لمجموعة الضابط غير المعالجة باستخدام قيم الامتصاصية التي تم الحصول عليها.

figure-protocol-2

دراسة الاستقرار

تم تقييم استقرار NANOXURIA بشكل منهجي على مدار فترة زمنية مدتها 3 أشهر في ظل ظروف تخزين محكومة لتقييم مدى ملاءمته للاستخدام طويل الأمد. تم تقسيم كل تركيبة من NANOXURIA إلى حصص في حاويات زجاجية كهرمانية محكمة الإغلاق لتقليل التعرض للضوء والرطوبة. خُزنت الحاويات في درجة حرارة غرفة ثابتة تبلغ 25 ± 2 °C ودرجة حرارة مبردة تبلغ 4 ± 2 °C. تم تقييم العينات دورياً في فترات زمنية محددة مسبقاً (شهر واحد، وشهران، وثلاثة أشهر) للتحقق من الاستقرار الفيزيائي والفيزيوكيميائي. أُجري قياس خط الأساس مباشرة بعد التحضير وقبل التخزين، واعتُبر نقطة الصفر (البداية). تضمنت التقييمات الفيزيائية الفحص البصري لرصد التغيرات في المظهر، بما في ذلك علامات التكتل، أو الترسيب، أو انفصال الأطوار، أو تغير اللون (على سبيل المثال، من الأبيض المائل للصفرة إلى الأصفر)، أو تغيرات في القوام (مثل اللزوجة أو الملمس)، والرائحة (مثل التزنخ الناتج عن أكسدة الدهون). وبالنسبة للاستقرار الفيزيوكيميائي، تم قياس معاملات التوصيف الرئيسية، بما في ذلك حجم الجسيمات، ومؤشر تشتت تعدد الأحجام (PDI)، وجهد زيتا (ZP).

التحليل الإحصائي

في هذه الدراسة، تم التعبير عن جميع النتائج التجريبية كقيم متوسطة ± الانحراف المعياري (SD) (n = 3) لتعكس النزعة المركزية وتباين البيانات. أُجريت التحليلات الإحصائية لتقييم التركيبة باستخدام اختبار t المقترن، ولمقارنة الاختلافات بين التركيبات باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) متبوعاً باختبار توكي للمقارنات المتعددة. واعتُبرت قيمة p-value < 0.05 ذات دلالة إحصائية. أُجريت التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج GraphPad Prism الإصدار 10.

النتائج

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

تظهر الخصائص الفيزيائية والكيميائية لتركيبات NANOXURIA، بما في ذلك حجم الجسيمات، ومؤشر التشتت المتعدد (PDI)، وجهد زيتا (ZP)، والمورفولوجيا، وكفاءة الحبس (EE)، في الجدول 2. ويتم عرض التقييم المورفولوجي عن طريق المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، مدعوماً برسوم بيانية لتوزيع حجم الجسيمات وجهد زيتا، في الأشكال 1 و2 و3. كما تظهر مقارنة مؤشر PDI لمجموعات مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي في الشكل 4.

دراسة التحرر

أُجريت دراسة التحرر المختبري لتركيبات NANOXURIA لتقييم كيفية تأثير الاختلافات في التركيبة على ملف تحرر الدواء على مدار 24 ساعة (الشكل 5أظهر NX-CS أسرع معدل تحرر، حيث بدأ بنسبة 55.90% عند 0.5 ساعة ووصل إلى 104.05% عند 24 ساعة (القيم >(قد تعكس نسبة 100% التباين التجريبي أو التحرر الكامل مع تقدير زائد طفيف). أظهر ملف التحرر زيادة شبه خطية من 0.5 إلى 6 ساعات، تلاها استقرار في المستوى. وأظهر NX-CT التحرر الأبطأ والأكثر تحكماً، حيث بدأ بنسبة 46.18% عند 0.5 ساعة ووصل إلى 82.99% عند 24 ساعة، مع استقرار بين 2 و12 ساعة (من 54.51% إلى 59.38%) متبوعاً بزيادة لاحقة. أما NX-ST فقد أظهر ملف تحرر متوسطاً، حيث بدأ بنسبة 54.05% عند 0.5 ساعة، وبلغ ذروته عند 90.63% عند 12 ساعة، ثم انخفض قليلاً إلى 86.23% عند 24 ساعة. وبوجه عام، اتبع التحرر التراكمي الترتيب التالي: NX-CS > NX-ST > أظهرت كل من NX-CS وNX-ST تحرراً أولياً انفجارياً أقوى، بينما أظهرت NX-CT تحرراً متأخراً. وأشارت حركية التحرر إلى تحرر سريع لـ NX-CS، وتحرر مستدام لـ NX-CT، وتحرر ثنائي الطور لـ NX-ST.

اختبار السمية الخلوية

الـ في المختبر سُمّية خلوية لـ البول النانوي (Nanoxuria) وتم تقييم الصيغ مقابل خلايا سرطان الثدي MCF-7 باستخدام مقايسة MTT، مع جدول 3 تفصيل الـ كروماتوغرافيا السائل ذات التفاعل الأيوني (IC)₅₀ القيم. أظهر NX-ST أعلى سمية خلوية، مع تركيز مثبط نصفي (IC50) مقدر بـ₅₀ من ٢٢٥ ± 21.47 µg/mL (مستقرة)، مما يشير إلى نشاط فائق مضاد للسرطان. وفي المقابل، أظهر كل من NX-CS وNX-CT سمية خلوية أقل، مع قيمة IC₅₀ قيم تتجاوز 300 µg/mLأظهر الهيدروكسي يوريا (HU) الحر أقل سمية خلوية، حيث كانت قيمة التركيز المثبط النصفي (IC₅₀)₅₀ من 722.57 µg/mL. نظرًا لأن الـ IC₅₀ تم الإبلاغ عن قيم NX-CS وNX-CT على أنها تتجاوز الحد المسموح به فقط 300 µg/mL، وسمّيتها الخلوية بالنسبة لبعضها البعض وبالنسبة إلى HU الحر (722.57 µg/mLلا يمكن تحديد ذلك من البيانات الحالية؛ حيث يمكن فقط تصنيف NX-ST بشكل مؤكد على أنه أكثر سمية خلوية من HU الحر. وتشير هذه النتائج إلى أن تركيبات NLC تعزز بشكل كبير من النشاط المضاد للسرطان لـ HU مقارنة بالدواء الحر.

الارتباط الإحصائي بين المعلمات الفيزيائية الكيميائية والسمية الخلوية

ترتبط جميع المعلمات المدروسة ببعضها البعض كما هو موضح في الشكل 6. كشفت التحاليل الإحصائية عن وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين جسيمات NLCs المحملة بـ HU (NX-ST و NX-CT و NX-CS) في جهد زيتا، وكفاءة التغليف (EE)، والسمية الخلوية (IC₅₀) [F(2,12) = 6.45, p = 0.014]، ولكن ليس في حجم الجسيمات أو مؤشر التشتت المتعدد PDI [F(2,12) = 1.27, p = 0.31]. وأظهرت التركيبة NX-ST سمية خلوية مثالية مع كفاءة تغليف متوسطة، بينما أظهرت تركيبتا NX-CS و NX-CT كفاءة تغليف أعلى ولكن سمية خلوية أضعف. وقد تم تعيين قيمة 300 µg/mL لقيم IC50 التي تجاوزت الحد الأعلى لنطاق التركيز المختبر (>300 µg/mL) وذلك لأغراض تحليل الارتباط الاستكشافي. وأظهر تحليل ارتباط سبيرمان الاستكشافي وجود علاقة إيجابية بين جهد زيتا و IC₅₀ (ρ = 0.866, p = 0.333). وبالتالي، فإن التركيبات ذات جهد زيتا الأقل سالبية تميل إلى إظهار قيم IC₅₀ أعلى، بينما أظهرت تركيبة NX-ST الأكثر شحنة سالبية نشاطاً سمياً خلوياً أكبر.

دراسة الاستقرار

استقرار حجم الجسيمات

عند درجة حرارة 25 °C، ازدادت أحجام الجسيمات لجميع تركيبات NANOXURIA خلال فترة التخزين التي استمرت ثلاثة أشهر، حيث ظهرت اتجاهات متميزة (الشكل 7). ظلت تركيبة NX-ST، التي بلغت 110 nm (بعد شهر واحد)، مستقرة نسبياً خلال الشهرين الأولين (106.4 nm)، ولكنها ازدادت لتصل إلى 150.6 nm بحلول الشهر الثالث. أما NX-CT، التي بدأت بـ 91.9 nm، فقد أظهرت زيادة تدريجية لتصل إلى 102.2 nm خلال شهرين، تلاها ارتفاع حاد إلى 168.3 nm عند ثلاثة أشهر. وأظهرت NX-CS أكبر قدر من التغيير، حيث ازدادت من 67.3 nm في البداية إلى 171.06 nm بحلول الشهر الثالث. وبشكل عام، أظهرت جميع التركيبات نمواً في حجم الجسيمات عند 25 °C، وكان ترتيب مدى هذه الزيادة كالتالي: NX-CS > NX-CT > NX-ST.

عند درجة حرارة 4 °C، أظهرت تركيبات NANOXURIA استقراراً محسناً مقارنة بـ 25 °C، مع زيادات أقل في حجم الجسيمات على مدار فترة التخزين التي استمرت ثلاثة أشهر (الشكل 7). حافظت NX-ST على استقرار نسبي، حيث بلغت أحجام الجسيمات 110 nm بعد شهر واحد، و102 nm بعد شهرين، و120.96 nm بعد ثلاثة أشهر. وأظهرت NX-CT زيادة تدريجية في حجم الجسيمات من 91.9 nm في الشهر الأول إلى 116.7 nm في الشهر الثاني و128.5 nm في الشهر الثالث. بينما أظهرت NX-CS أقل تباين، حيث ارتفعت من 67.3 nm في البداية إلى 74.75 nm في شهرين و89.3 nm في ثلاثة أشهر. وبشكل عام، اتبع نمو حجم الجسيمات عند 4 °C الاتجاه التالي: NX-CT > NX-ST > NX-CS، مما يشير إلى تحسن الاستقرار في ظروف التبريد.

استقرار PDI

عند درجة حرارة 25 °C، أظهر مؤشر تشتت الحجم (PDI) لتركيبات NANOXURIA اتجاهات مختلفة على مدار فترة التخزين التي استمرت ثلاثة أشهر (الشكل 8). حافظت NX-ST على قيم PDI مستقرة نسبياً طوال فترة الدراسة، مما يشير إلى توزيع متسق لحجم الجسيمات. وأظهرت NX-CT زيادة في PDI في الشهر الثاني (0.342)، تلتها انخفاض إلى 0.248 بحلول الشهر الثالث. بينما أظهرت NX-CS زيادة تدريجية في PDI بمرور الوقت، مما يشير إلى فقدان تدريجي لانتظام حجم الجسيمات. وبشكل عام، أظهرت NX-ST التوزيع الأكثر استقراراً، بينما أظهرت NX-CT تباينًا عابرًا، وأظهرت NX-CS عدم تجانس متزايد.

عند درجة حرارة 4 °C، أظهر مؤشر تشتت الحجم (PDI) لتركيبات NANOXURIA اتجاهات مختلفة خلال فترة تخزين استمرت ثلاثة أشهر (الشكل 8). أظهرت تركيبة NX-ST قيم PDI مستقرة نسبياً، حيث انخفضت من 0.347 في الشهر الأول إلى 0.269 في الشهر الثاني، ثم تلتها زيادة طفيفة لتصل إلى 0.349 في الشهر الثالث. بينما أظهرت تركيبة NX-CT زيادة تدريجية في PDI من 0.221 في الشهر الأول إلى 0.331 في ثلاثة أشهر، مما يشير إلى فقدان تدريجي في انتظام الجسيمات. كما أظهرت تركيبة NX-CS اتجاهاً تصاعدياً في PDI بمرور الوقت، مما يشير إلى انخفاض التجانس. وبشكل عام، حافظت NX-ST على التوزيع الأكثر استقراراً، بينما أظهرت NX-CT وNX-CS زيادة في عدم التجانس.

استقرار جهد زيتا

عند درجة حرارة 25 °C، أظهر جهد زيتا (ZP) لتركيبات NANOXURIA اتجاهات متميزة على مدى فترة تخزين استمرت ثلاثة أشهر (الشكل 9). حيث سجلت NX-ST جهد زيتا أوليًا قدره −46.43 mV بعد شهر واحد، ثم انخفض إلى −39.37 mV بعد شهرين، وارتفع إلى −52.33 mV بحلول الشهر الثالث. وأظهرت NX-CT زيادة تدريجية في السالبية، حيث تغيرت من −30.76 mV بعد شهر واحد إلى −35.66 mV بعد شهرين و −37.13 mV في ثلاثة أشهر. كما أظهرت NX-CS زيادة في سالبية جهد زيتا من −30.03 mV في البداية إلى −39.6 mV بعد شهرين و −52.47 mV بعد ثلاثة أشهر. وبشكل عام، أظهرت جميع التركيبات انخفاضًا في قيم جهد زيتا بمرور الوقت، مع تسجيل NX-ST و NX-CS قيمًا ذات مقدار أكبر مقارنة بـ NX-CT.

عند درجة حرارة 4 °C، أظهر جهد زيتا (ZP) لتركيبات NANOXURIA اتجاهات متميزة على مدار فترة التخزين التي استمرت ثلاثة أشهر (الشكل 9). حافظت NX-ST على قيم ZP سالبة مرتفعة باستمرار طوال فترة الدراسة. وأظهرت NX-CT زيادة تدريجية في سلبية ZP، حيث بدأت من −30.76 mV وأصبحت أكثر سلبية قليلاً بحلول الشهر الثالث. بينما أظهرت NX-CS انخفاضاً طفيفاً في سلبية ZP، من −30.03 mV في البداية إلى −28.8 mV خلال ثلاثة أشهر.

توافر البيانات:

البيانات التي تدعم نتائج هذه الدراسة متاحة ضمن المقال. كما تتوفر مجموعات البيانات الأولية التي تم إنتاجها وتحليلها خلال الدراسة الحالية في الملف التكميلي

figure-results-1
الشكل 1: التوصيف المورفولوجي والفيزيائي والكيميائي لـ NX-ST. (أ) صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح (SEM). (ب) صورة بالمجهر الإلكتروني النافذ (TEM). (ج) توزيع حجم الجسيمات (108.3 nm؛ PDI = 0.336) (n = 1). (د) توزيع جهد زيتا (−48.8 mV) (n = 1). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-2
الشكل 2: التوصيف المورفولوجي والفيزيائي والكيميائي لـ NX-CT. (أ) صورة SEM. (ب) صورة TEM. (ج) توزيع حجم الجسيمات (91.87 nm؛ PDI = 0.235) (n = 1). (د) توزيع جهد زيتا (−31.3 mV) (n = 1). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-3
الشكل 3: التوصيف المورفولوجي والفيزيائي الكيميائي لـ NX-CS. (A) صورة SEM. (B) صورة TEM. (C) توزيع حجم الجسيمات (74.72 nm؛ PDI = 0.244) (n = 1). (D) توزيع جهد زيتا (−36.8 mV) (n = 1). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-4
الشكل 4: مقارنة مؤشر تعدد التشتت (PDI) بين تركيبات NANOXURIA التي تحتوي على تركيبات مختلفة من المواد الخافضة للتوتر السطحي. يتم عرض قيم PDI لتركيبات NX-ST وNX-CT وNX-CS. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-5
الشكل 5: تحرر الهيدروكسي يوريا في المختبر من تركيبات NANOXURIA. يظهر التحرر التراكمي للهيدروكسي يوريا من NX-CS وNX-CT وNX-ST على مدار 24 h. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-6
الشكل 6: مقارنة للمعاملات الفيزيائية والكيميائية والسمية الخلوية بين تركيبات NANOXURIA. مخطط راداري يقارن حجم الجسيمات، ومؤشر تشتت الحجم (PDI)، وجهد زيتا (ZP)، وكفاءة التغليف (EE)، والتركيز المثبط النصفي (IC₅₀) لكل من NX-ST وNX-CS وNX-CT. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-7
الشكل 7: تأثير درجة حرارة ومدة التخزين على حجم جسيمات NANOXURIA. (A) حجم الجسيمات أثناء التخزين عند 25 °C. (B) حجم الجسيمات أثناء التخزين عند 4 °C. (C) مقارنة حجم الجسيمات بين 4 °C و 25 °C عند شهرين و3 أشهر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-8
الشكل 8: تأثير درجة حرارة ومدة التخزين على PDI لـ NANOXURIA. (A) PDI أثناء التخزين عند 25 °C. (B) PDI أثناء التخزين عند 4 °C. (C) مقارنة بين PDI عند 4 °C و 25 °C بعد شهرين و 3 أشهر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-9
الشكل 9: تأثير درجة حرارة ومدة التخزين على جهد زيتا لـ NANOXURIA. (A) جهد زيتا أثناء التخزين عند 25 °C. (B) جهد زيتا أثناء التخزين عند 4 °C. (C) مقارنة جهد زيتا بين 4 °C و 25 °C عند شهرين و 3 أشهر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

التركيباتتويين-80 (Tween-80)µL)*دوديسيل كبريتات الصوديوم (SDS) (ملجم)كريموفور EL (µL)#
NX-ST50100-
التصوير المقطعي المحوسب للشبكية (NX-CT)50-100
NX-CS-50100
الكثافة (جم/مل) = (1.07*، 1.05)#)

الجدول 1: تركيب المواد الخافضة للتوتر السطحي في تركيبات NANOXURIA. استُخدمت كميات من Tween-80، وكبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS)، وCremophor EL لتحضير تركيبات NX-ST وNX-CT وNX-CS.

التركيباتحجم الجسيمات (d.nm) (n = 3) (± SD)مؤشر تشتت الحجم PDI (n = 3) (± SD)جهد زيتا ZP (mV) (n = 3) (± SD) كفاءة التغليف EE (%) (n = 3) (± SD)
NX-ST110 ± 1.9970.347 ± 0.011-46.433 ± 8.40478.189 ± 3.49
NX-CT91.947 ± 0.2150.221 ± 0.015-30.767 ± 0.47384.638 ± 5.0
NX-CS67.377 ± 7.1580.302 ± 0.091-30.033 ± 5.86286.626 ± 4.676

الجدول 2: التوصيف الفيزيوكيميائي لتركيبات NANOXURIA. حجم الجسيمات، ومؤشر التشتت المتعدد (PDI)، وجهد زيتا (ZP)، وكفاءة التغليف (EE) لـ NX-ST وNX-CT وNX-CS عند 25 °C. البيانات معروضة كمتوسط ± الانحراف المعياري (n = 3).

التركيباتالكروماتوغرافيا الأيونية50 (µg/mL)كروماتوغرافيا الأيونات50 (µM)
NX-ST225 ± 21.472960
NX-CS>300-
التصوير المقطعي المحوسب للشبكة العصبية (NX-CT)>300-
وحدة هيدروكسي يوريا (HU)722.579500

الجدول 3: السمية الخلوية في المختبر لتركيبات NANOXURIA والهيدروكسي يوريا الحر. قيم IC₅₀ لكل من NX-ST وNX-CS وNX-CT والهيدروكسي يوريا الحر (HU) ضد خلايا MCF-7، معبراً عنها بـ µg/mL وµM.

الملف التكميلي 1: البيانات الخام والحسابات الخاصة بتوصيف الحوامل الدهنية نانوية البنية المحملة بالهيدروكسي يوريا. يحتوي الملف على البيانات التجريبية الأساسية والحسابات الخاصة بتركيبات NX-ST وNX-CT وNX-CS، بما في ذلك حجم الجسيمات، ومؤشر تعدد التشتت، وجهد زيتا، وكفاءة التغليف، وقياسات تحرر الدواء، وتحليلات مقارنة التركيبات.يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.

المناقشة

النهج المقترح والنتائج الرئيسية

طورت الدراسة الحالية NANOXURIA باستخدام منهج التجانس الساخن. استُخدم حمض الستياريك كليبيد صلب، وحوفظ على درجة حرارة التحضير عند 70 °C تقريبًا، وهو ما يتطابق بشكل وثيق مع نقطة انصهار حمض الستياريك (~69.3 °C)، وذلك لضمان الانصهار الكامل لليبيد والتجانس الفعال مع تقليل التعرض الحراري غير الضروري لـ HU والمؤثرات السطحية22. تم اختيار أنظمة المؤثرات السطحية بناءً على قيمة التوازن المحب للماء والمحب للدهون (HLB)، والتوافق الحيوي، ومدى ملاءمتها لتحضير NLC. استُخدمت تجارب صياغة أولية لتحديد تركيزات المؤثرات السطحية التي تنتج تشتتات نانوية مستقرة ذات حجم جسيمات صغير ومؤشر تشتت متعدد (PDI) منخفض، مع تجنب التركيزات المفرطة التي قد تؤثر سلبًا على الاستقرار أو التوافق الخلوي. تم تخفيف التركيبات بشكل مناسب باستخدام مياه عالية النقاء قبل تحليل حجم الجسيمات لتقليل تأثيرات التشتت المتعدد التي قد تعيق التحديد الدقيق لحجم الجسيمات وتوزيع الحجم23.

اختلفت التركيبات الثلاث، NX-ST وNX-CT وNX-CS، بشكل أساسي في تكوين المواد الخافضة للتوتر السطحي. احتوى NX-ST على T80 وSDS، واحتوى NX-CT على Cremophor EL وT80، بينما احتوى NX-CS على Cremophor EL وSDS. وقد مكنت استراتيجية التركيب هذه من تقييم تأثيرات المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية والأيونية، بالإضافة إلى تركيزاتها، على الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ NLCs المحملة بـ HU. وأظهرت النتائج اختلافات واضحة في حجم الجسيمات، ومؤشر تشتت الحجم (PDI)، وجهد زيتا (ZP)، وكفاءة التغليف (EE)، وسلوك تحرر الدواء، والسمية الخلوية بين التركيبات، مما يشير إلى أن اختيار المادة الخافضة للتوتر السطحي يعد محدداً هاماً لأداء NLC.

اختلف حجم الجسيمات بشكل ملحوظ بين التركيبات (p < 0.05)، وذلك وفق الترتيب التالي: NX-CS < NX-CT < NX-ST. ويُعد حجم الجسيمات محدداً هاماً لأداء الناقلات النانوية، حيث قد توفر الجسيمات الأصغر مساحة سطح أكبر وتؤثر على استقرار التشتت، والتفاعلات الخلوية، والتوزيع الحيوي، وسلوك تحرر الدواء24,25. وقد أنتجت تركيبة NX-CS أصغر الجسيمات، وهو ما قد يرتبط بكفاءة الاستحلاب العالية لـ Cremophor EL مقترنة بالتركيز المتوسط لـ SDS. إذ يمكن لـ Cremophor EL تسهيل تكوين قطرات أصغر عن طريق تقليل التوتر السطحي البيني، بينما يساهم SDS في التثبيت الإلكتروستاتيكي. ومن المحتمل أن يكون التركيز المنخفض لـ SDS المستخدم في NX-CS مقارنةً بـ NX-ST قد وفر تثبيتاً بينياً كافياً دون التسبب في التأثيرات البينية المفرطة المرتبطة بالتركيز الأعلى لـ SDS26,27,28.

أنتج NX-CT حجم جسيمات متوسطاً. ويوفر المزيج المكون من Cremophor EL وT80 مادتين خافضتين للتوتر السطحي غير أيونيتين بخصائص تثبيت فراغية وبينية متكاملة. حيث يساهم Cremophor EL في عملية استحلاب قوية، بينما يمكن لـ T80 أن يشكل حاجزاً فراغياً حول الجسيمات ويقلل من الاندماج29,30,31. كما أن غياب المادة الخافضة للتوتر السطحي الأيونية يتجنب التفاعلات القوية بوساطة الشحنات أثناء تكوين الجسيمات. وفي المقابل، أظهر NX-ST أكبر حجم للجسيمات. ورغم أن SDS مادة خافضة للتوتر السطحي ومستحلبة قوية، إلا أن تركيزها المرتفع نسبياً في NX-ST قد يكون قد غير البيئة البينية وسلوك نمو الجسيمات. يوفر T80 تثبيتاً فراغياً، ولكن التأثير المشترك لـ T80 والتركيز الأعلى من SDS قد يكون قد أنتج توازناً أقل ملاءمة بين الاستحلاب والتثبيت مقارنة بما تم تحقيقه في NX-CS.

عززت دراسات المورفولوجيا (البنية الشكلية) بشكل أكبر تكوين ناقلات دهنية نانوية الحجم. أظهر الفحص بالمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) جسيمات كروية إلى شبه كروية في الغالب، وكانت المورفولوجيا الملحوظة متوافقة بشكل عام مع أحجام الجسيمات التي تم تحديدها بواسطة تشتت الضوء الديناميكي (DLS). ومن المتوقع وجود اختلافات بين القياسات المجهرية وقياسات DLS لأن SEM يفحص الجسيمات المجففة، بينما يقيس DLS القطر الهيدروديناميكي للجسيمات جنباً إلى جنب مع طبقات الترطيب والمواد الخافضة للتوتر السطحي المرتبطة بها. وبالتالي، فإن النتائج المجهرية ونتائج DLS المجتمعة تدعم التكوين الناجح لأنظمة NLC نانوية الحجم.

وفر مؤشر تعدد التشتت (PDI) معلومات إضافية حول تجانس مجموعات الجسيمات. أظهرت صيغة NX-CT أضيق توزيع لحجم الجسيمات، بينما سجلت NX-ST أعلى متوسط PDI. أما NX-CS فقد سجلت متوسط PDI متوسطاً ولكن مع تباين أكبر بين القياسات المكررة. وبوجه خاص، تشير القيم المكررة لـ NX-CS إلى أن هذه الصيغة أظهرت تباينًا أكبر مقارنة بصيغتي NX-ST وNX-CT. وكان الاتجاه العام لـ PDI هو NX-CT < NX-CS < NX-ST، رغم أن الفرق المسجل لم يكن ذا دلالة إحصائية (p > 0.05). وقد يعود انخفاض PDI النسبي في NX-CT إلى التثبيت الفراغي المشترك الذي وفره كل من Cremophor EL وT80؛ حيث إن كلا المادتين الخافضتين للتوتر السطحي غير أيونيتين ويمكنهما تثبيت السطح البيني للجسيمات دون إدخال تفاعلات إلكتروستاتيكية قوية. يسهل Cremophor EL عملية الاستحلاب، بينما يوفر T80 حماية فراغية، مما قد يعزز تكوين مجموعة جسيمات أكثر تجانساً32,33. وقد يعكس ارتفاع PDI في NX-ST تأثير التركيز العالي لـ SDS؛ فبينما يوفر SDS تنافراً إلكتروستاتيكياً، يمكن أن تؤدي التغيرات في تركيز المادة الخافضة للتوتر السطحي أيضاً إلى تغيير عملية تكوين المذيلات والتنظيم السطحي البيني، مما قد يساهم في عدم تجانس حجم الجسيمات34,35,36. أما NX-CS فقد أظهرت سلوك PDI متوسطاً، وهو ما يتفق مع التأثيرات المشتركة لـ Cremophor EL وتركيز أقل من SDS37.

اختلفت التركيبات أيضاً في الشحنة السطحية؛ حيث أظهرت NX-ST أعلى قيمة سالبة لجهد زيتا (ZP)، وهو ما يتفق مع وجود تركيز أعلى من SDS، تليها NX-CT ثم NX-CS. ومن المتوقع أن تكون الشحنة السطحية السالبة أعلى في الأنظمة التي تحتوي على SDS لأن SDS عبارة عن خافض توتر سطحي أنيوني. وبناءً عليه، تشير قيم ZP إلى أن SDS ساهم بشكل كبير في الشحنة السطحية لجسيمات NLCs، بينما ساهمت الخافضات غير الأيونية بشكل أساسي في الاستقرار الفراغي. وكان اتجاه قيم ZP هو NX-ST > NX-CT > NX-CS (p < 0.05). ومع ذلك، لا ينبغي عزو هذه الاختلافات حصرياً إلى تركيب خافض التوتر السطحي، حيث يمكن للخافض الحر المتبقي، والقوة الأيونية، والتغيرات في تنظيم الليبيد-خافض التوتر السطحي أن تؤثر أيضاً على قيم ZP المقاسة38,39,40.

أظهرت كفاءة التغليف بشكل أكبر تأثير التركيب على احتجاز HU. أظهرت جميع التركيبات كفاءة تغليف (EE) عالية نسبياً (>75%)، مما يشير إلى نجاح دمج HU في أنظمة NLC. سجلت NX-CS أعلى EE، تلتها NX-CT ثم NX-ST، مع وجود فرق معنوي بين التركيبات (p < 0.05). ربما ساهم Cremophor EL في تحقيق استقرار بيني فعال واحتجاز الدواء، بينما قد يكون تركيز SDS المعتدل في NX-CS قد وفر استقراراً إضافياً دون التأثيرات المزعزعة المحتملة المرتبطة بتركيز SDS الأعلى في NX-ST41,42,43. ومع ذلك، نظراً لأن HU محب للماء، فمن غير المرجح أن يذوب تماماً داخل المصفوفة الدهنية؛ بل قد يتواجد HU بدلاً من ذلك كدواء مشتت بدقة، مرتبطاً بالسطح البيني بين الدهون والماء، أو مستقراً داخل المصفوفة الدهنية غير المكتملة والمنطقة البينية الغنية بالمنشطات السطحية.

أظهرت مخططات التحرر سلوكاً يعتمد على التركيبة، حيث اتبع التحرر التراكمي لـ HU الترتيب التالي NX-CS > NX-ST > NX-CT عند 24 h. أظهر NX-CS تحرراً سريعاً نسبياً مع تدفق أولي متبوعاً بمرحلة ثبات، وهو ما يتوافق مع حركية شبيهة بالرتبة الأولى، بينما أظهر NX-CT التحرر الأبطأ والأكثر تحكماً، مقترباً من حركية شبيهة بالرتبة صفر؛ أما NX-ST فقد أظهر مخطط تحرر ثنائي الطور متوسطاً . من المرجح أن عملية التحرر محكومة بانتشار HU من سطح الجسيم والمنطقة البينية الغنية بالمواد الخافضة للتوتر السطحي، يليه انتشار أبطأ للدواء المحتبس عبر المصفوفة الدهنية. قد يعود التحرر الأسرع من NX-CS إلى صغر حجم الجسيمات، ومساحة السطح الأكبر، والآثار المشتركة لـ Cremophor EL وSDS، حيث يعمل SDS على زيادة المحبّة للماء في المنطقة البينية بينما يسهل Cremophor EL ذوبان الدواء. في المقابل، قد يوفر الجمع بين Cremophor EL وT80 في NX-CT حاجزاً بينياً أكثر استقراراً، مما يحد من انتشار الدواء الأولي ويؤدي إلى تحرر أكثر استدامة، بينما أظهر NX-ST نمطاً ثنائي الطور متوسطاً يُعزى إلى التأثيرات المتضادة للتحرر الذي يسهله SDS والاستقرار الذي يتوسطه T80. تتوافق هذه التفسيرات مع الدور المقترح للمواد الخافضة للتوتر السطحي في تعديل التفاعلات بين المصفوفة الدهنية ووسط التحرر41,44,45,46,47,48. استُخدم الماء كوسط للتحرر لتحديد سلوك الانتشار الأساسي، ولكنه لا يحاكي التركيب الأيوني والظروف الفسيولوجية للسوائل البيولوجية. يمكن للإلكتروليتات الموجودة في المحاليل المنظمة الفسيولوجية أن تغير الطبقة المزدوجة الكهربائية، وتنظيم المواد الخافضة للتوتر السطحي، وتجمع الجسيمات، ونفاذية الغشاء، مما قد يؤدي إلى تعديل حركية التحرر.

أظهرت نتائج السمية الخلوية فرقاً واضحاً بين HU الحر وتركيبات NLC، حيث أظهر  HU الحر أعلى قيمة IC₅₀ بينما أظهر NX-ST أعلى نشاط سمي خلوي. وتشير قيم IC₅₀ المنخفضة الملاحظة لتركيبات NLC إلى أن دمج HU في الناقل الدهني قد غيّر من نشاطه المختبري ضد خلايا MCF-7. وقد تعكس الاستجابة القوية بشكل خاص لـ NX-ST المساهمة المشتركة لنظام خافض التوتر السطحي  SDS/T80، وشحنة ZP السالبة العالية نسبياً، وملف التحرر ثنائي الطور المتوسط، والتي قد تؤثر مجتمعة على توفر الدواء عند الواجهة الخلوية والتعرض الزمني للخلايا لـ HU المتحرر49,50. ومن المثير للاهتمام أن صغر حجم الجسيمات وارتفاع كفاءة التغليف (EE) في NX-CS لم يترجما إلى سمية خلوية أكبر، مما يؤكد أن حجم الجسيمات وحبس الدواء وحدهما لا يحددان النشاط البيولوجي؛ بل إن التفاعلات الخلوية، وسلوك تحرر الدواء، وتأثيرات خافض التوتر السطحي، وتوفر الدواء قد تؤثر مجتمعة على الاستجابة51,52,53. وبناءً على ذلك، لا ينبغي تفسير السمية الخلوية المنخفضة لـ NX-CT و NX-CS مقارنة بـ NX-ST ببساطة على أنها أداء تدني في التركيبة، خاصة وأن NX-CT أظهر التحرر الأكثر ضبطاً.

أظهرت دراسة التخزين أن استقرار فيزيائي جيد، حيث لم يُلاحظ أي تكتل مرئي، أو ترسب، أو انفصال طوري، أو تغير في اللون، أو تغير في اللزوجة أو القوام، أو رائحة غير طبيعية/تزنخ في أي من التركيبات طوال فترة التخزين. ومع ذلك، قدمت بيانات الاستقرار الفيزيوكيميائي صورة أكثر تمايزاً. في 25 °Cأشارت الزيادة في حجم الجسيمات و/أو مؤشر تشتت الحجم (PDI) إلى حدوث تغيرات تدريجية في الأنظمة الغروانية، مع تباين مدى هذه التغيرات ودلالتها الإحصائية بين التركيبات المختلفة. وقد استفادت تركيبة NX-ST من المساهمة الإلكتروستاتيكية القوية لـ SDS، بينما أظهرت تركيبة NX-CT، التي اعتمدت بشكل أساسي على التثبيت الفراغي بواسطة Cremophor EL وT80، حساسية أكبر للتغيرات في خصائص الجسيمات. كما أظهرت تركيبة NX-CS تغيرات أثناء التخزين، على الرغم من دمجها بين التثبيت الإلكتروستاتيكي والفراغي، مما يشير إلى أن وجود آليتين للتثبيت لا يمنع تماماً إعادة الهيكلة المعتمدة على الوقت لنظام ناقلات الدهون النانوية (NLC). التخزين في 4 °C وفرت عموماً حفظاً فيزيائياً كيميائياً أفضل، وهو ما يتفق مع انخفاض الحركية الجزيئية وتباطؤ التغيرات في البنية الليبيدية؛ وأظهرت NX-CS استقراراً محسناً نسبياً في حجم الجسيمات، بينما حافظت NX-ST على خصائص متسقة نسبياً. ومع ذلك، استمرت NX-CT في إظهار تغيرات تدريجية في مؤشر تشتت الحجم (PDI)، مما يشير إلى أن الاستقرار الفراغي وحده قد لا يكون كافياً للتخزين طويل الأمد. تشير التغيرات في ZP أثناء التخزين بشكل أكبر إلى إعادة تنظيم تعتمد على الوقت للواجهة البينية بين الدهون والمادة الخافضة للتوتر السطحي، والتي قد تكون مرتبطة بامتزاز المادة الخافضة للتوتر السطحي، وإعادة بلورة الدهون، والتغيرات الهيكلية المرتبطة بـ HU، والتي لم يتم إثباتها بشكل مباشر.47,48,54. 

تطوير المجال

أظهرت تركيبات NLC لعاملاءين آخرين مضادين للسرطان، بما في ذلك gefitinib وcapecitabine وimatinib، تحسناً في عملية الإيصال مقارنة بالدواء الحر14,15,16، ولكن البيانات المقارنة حول كيفية تأثير تركيبات الخافضات التوترية المختلفة على الخصائص الفيزيائية والكيميائية والسمية الخلوية لـ NLCs المحملة بـ hydroxyurea تحديداً كانت محدودة43,44,55. ومن خلال المقارنة المنهجية لثلاثة أنظمة من الخافضات التوترية ضمن منصة NLC واحدة، توفر هذه الدراسة مقارنة مباشرة ومنضبطة داخلياً توضح كيف تؤثر الخاصية الأيونية للخافض التوتري وتركيزه معاً على حجم الجسيمات، والاستقرار الغرواني، واحتجاز الدواء، والنشاط المضاد للسرطان في المختبر لدواء صغير عالي الهيدروفيلية - وهو مزيج أقل تمثيلاً في أدبيات NLC مقارنة بالحمولات الليبوفيلية51,54,56,57. وتوسع هذه النتائج التقارير السابقة حول تغليف HU في الناقلات النانوية القائمة على الدهون والألبومين53,58 من خلال تحديد اقتران من الخافضات التوترية (T80–SDS) المرتبط بأكبر تعزيز للسمية الخلوية في المختبر.

محددات الدراسة

تنطوي هذه الدراسة على عدة قيود يجب مراعاتها عند تفسير النتائج. أولاً، اقتصر التقييم البيولوجي على مقايسة MTT واحدة في المختبر باستخدام خلايا سرطان الثدي MCF-7؛ وعلى الرغم من استخدام HU سريرياً في علاج ابيضاض الدم النقوي المزمن ومرض الخلايا المنجلية، إلا أن البيانات الحالية لا تدعم استخلاص استنتاجات محددة لهذه الحالات، وهو ما يستلزم التأكيد في نموذج لابيضاض الدم ذي صلة (على سبيل المثال، خلايا K562) وفي الجسم الحي. ثانياً، إن التفسيرات الميكانيكية المقدمة للاختلافات الفيزيائية والكيميائية والسمية الخلوية الملحوظة (مثل امتزاز المادة الخافضة للتوتر السطحي، وإعادة تبلور الدهون، وتغير الامتصاص الخلوي) لم يتم إثباتها بشكل مباشر ويجب اعتبارها فرضيات؛ حيث يتطلب إثباتها استخدام تقنيات مثل DSC وXRD وCryo-TEM23,41، إلى جانب دراسات الامتصاص الخلوي وحركية التحرر. ثالثاً، تم تقييم التحرر في المختبر في الماء بدلاً من محلول منظم فسيولوجي، وهو ما يعتبر خطوة أساسية للتنبؤ بالأداء في الجسم الحي59. رابعاً، لم يتم قياس الاستقرار الكيميائي لـ HU بشكل مباشر أثناء التحضير، ولم يتم إجراء تقييم مخصص لتسرب الدواء إلى الطور المائي أثناء التخزين؛ ونظراً لقابلية HU العالية للذوبان في الماء، فإن هذا التسرب وارد ويجب تقييمه. وأخيراً، فإن هذه التركيبة مخصصة للإعطاء عن طريق الحقن، ويجب النظر إلى التفسيرات الميكانيكية المقدمة هنا على أنها استكشافية بانتظار مزيد من التوصيف، بما يتماشى مع الأدبيات الأوسع المتعلقة بـ NLC والتي تؤكد على الحاجة إلى التحقق الفيزيائي والكيميائي الصارم32.

نهج بديلة

يمكن لعدة استراتيجيات بديلة للتوصيف والتحقق أن تعزز العمل المستقبلي في هذا المجال. فمن شأن تقنيات الحالة الصلبة (على سبيل المثال DSC وXRD) والمجهر الإلكتروني فائق البرودة (cryo-TEM) أن تساعد في توضيح الحالة الفيزيائية لـ HU داخل المصفوفة الدهنية، واختبار آليات امتزاز المواد الخافضة للتوتر السطحي وإعادة تبلور الدهون المقترحة لتفسير اتجاهات الاستقرار الملحوظة36,60,61. كما أن اختبار الإطلاق في محلول منظم فسيولوجي أو سوائل بيولوجية محاكية، بدلاً من الماء وحده، سيتنبأ بشكل أفضل بسلوك الإطلاق في الجسم الحي، وسيعمل التحديد الكمي المباشر للامتصاص الخلوي (على سبيل المثال عن طريق الوسم الفلوري وقياس التدفق الخلوي) على اختبار التفسير القائم على الامتصاص والمقترح لتعزيز السمية الخلوية لـ NX-ST، بدلاً من استنتاجه من جهد زيتا وحده62,63,64. ومن شأن إجراء اختبارات تأكيدية على خط خلوي ثانٍ ذي صلة سريرياً (على سبيل المثال K562 لسرطان الدم النخاعي المزمن) والتقييم في ظل ظروف استقرار متسارعة رسمية أن يساعد بشكل أكبر في نقل النتائج الحالية المختبرية نحو تركيبة قابلة للتطبيق سريرياً.

الأهمية والتطبيقات المحتملة

تعد هذه النتائج ذات صلة بالجهود الأوسع لتحسين إيصال hydroxyurea، حيث يقتصر استخدامه السريري حالياً بسبب سرعة التخلص منه، وتفاوت التوافر الحيوي، والسمية المرتبطة بالجرعة. ومن خلال إظهار أنه يمكن ضبط تكوين المواد الخافضة للتوتر السطحي لتفضيل إما جزيئات أصغر وأكثر استقراراً مع كفاءة تغليف أعلى (NX-CS, NX-CT) أو قوة سمية خلوية أكبر في المختبر (NX-ST)41,65، يوفر هذا العمل أساساً عملياً لاختيار أو تحسين تكوين NLC بشكل أكبر وفقاً لخاصية الإيصال ذات الأولوية لتطبيق معين، دون تعديل جزيء HU نفسه. كما قد تكون منصات الناقلات النانوية القابلة للضبط من هذا النوع قابلة للتطبيق على عقاقير مائية صغيرة أخرى تواجه قيود إيصال مماثلة.

التوجهات المستقبلية

يجب أن تمنح الأعمال المستقبلية الأولوية للتحقق الكمي من الآليات الفيزيائية والكيميائية المقترحة هنا باستخدام تقنيات التصوير والحالة الصلبة؛ واختبار تحرر الدواء تحت ظروف ذات صلة فسيولوجياً؛ والقياس المباشر للامتصاص الخلوي وعلاقته بالسمية الخلوية؛ والاختبار في خطوط خلوية إضافية ذات صلة سريرياً، وفي نماذج حية في نهاية المطاف؛ وإجراء دراسات رسمية للتسريع والاستقرار طويل الأمد لدعم تحديد فترة الصلاحية؛ وتحديد كمية الاستقرار الكيميائي لـ HU والتسرب المرتبط بالتخزين. ومن شأن معالجة هذه النقاط أن تساعد في تحديد ما إذا كانت المزايا الفيزيائية والكيميائية المحددة هنا تترجم إلى فائدة علاجية ملموسة.

الاستنتاجات

تناول هذه الدراسة القيود الرئيسية لعلاج HU، بما في ذلك ضعف كفاءة التوصيل بسبب التصفية السريعة، والتوافر الحيوي المتغير، والسمية المرتبطة بالجرعة، وذلك من خلال تطوير حاملات دهنية نانوية (NANOXURIA). وتُظهر النتائج أن تكوين المادة الخافضة للتوتر السطحي وظروف التخزين تؤثر بشكل حاسم على الاستقرار الفيزيائي والكيميائي، والأداء السمي للخلايا، وكفاءة التوصيل الإجمالية. ومن بين التركيبات، أظهر NX-ST أداءً فائقاً، حيث بلغت نشاطه السمي للخلايا 3.2 ضعف نشاط HU الحر، مما يشير إلى تعزيز الامتصاص الخلوي وتوصيل الدواء. ويُعزى هذا التحسن في الفعالية إلى خصائص جسيماته المتوازنة، والتحرر المنضبط، والاستقرار الإلكتروستاتيكي الفعال.

في المقابل، أظهرت التركيبات التي تعتمد بشكل أساسي على المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية استقراراً وأداءً أقل نسبياً، مما يسلط الضوء على أهمية آليات التثبيت المشتركة. وقد أثرت ظروف التخزين بشكل كبير على سلوك التركيبة: حيث أدت درجة حرارة 25 °C إلى نمو الجسيمات وعدم تجانسها، بينما ساعدت درجة حرارة 4 °C في الحفاظ على الاستقرار والانتظام وشحنة السطح بشكل أفضل.

بشكل عام، تعالج هذه الدراسة الفجوة البحثية المحددة من خلال إثبات أن أنظمة NLC المصممة عقلانيًا يمكنها تعزيز إيصال HU دون تغيير الدواء نفسه. وتؤكد النتائج أن مجموعات الدهون والمواد الخافضة للتوتر السطحي المثلى وظروف التخزين المناسبة ضرورية لتحقيق أنظمة إيصال أدوية مستقرة وفعالة وذات صلة سريريًا.

الإفصاحات

يقر جميع المؤلفين بأنه لا يوجد لديهم أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

يعرب المؤلفون عن تقديرهم لعمادة الدراسات العليا والبحث العلمي بجامعة جازان لتمويل هذا العمل البحثي من خلال المشروع رقم: JU-RSP2026. كما يتقدم المؤلفون بخالص امتنانهم لكلية الصيدلة بجامعة جازان، جازان، المملكة العربية السعودية، لتوفير الموارد الأساسية التي سهلت الإتمام الناجح لهذا المشروع.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
مرشح طرد مركزي Amicon Ultra-2 mL (بحد قطع للوزن الجزيئي 3 kDa)Millipore، أيرلنداUFC200324
شبكة نحاسية مطلية بالكربون (دعامة عينة المجهر الإلكتروني النافذ)نظرًا لعدم وجود نص مصدر، يرجى تزويدي بالمحتوى العلمي المراد ترجمته من الإنجليزية إلى العربية.
كريموفور EL (خافض توتر سطحي غير أيوني، مشتق من زيت الخروع، تحليل) ≥98%)MedChemExpress، نيوجيرسي، الولايات المتحدة الأمريكيةHY-Y1890
أكياس الديلزة (بحد قطع للوزن الجزيئي يتراوح بين 12-14 كيلو دالتون)Spectrum Laboratories، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية08-670-3BB
ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO)Fisher Chemicals، المملكة المتحدة10162090
مصل جنين البقر (FBS)Gibco، بيزلي، المملكة المتحدة10270-106
المجهر الإلكتروني الماسح بانبعاث مجالي (FE-SEM)، موديل Apreo 2Thermo Fisher-FEI، الولايات المتحدة الأمريكية1229000
المجانس، HG 15DWiseTis، ألمانياDH.WHG02020
هيدروكسي يوريا (HU) (مقايسة ≥99%)سدير فارما، الرياض، المملكة العربية السعودية21L001
سلالة خلايا سرطان الثدي البشرية MCF-7American Type Culture Collection (ATCC)، الولايات المتحدة الأمريكيةHTB-22
قارئ الأطباق الدقيقة، SpectroStar NanoBMG LABTECH، أورتنبرغ، ألمانيا601-101
كاشف MTT (5 مجم/مل)شركة Invitrogen، سان دييغو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكيةM6494
محلول البنسلين-ستريبتوميسينSigma-Aldrich, سانت لويس، ميزوري، الولايات المتحدة الأمريكيةP4333
وسط RPMI 1640Gibco, Grand Island, NY, USA11875093
زيت السمسمتاجر محلي، جازان، المملكة العربية السعوديةنظرًا لعدم وجود نص مصدري، يرجى تزويدي بالنص الإنجليزي المراد ترجمته من محتوى JoVE العلمي والتعليمي، وسأقوم بترجمته إلى اللغة العربية وفقًا للمعايير المهنية والأكاديمية المحددة.
دوديسيل كبريتات الصوديوم (SDS) (خافض توتر سطحي أنيوني، درجة نقاء 90%)PanReac AppliChem، دارمشتات، ألمانيا28312
حمض الستياريك (بدرجة نقاء 95-106%)Himedia، مومباي، الهندGRM1425
مرشح حقنة (0.45 µm)Merck, SASLHV033RS
مجهر إلكتروني نافذ (TEM)، TalosThermo Fisher، الولايات المتحدة الأمريكيةلا ينطبق
تويين-80 (Tween-80) (T80) (خافض توتر سطحي غير أيوني، حمض الأوليك ≥58%)Loba Chemie، مومباي، الهندرقم المادة 06420
مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية والمرئيةShimadzu، كيوتو، اليابان220-92961-01
Zetasizer Nano ZS90Malvern Panalytical، مالفيرن، المملكة المتحدةZEN3690

المراجع

  1. Kushwaha AK, et al. A descriptive cross-sectional study on clinical epidemiology of different types of cancer in a tertiary care centre: insights from Eastern India. Cureus. 2024;16(6):e62529.
  2. National Cancer Institute. Cancer statistics. 2024. Available from: https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/statistics
  3. Bai X, et al. Sustained drug release from smart nanoparticles in cancer therapy: a comprehensive review. Micromachines. 2022;13(10):1623.
  4. Rajendra PKM, Balan AP, Selvaraj J, Jawahar N. Formulation and optimization of hydroxyurea loaded nanostructured lipid carriers using design of experiment for the effective treatment of ovarian cancer. Int J Appl Pharm. 2022;14(5):137-43.
  5. Bell V, Varzakas T, Psaltopoulou T, Fernandes T. Sickle cell disease update: new treatments and challenging nutritional interventions. Nutrients. 2024;16(2):258.
  6. Ware RE. How I use hydroxyurea to treat young patients with sickle cell anemia. Blood. 2010;115(26):5300-11.
  7. Lanzkron S, et al. Systematic review: hydroxyurea for the treatment of adults with sickle cell disease. Ann Intern Med. 2008;148(12):939-55.
  8. Pouton CW, Porter CJH. Formulation of lipid-based delivery systems for oral administration: materials, methods and strategies. Adv Drug Deliv Rev. 2008;60(6):625-37.
  9. Khan MS, et al. Potential of lipid-based nanocarriers against two major barriers to drug delivery-skin and blood-brain barrier. Membranes. 2023;13(3):343.
  10. Alam MI, et al. Nanostructured lipid carrier containing CNS acting drug: formulation, optimization and evaluation. Curr Nanosci. 2011;7(6):1014-27.
  11. Azhar SNAS, Ashari SE, Zainuddin N, Hassan M. Nanostructured lipid carriers-hydrogels system for drug delivery: nanohybrid technology perspective. Molecules. 2022;27(1):289.
  12. Haider M, Abdin SM, Kamal L, Orive G. Nanostructured lipid carriers for delivery of chemotherapeutics: a review. Pharmaceutics. 2020;12(3):288.
  13. Müller RH, Radtke M, Wissing SA. Nanostructured lipid matrices for improved microencapsulation of drugs. Int J Pharm. 2002;242(1-2):121-8.
  14. Makeen HA, et al. Preparation, characterization, and anti-cancer activity of nanostructured lipid carriers containing imatinib. Pharmaceutics. 2021;13(7):1086.
  15. Makeen HA, et al. Gefitinib loaded nanostructured lipid carriers: characterization, evaluation and anti-human colon cancer activity in vitro. Drug Deliv. 2020;27(1):622-31.
  16. Sultan MH, et al. Capecitabine-loaded NLC for breast cancer treatment: preparation, characterization, and in vitro evaluation. Curr Drug Deliv. 2025;22(7):968-82.
  17. Coache D, et al. Stability evaluation of compounded hydroxyurea 100 mg/mL oral liquids using a novel analytical method involving chemical derivatization. PLoS One. 2022;17(6):e0270206.
  18. Yasir MS, et al. Microemulsified gel formulations for topical delivery of clotrimazole: structural and in vitro evaluation. Langmuir. 2021;37(46):13767-77.
  19. Siddique MY, et al. Formulation of gelled microemulsion for effective permeation of celecoxib across the skin barrier. ChemistrySelect. 2024;9(3):e202302841.
  20. Naseem K, et al. Enzymes encapsulated smart polymer micro assemblies and their tuned multi-functionalities: a critical review. Int J Polym Mater Polym Biomater. 2024;73(9):785-816.
  21. Syam S, Abdelwahab SI, Al-Mamary MA, Mohan S. Synthesis of chalcones with anticancer activities. Molecules. 2012;17(6):6179-95.
  22. Lide DR. CRC handbook of chemistry and physics. CRC Press; Boca Raton, FL; 2009.
  23. Pei Y, Hinchliffe BA, Minelli C. Measurement of the size distribution of multimodal colloidal systems by laser diffraction. ACS Omega. 2021;6(22):14049-58.
  24. Mok ZH. The effect of particle size on drug bioavailability in various parts of the body. Pharm Sci Adv. 2024;2:100031.
  25. Zhang M, et al. Influencing factors and strategies of enhancing nanoparticles into tumors in vivo. Acta Pharm Sin B. 2021;11(8):2265-85. doi:10.1016/j.apsb.2021.03.033.
  26. Zhang Y, et al. Sodium dodecyl sulfate improved stability and transdermal delivery of salidroside-encapsulated niosomes via effects on zeta potential. Int J Pharm. 2020;580:119183.
  27. Westesen K, Bunjes H, Koch MHJ. Physicochemical characterization of lipid nanoparticles and evaluation of their drug loading capacity and sustained release potential. J Control Release. 1997;48(2-3):223-36.
  28. Bjørnestad VA, Lund R. Pathways of membrane solubilization: a structural study of model lipid vesicles exposed to classical detergents. Langmuir. 2023;39(11):3914-33.
  29. Rao VRS, Shao J. Self-nanoemulsifying drug delivery systems (SNEDDS) for oral delivery of protein drugs. Int J Pharm. 2008;362(1-2):2-9.
  30. Weiszhár Z, et al. Complement activation by polyethoxylated pharmaceutical surfactants: Cremophor-EL, Tween-80 and Tween-20. Eur J Pharm Sci. 2012;45(4):492-8.
  31. Khan ZU, et al. Physicochemical characterizations and pharmacokinetic evaluation of pentazocine solid lipid nanoparticles against inflammatory pain model. Pharmaceutics. 2022;14(2):409.
  32. Beloqui A, et al. Nanostructured lipid carriers: promising drug delivery systems for future clinics. Nanomedicine. 2016;12(1):143-61.
  33. Samari-Kermani M, Jafari S, Rahnama M, Raoof A. Ionic strength and zeta potential effects on colloid transport and retention processes. Colloid Interface Sci Commun. 2021;42:100389.
  34. Duplâtre G, Ferreira Marques MF, Da Graça Miguel M. Size of sodium dodecyl sulfate micelles in aqueous solutions as studied by positron annihilation lifetime spectroscopy. J Phys Chem. 1996;100(41):16608-12.
  35. Hanafy AS, Farid RM, ElGamal SS. Complexation as an approach to entrap cationic drugs into cationic nanoparticles administered intranasally for Alzheimer’s disease management: preparation and detection in rat brain. Drug Dev Ind Pharm. 2015;41(12):2055-68.
  36. Witayaudom P, Klinkesorn U. Effect of surfactant concentration and solidification temperature on the characteristics and stability of nanostructured lipid carrier prepared from rambutan kernel fat. J Colloid Interface Sci. 2017;505:1082-92.
  37. Öztürk K, Kaplan M, Çalış S. Effects of nanoparticle size, shape, and zeta potential on drug delivery. Int J Pharm. 2024;666:124799.
  38. Lavagna, E., Bochicchio, D., De Marco, A.L., Güven, Z.P., Stellacci, F. and Rossi, G., 2022. Ion-bridges and lipids drive aggregation of same-charge nanoparticles on lipid membranes. Nanoscale, 14.(18), pp.6912-6921.
  39. Ye J, et al. Comparative colloidal stability of commercial amphotericin B nanoformulations using dynamic and static multiple light scattering techniques. Int J Nanomedicine. 2022;17:6047-64.
  40. Honary S, Zahir F. Effect of zeta potential on the properties of nano-drug delivery systems-a review (Part 2). Trop J Pharm Res. 2013;12(2):265-73.
  41. Doktorovova S, Souto EB, Silva AM. Nanotoxicology applied to solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers-a systematic review of in vitro data. Eur J Pharm Biopharm. 2014;87(1):1-18.
  42. Bnyan R, et al. Surfactant effects on lipid-based vesicles properties. J Pharm Sci. 2018;107(5):1237-46.
  43. Adepu S, Ramakrishna S. Controlled drug delivery systems: current status and future directions. Molecules. 2021;26(19):5905.
  44. Müller RH, Mäder K, Gohla S. Solid lipid nanoparticles for controlled drug delivery-a review of the state of the art. Eur J Pharm Biopharm. 2000;50(1):161-77.
  45. Das S, et al. Formulation design, preparation and physicochemical characterizations of solid lipid nanoparticles containing a hydrophobic drug: effects of process variables. Colloids Surf B Biointerfaces. 2011;88(1):483-9.
  46. Naseri N, Valizadeh H, Zakeri-Milani P. Solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers: structure, preparation and application. Adv Pharm Bull. 2015;5(3):305-13.
  47. Pardeike J, Hommoss A, Müller RH. Lipid nanoparticles in cosmetic and pharmaceutical dermal products. Int J Pharm. 2009;366(1-2):170-84.
  48. Chauhan I, et al. Nanostructured lipid carriers: a groundbreaking approach for transdermal drug delivery. Adv Pharm Bull. 2020;10(2):150-65.
  49. Ali A, et al. Solid lipid-based nanoparticular system for sustained release and enhanced in vitro cytotoxic effect of 5-fluorouracil on skin melanoma and squamous cell carcinoma. PLoS One. 2023;18(2):e0281004.
  50. Miyazawa T, et al. A critical review of the use of surfactant-coated nanoparticles in nanomedicine and food nanotechnology. Int J Nanomedicine. 2021;16:3937-99.
  51. Garg J, Pathania K, Sah SP, Pawar SV. Nanostructured lipid carriers: a promising drug carrier for targeting brain tumors. Future J Pharm Sci. 2022;8(1):25.
  52. Raza F, et al. Recent advances in the targeted delivery of paclitaxel nanomedicine for cancer therapy. Mater Adv. 2022;3(5):2268-90.
  53. Alam MI, et al. Determining the anticancer effect of gefitinib-loaded NLCs through investigating the inflammatory cytokine (JAK-STAT) pathway. Res J Pharm Technol. 2024;17(11):4968-74.
  54. Akbari A, et al. Development and characterization of nanoliposomal hydroxyurea against BT-474 breast cancer cells. Adv Pharm Bull. 2020;10(1):39-45.
  55. Iqbal MA, et al. Nanostructured lipid carriers system: recent advances in drug delivery. J Drug Target. 2012;20(10):813-30.
  56. Heeney MM, et al. Chemical and functional analysis of hydroxyurea oral solutions. J Pediatr Hematol Oncol. 2004;26(3):179-84.
  57. Santos SS, Dos Santos IG, Da Silva CV, Cazedey ECL. Qualitative analysis of hydroxyurea. Drug Anal Res. 2020;4(1):18-21.
  58. Tazhbayev Y, Mukashev O, Burkeev M, Kreuter J. Hydroxyurea-loaded albumin nanoparticles: preparation, characterization, and in vitro studies. Pharmaceutics. 2019;11(8):410.
  59. Sato H, Yamada K, Miyake M, Onoue S. Recent advancements in the development of nanocarriers for mucosal drug delivery systems to control oral absorption. Pharmaceutics. 2023;15(12):2708.
  60. Mehnert W, Mäder K. Solid lipid nanoparticles: production, characterization and applications. Adv Drug Deliv Rev. 2001;47(2-3):165-96.
  61. Danaei M, et al. Impact of particle size and polydispersity index on the clinical applications of lipidic nanocarrier systems. Pharmaceutics. 2018;10(2):57.
  62. Fröhlich E. The role of surface charge in cellular uptake and cytotoxicity of medical nanoparticles. Int J Nanomedicine. 2012;7:5577-91.
  63. Zhang W, et al. Effects of morphology and size of nanoscale drug carriers on cellular uptake and internalization process: a review. RSC Adv. 2023;13(1):80-114.
  64. Wang HX, et al. Surface charge critically affects tumor penetration and therapeutic efficacy of cancer nanomedicines. Nano Today. 2016;11(2):133-44.
  65. Musielak E, Feliczak-Guzik A, Nowak I. Optimization of the conditions of solid lipid nanoparticles synthesis. Molecules. 2022;27(7):2202.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

إيصال الهيدروكسي يورياكفاءة التغليفحجم الجسيماتجهد زيتاتوليفات المواد الخافضة للتوتر السطحيالنشاط المضاد للسرطانالامتصاص الخلوي
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.