Article de méthode

Développement et caractérisation d’un film hydrogel à base d’alginate et d’aloe vera chargé d’acide fusidique

1.9K vues

⸱

DOI :

10.3791/67068

⸱

13 décembre 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

Dans cet article

Résumé

Une formulation de film d’hydrogel chargé d’acide fusidique a été développée avec différents ratios d’Aloe vera et caractérisée dans cette étude.

Résumé

Un nouveau film d’hydrogel chargé d’acide fusidique a été préparé par la technique de coulée au solvant à l’aide d’alginate et d’aloe vera. Les films d’hydrogel ont été optimisés à l’aide de différents ratios d’alginate de sodium, d’aloe vera et de glycérine. Les films contenant 10 % de glycérine (p/p d’alginate) présentaient le meilleur aspect. L’incorporation d’Aloe vera a influencé l’épaisseur, le comportement de gonflement, la perméabilité à la vapeur d’eau et le profil de libération de médicament des films d’hydrogel. Une teneur plus élevée en aloe vera a entraîné des films plus épais (jusqu’à un certain rapport), une augmentation de l’enflure, une réduction de la perméabilité à la vapeur d’eau et une libération prolongée du médicament jusqu’à 93 % sur 12 heures. L’analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a confirmé la présence de groupes fonctionnels clés et l’interaction entre les composants de l’hydrogel. L’étude suggère que la combinaison d’alginate de sodium, d’aloe vera et de glycérine peut améliorer les propriétés mécaniques et les profils de libération de médicaments des films d’hydrogel, ce qui en fait une option prometteuse pour l’administration de médicaments topiques améliorés et les applications de cicatrisation des plaies.

Introduction

L’acide fusidique est un puissant antibiotique stéroïdien dérivé de Fusidium coccineum. Il est largement utilisé pour traiter les infections cutanées staphylococciques et l’impétigo. Ce médicament a une efficacité élevée, même contre les souches résistantes aux antibiotiques, et une faible toxicité, ce qui en fait une option appropriée pour gérer les infections cutanées1. Contrairement à d’autres antibiotiques topiques, l’acide fusidique pénètre profondément dans la peau, renforçant ses effets antimicrobiens, en particulier dans les zones où la barrière protectrice de la peau est endommagée. Sa structure permet des caractéristiques de solubilité polyvalentes, permettant une distribution généralisée dans tous les tissus corporels, qui est encore améliorée dans sa forme de fusidate de sodium pour une meilleure solubilité dans l’eau et des taux de pénétration 2,3. L’acide fusidique peut être administré de différentes manières, notamment par voie orale, intraveineuse et topique, s’adaptant ainsi aux différents besoins de traitement et ce qui en fait un choix flexible pour diverses infections4.

Les hydrogels, avec leur teneur élevée en eau et leur biocompatibilité, sont devenus des vecteurs innovants pour les antibiotiques dans le traitement des plaies, offrant une rétention d’humidité, une libération contrôlée des médicaments et de meilleurs résultats pour les patients. Ils sont fabriqués à partir de polymères naturels ou synthétiques comme l’alginate, qui est favorisé pour sa forte biocompatibilité, son prix abordable et ses propriétés de gélification qui imitent les matrices extracellulaires des tissus naturels5. Les hydrogels à base d’alginate, en particulier, offrent un environnement humide propice à la cicatrisation des plaies, n’adhèrent pas à la plaie et permettent un retrait facile, ce qui les rend idéaux pour délivrer des substances bioactives et favoriser la régénération des tissus. Le développement d’hydrogels encapsulant des antibiotiques représente une avancée significative dans le traitement des plaies, assurant une administration ciblée de médicaments et des effets thérapeutiques durables 6,7.

L’hydrogel d’alginate et d’aloe vera chargé en acide fusidique proposé vise à surmonter les problèmes de solubilité de l’acide fusidique et à améliorer sa pénétration cutanée. L’aloe vera, connu pour ses propriétés bénéfiques pour la peau, hydratantes et antibactériennes, sert également d’amplificateur de pénétration chimique, améliorant potentiellement l’efficacité de l’acide fusidique dans le traitement des infections cutanées 8,9. Cette formulation innovante exploite les effets synergiques de l’aloe vera et de l’hydrogel d’alginate pour créer un environnement propice à la guérison, optimiser l’administration des médicaments et offrir une solution prometteuse pour un traitement amélioré des infections cutanées, en tirant le meilleur parti de la puissante activité antimicrobienne de l’acide fusidique avec une administration améliorée et des résultats de guérison10.

Protocole

Les détails des réactifs et de l’équipement utilisés dans cette étude sont énumérés dans la table des matériaux.

1. Préparation des films d’hydrogel d’acide fusidique

  1. Préparez des solutions d’alginate de sodium (2,0 % p/v) et d’Aloe vera (1,0 % p/v) en les dissolvant dans de l’eau distillée.
  2. Ajouter 200 mg d’acide fusidique à la solution d’alginate de sodium et remuer pendant 1 h.
  3. Ajouter du glycérol à la solution d’alginate à des concentrations de 10 %, 12 % et 14 % (p/p, en fonction de la masse d’alginate).
  4. Combinez les solutions d’alginate et d’aloe vera pour obtenir des rapports finaux alginate/aloe vera (v/v) de 100:0, 90:10, 80:20 et 75:25.
  5. Verser 25 ml de chaque mélange dans des boîtes de Pétri en verre (100 mm x 20 mm) et laisser sécher à température ambiante (25 °C) et à humidité contrôlée (50 %) pendant 2 jours.
  6. Immerger les films séchés dans une solution aqueuse de chlorure de calcium (CaCl2) (5,0 % p/v) pendant 5 min pour obtenir les films d’hydrogel.
  7. Lavez les films obtenus avec de l’eau distillée et séchez-les à température ambiante avant utilisation.

2. Détermination de l’épaisseur du film

  1. Utilisez un micromètre numérique pour mesurer l’épaisseur du film11.
  2. Prenez des mesures à cinq points distincts du film.
  3. Enregistrez les mesures obtenues à partir de chaque point.
  4. Calculez l’épaisseur moyenne du film sur la base des mesures prises.

3. Détermination de l’indice de gonflement

  1. Coupez les échantillons de film en carrés de 2 cm x 2 cm à l’aide d’un couteau de laboratoire.
  2. Pesez chaque échantillon avec précision.
  3. Faire tremper les échantillons dans un tampon PBS (pH 6,8) à température ambiante pendant 24 h.
  4. Absorbez tout excès d’eau sur la surface du film à l’aide de papier filtre.
  5. Pesez à nouveau les échantillons.
  6. Pesez les films à différents intervalles de temps. Calculez la capacité de gonflement à l’aide de l’équation suivante :
    figure-protocol-1
    REMARQUE : Wh représente le poids hydraté de l’échantillon, et Wd correspond au poids sec de l’échantillon.

4. Test de perméabilité ou d’occlusion à la vapeur d’eau

  1. Couvrir l’ouverture d’un bécher en verre contenant 50 mL d’eau avec du papier filtre11.
  2. Appliquez une solution filmogèner sur l’un des papiers et laissez-le développer un film.
  3. Conservez le bécher à température et humidité ambiantes.
  4. Évaluez la perméabilité du film à l’eau en fonction de la diminution du poids de l’eau dans le bécher.
  5. Pour déterminer l’évaluation de la perméabilité à la vapeur d’eau du film d’hydrogel préparé, utilisez la formule suivante :
    figure-protocol-2
    REMARQUE : Le facteur d’occlusivité, F, mesure la perméabilité d’un film. Il est déterminé en calculant la différence de poids de l’eau entre un bécher en verre recouvert de papier filtre sans film et un bécher en verre recouvert de papier filtre recouvert de film. Une valeur de facteur d’occlusivité plus faible indique une plus grande perméabilité du film.

5. Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)

  1. Placez l’échantillon d’hydrogel sur le cristal ATR de la machine de spectroscopie FTIR.
  2. Réglez la plage de numéros d’onde sur 4000-400 cm−1.
  3. Réglez la fréquence de balayage sur 60 balayages par échantillon.
  4. Réglez la résolution sur 4 cm−1.
  5. Enregistrez un bruit de fond avant chaque échantillon.
  6. Exécutez l’analyse de chaque échantillon d’hydrogel individuellement.
  7. Analyser les spectres FTIR de chaque échantillon d’hydrogel pour confirmer les groupes fonctionnels et examiner les interactions entre tous les composants12.
  8. Répétez l’analyse pour l’aloe vera brut, l’alginate de sodium, la glycérine et l’acide fusidique séparément.

6. Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

  1. Utiliser un instrument d’analyse thermique disponible dans le commerce pour acquérir des profils thermiques.
  2. Fabriquez les échantillons de mesure à partir de plusieurs pièces circulaires découpées dans le film polymère.
  3. Examinez la plage de température de 25 à 230 °C.
  4. Réglez la vitesse de chauffage/refroidissement à 20 °C/min.
  5. Effectuez l’étalonnage de la température et de l’enthalpie à l’aide d’indium standard avec un logiciel compatible.

7. Test de libération de drogue

  1. Préparez une solution de 50 mL de PBS (pH = 7,4) comme milieu de dissolution.
  2. Immerger les films d’hydrogel dans du PBS à 37 °C pendant 24 h en agitant à 50 tr/min.
  3. À des intervalles prédéterminés, prélever 2 mL des échantillons.
  4. Diluez et filtrez les échantillons collectés à l’aide d’un filtre à seringue.
  5. Réapprovisionnez rapidement un volume équivalent de PBS.
  6. Évaluer les concentrations d’acide fusidique libérées à l’aide d’un spectrophotomètre UV, en mesurant l’absorption à 285 nm.
  7. Évaluer la cinétique de libération de l’acide fusidique à l’aide des modèles d’ordre zéro, de premier ordre, de Higuchi et de Korsmeyer-Peppas4.

Résultats

Préparation du film hydrogel d’alginate/Aloe vera
Différents ratios d’alginate de sodium, d’aloe vera et de glycérine ont été utilisés pour préparer la formulation du film d’hydrogel. La préparation finale et l’évaluation des formulations ont été effectuées uniquement avec 10 % de glycérine (p/p d’alginate). La figure 1 montre le film d’hydrogel avec différents ratios d’Aloe vera . Cette sélection a été faite parce que d’autres ratios de glycérine n’offraient pas l’adhérence et la flexibilité nécessaires, ce qui entraînait des films mal formés. La forte adhérence et l’élasticité des films étaient dues à la présence d’alginate de sodium et de glycérine. L’ajout d’Aloe vera n’a pas modifié l’apparence mais a affecté la viscosité des solutions pendant la préparation.

Épaisseur
Les résultats d’épaisseur sont présentés dans le tableau 1. L’échantillon témoin A, qui ne contenait que de l’alginate, avait une épaisseur de 0,11 mm. Au fur et à mesure que la proportion d’Aloe vera augmentait dans les échantillons B et C, l’épaisseur du film augmentait, mesurant respectivement 0,13 mm et 0,12 mm. Cependant, l’échantillon D, qui avait la plus forte proportion d’Aloe vera, avait la pellicule la plus mince à 0,09 mm. Sur la base de ces résultats, il semble que l’ajout d’Aloe vera puisse avoir un certain effet sur l’épaisseur du film dans une certaine mesure.

Indice de gonflement
L’évaluation de la capacité des hydrogels à absorber divers liquides est un aspect clé de cette recherche. L’accent est mis sur la compréhension de la capacité des polymères à gonfler dans différentes conditions. Comme l’illustre la figure 2, les résultats de l’indice de gonflement au fil du temps révèlent l’influence des différentes concentrations d’Aloe vera sur la capacité d’absorption d’eau des films à base d’alginate. Le film avec 0 % d’Aloe vera (A) a présenté l’indice de gonflement le plus bas après 24 h (364,8 %). En revanche, les échantillons avec une teneur croissante en Aloe vera ont montré des indices de gonflement progressivement plus élevés, le film 25:75 (D) atteignant la valeur la plus élevée d’environ 549 %. Ces résultats indiquent que les propriétés hydrophiles de l’Aloe vera jouent un rôle important dans l’amélioration du comportement gonflant des films. La figure 3 montre le film d’hydrogel avant et après le gonflement.

Test de perméabilité à la vapeur d’eau ou d’occlusion
La perméabilité à la vapeur d’eau des films a été évaluée en comparant la quantité d’eau dans un bécher avec et sans les films. D’après les résultats présentés dans le tableau 2, l’échantillon témoin sans Aloe vera n’a montré aucun effet d’occlusion, tandis que les autres échantillons ont montré une augmentation du facteur d’occlusivité lors de l’ajout d’Aloe vera. L’échantillon B avait un facteur d’occlusivité de 13,2, tandis que les échantillons C et D avaient le facteur d’occlusivité le plus élevé de 20. Cela indique que l’ajout d’Aloe vera a contribué à diminuer la perméabilité à la vapeur d’eau (WVP) des films d’alginate.

Analyse structurelle par FTIR
La figure 4 montre les spectres FTIR des formulations d’hydrogel contenant de l’acide fusidique, ainsi que les spectres des matières premières, notamment l’alginate de sodium, l’aloe vera, la glycérine et l’acide fusidique. Les spectres de la formulation de l’hydrogel montrent une large bande d’absorption autour de 3200-3400 cm−1 et une bande à environ 1636 cm−1, ce qui correspond à l’étirement des groupes O-H attribué à l’alginate de sodium, à l’aloe vera et à la glycérine, ainsi qu’à la vibration d’étirement asymétrique des groupes COO de l’alginate, respectivement13. De plus, le pic d’absorption à environ 1330-1340 cm−1 reflète la vibration de flexion du groupe C-H, tandis que le pic à 1171 cm−1 est lié à la vibration d’étirement C-O de l’alginate de sodium.

Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)
La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) a été utilisée pour analyser le comportement thermique de l’alginate de sodium, de l’aloe vera, de l’acide fusidique pur et du film d’hydrogel chargé de médicaments. Le thermogramme de l’alginate de sodium a montré un pic endothermique à environ 132 °C (comme le montre la figure 5). D’autre part, le thermogramme d’Aloe vera présentait plusieurs pics. L’analyse DSC de l’acide fusidique pur a montré un pic endothermique net et bien défini à 184,5 °C. Pour le film d’hydrogel chargé de médicament, seul un pic large a été détecté entre 103 °C et 170 °C, sans pics de fusion pour les composants ou le médicament.

Libération de médicaments
La libération in vitro du médicament a été examinée pour tous les échantillons pendant 24 heures à l’aide d’une solution de PBS à pH 7,4. Les échantillons de film ont montré une libération progressive du médicament, probablement en raison de la structure compacte de l’hydrogel. Les échantillons contenant de l’aloe vera ont montré une libération de 89,7 % à 93 % d’acide fusidique dans les 12 heures, tandis que le film témoin sans aloe vera a libéré tous les médicaments après 12 heures, comme le montre la figure 6. Différents modèles cinétiques de libération ont été évalués pour l’acide fusidique. Les résultats sont présentés dans le tableau 3. Les résultats de libération de médicament ont été mieux ajustés avec le modèle de libération d’ordre zéro, qui présentait les valeurs R2 les plus élevées.

figure-results-1
Figure 1 : Aspect physique des films d’hydrogel chargés d’acide fusidique. Photographies de films d’alginate d’hydrogel et d’Aloe vera chargés d’acide fusidique à divers ratios : (A) 100:0, (B) 90:10, (C) 80:20 et (D) 75:25, observées sous un grossissement de 4x. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

figure-results-2
Figure 2 : Indice de gonflement des films d’hydrogel. Le pourcentage d’indice de gonflement des films d’alginate/hydrogel d’Aloe vera chargés d’acide fusidique à différents ratios : (A) 100:0, (B) 90:10, (C) 80:20 et (D) 75:25. Les barres d’erreur représentent l’écart-type (ET), n = 3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

figure-results-3
Figure 3 : Film d’hydrogel avant et après gonflement. Comparaison d’un film d’hydrogel (A) avant et (B) après gonflement, illustrant les changements d’aspect physique dus au processus de gonflement. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

figure-results-4
Figure 4 : Analyse du spectre FTIR. Spectres FTIR de divers composants et formulations : (A) acide fusidique, (B) alginate de sodium, (C) Aloe vera, (D) glycérine, (E) formulation 100:0, (F) formulation 90:10, (G) formulation 80:20 et (H) formulation 75:25. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

figure-results-5
Figure 5 : Thermogramme DSC des formulations d’hydrogel. Thermogrammes de calorimétrie différentielle à balayage (DSC) de la formulation d’hydrogel, d’acide fusidique, d’alginate et d’Aloe vera, montrant les propriétés thermiques et les transitions. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

figure-results-6
Figure 6 : Libération cumulative de médicament à partir de films d’hydrogel. Libération cumulative de médicament à partir de films d’alginate/hydrogel d’Aloe vera chargés en acide fusidique à différents ratios : (A) 100:0, (B) 90:10, (C) 80:20 et (D) 75:25. Les barres d’erreur représentent l’écart-type (ET), avec n = 3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Échantillons de filmsÉpaisseur (mm)
A (100:0)0,11 ± 0,01
B (90:10)0,13 ± 0,01
C (80:20)0,12 ± 0,01
D (75:25)0,09 ± 0,01

Tableau 1 : Épaisseur des formulations de films d’hydrogel. Mesures de l’épaisseur de diverses formulations de film d’hydrogel d’alginate/Aloe vera , avec n = 3.

ÉchantillonsRéduction du volume d’eau (mL)Facteur d’occlusivité
Contrôle2,50 ± 0,00-
A (100:0)2,50 ± 0,410
B (90:10)2,17 ± 0,2413,2 ± 0,5
C (80:20)2,00 ± 0,1120,0 ± 0,3*
D (75:25)2,00 ± 0,0220,0 ± 0,21*

Tableau 2 : Réduction du volume d’eau et du facteur d’occlusivité. Données sur la réduction du volume d’eau (mL) et du facteur d’occlusivité des formulations de film hydrogel d’alginate/Aloe vera , avec n = 3. *p≤ 0,005.

Ordre zéroPremier OrdreKorsmeyer-PeppasHiguchi
F1 (100:0)R20.9950.66070.99250.9142
F2 (90:10)R20.9950.6670.99170.9141
F3 (80:20)R20.9950.66740.99170.9141
F4 (75:25)R20.9950.66740.99170.9141

Tableau 3 : Cinétique de libération de l’acide fusidique. Coefficients de corrélation et cinétique de libération de l’acide fusidique à partir des formulations d’hydrogels, démontrant les modèles mathématiques utilisés dans l’analyse.

Discussion

L’acide fusidique a été incorporé dans des films d’hydrogel d’alginate avec divers ratios d’aloe vera et de glycérine. La présence d’Aloe vera n’a pas affecté l’apparence, mais une diminution de la viscosité a été observée dans les solutions contenant de l’Aloe vera pendant la préparation. Les résultats des tests d’épaisseur suggèrent que l’inclusion d’Aloe vera peut avoir un certain impact sur l’épaisseur du film dans une certaine mesure, mais elle n’est pas considérée comme significative. En général, il n’y a pas d’épaisseur idéale qui convienne à toutes les applications. Cependant, la recherche a indiqué que les propriétés adhésives et mécaniques des films sont influencées par l’épaisseur, les films plus minces pouvant conduire à des taux de transition de vapeur d’eau plus rapides et à un meilleur maintien d’un environnement humide pour la cicatrisation des plaies14.

L’étude de la capacité de gonflement des hydrogels est un axe clé de la recherche, car elle vise à évaluer la capacité des polymères à absorber différents liquides. Les résultats montrent que les caractéristiques hydrophiles de l’Aloe vera contribuent de manière significative à améliorer le comportement de gonflement des films. L’augmentation des indices de gonflement indique que l’Aloe vera a facilité une plus grande absorption d’eau, peut-être en retenant l’humidité et en créant une structure hydratée semblable à un gel dans la matrice du film15. Le comportement gonflant observé des films d’hydrogel peut être dû à la teneur en polysaccharides de l’Aloe vera. À de faibles niveaux, les polysaccharides peuvent entraver la connexion entre les chaînes d’alginate, ce qui entraîne une structure moins compacte et potentiellement moins de gonflement initial. Cependant, à des concentrations plus élevées, ces polysaccharides peuvent aider à la réticulation, créant un réseau plus dense capable de retenir plus d’eau et d’augmenter l’indice de gonflement16.

La perméabilité à la vapeur d’eau (PVE) d’un film comestible est déterminée par la proportion de groupes hydrophiles et non hydrophiles contenus dans le film. Ce rapport joue un rôle majeur dans la façon dont la matrice du film interagit avec les molécules d’eau17. L’incorporation d’Aloe vera a réduit le WVP des films d’alginate. Des résultats similaires ont été obtenus dans une autre étude portant sur l’effet des concentrations de chitosane et d’extrait d’aloe vera sur les propriétés physicochimiques des biofilms de chitosane, où une diminution de la perméabilité à la vapeur d’eau a été signalée avec l’ajout d’Aloe vera18. La réduction de la WVP peut résulter de l’interaction entre les polysaccharides de grande taille moléculaire présents dans l’Aloe vera et l’alginate, ce qui minimise l’espace intermoléculaire total disponible pour le mouvement de l’eau19. En conséquence, bien que l’effet soit insignifiant, les films d’hydrogel incorporant de l’Aloe vera ont démontré un effet occlusif accru par rapport au film témoin. Cela peut créer un environnement plus chaud et humide à l’intérieur du site de la plaie, ce qui peut aider à la cicatrisation de la plaie en réduisant la nécrose des tissus et en facilitant la communication cellulaire20.

Tous les échantillons de film d’hydrogel ont montré une libération progressive du médicament, probablement attribuée à la structure compacte des hydrogels21. Les résultats démontrent qu’une augmentation de la teneur en Aloe vera entraîne un léger ralentissement de la libération du médicament, favorisant un effet de libération prolongée du médicament. Cela s’aligne sur les résultats de Mahmood et al., indiquant que l’utilisation de réseaux polymères à base d’Aloe vera offre une méthode efficace pour obtenir une administration soutenue de médicaments22. L’analyse FTIR est essentielle pour identifier rapidement et efficacement les molécules chimiques encapsulées. Il est particulièrement utile pour examiner les altérations chimiques au sein des polymères, telles que les modifications des bandes d’étirement ou de flexion résultant de l’incorporation de médicaments23. Tous les pics associés à l’acide fusidique se sont révélés absents dans tous les hydrogels chargés d’acide fusidique, ce qui indique que l’acide fusidique a été incorporé avec succès dans les hydrogels. D’après les résultats de la figure 4, le film d’hydrogel chargé d’acide fusidique présentait un large pic entre 103 °C et 170 °C, sans composants évidents ni pics de fusion de médicament. Cela indique que le médicament et les composants étaient uniformément répartis dans l’hydrogel au niveau moléculaire, ce qui suggère que le système d’hydrogel a été formé avec succès et que les ingrédients ont été bien incorporés dans le réseau de polymères rigides réticulés de l’hydrogel22. La cinétique de libération de l’acide fusidique a été déterminée à partir des valeurs du coefficient de régression le plus élevé (R2)23. Les résultats des valeurs R2 suggèrent que le modèle d’ordre zéro décrit le plus précisément la libération d’acide fusidique par le polymère, indiquant un taux de libération constant indépendant de la quantité restante de médicament. Cela correspond aux applications connues de la cinétique d’ordre zéro dans les systèmes de libération modifiée, tels que les patchs transdermiques, où le médicament diffuse à travers une membrane polymère à un rythme constant. Les systèmes d’administration de médicaments d’ordre zéro ont le potentiel d’améliorer l’observance des patients et de réduire les effets secondaires indésirables dus à des doses fréquentes24,25. Des films d’hydrogel d’alginate/chitosane réticulés avec 0,5 M de CaCl2 ont montré une cinétique de libération d’ordre zéro auparavant. L’abaissement de la réticulation CaCl2 a permis de passer de l’ordre zéro au modèle26 de Korsmeyer-Peppas.

Limitations
Bien que la coulée de solvant et la réticulation avec CaCl2 offrent une approche simple de la préparation d’un film d’hydrogel, elles ont des limites. Des facteurs tels que la concentration de CaCl2, la composition de l’alginate et les conditions de coulée peuvent influencer la réticulation, tandis que l’obtention d’un contrôle précis peut être difficile. Une réticulation excessive avec CaCl2 a été signalée comme conduisant à des films cassants sujets à la fissuration ou à la rupture. Les propriétés mécaniques (résistance, élasticité) des films peuvent varier en fonction du degré de réticulation obtenu, ce qui entraîne des incohérences27,28. En conclusion, il existe un certain nombre de limitations liées à la résistance mécanique, à la sensibilité à l’eau, à l’uniformité, aux conditions de traitement, à l’adhérence, aux propriétés barrières et à l’impact environnemental qui doivent être soigneusement évaluées en fonction de l’application prévue des films, même si la coulée au solvant avec de l’alginate et de l’aloe vera offre des avantages tels que la biocompatibilité et la bioactivité potentielle. De plus, la simplicité de la méthode de coulée par solvant en fait un bon choix pour la production à l’échelle du laboratoire. Par conséquent, afin de garantir une évaporation appropriée du solvant et la formation d’un film sur une plus grande surface, l’entartrage peut nécessiter certains outils et ajustements.

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Cette étude a été financée par le numéro de projet de soutien aux chercheurs de l’Université Princess Nourah bint Abdulrahman (PNURSP2024R30), Université Princess Nourah bint Abdulrahman, Riyad, Arabie saoudite. Cette recherche a été financée par le numéro de projet de soutien aux chercheurs (RSPD2024R811), Université du roi Saoud, Riyad, Arabie saoudite.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Aloe veraFournisseur local, Kuala Lumpur, MalaisieC’était de l’écorce d’aloe vera brute et préparé les matériaux dans notre laboratoire
M Chemicals
Calorimétrie différentielle à balayageNetzsch-GruppeDSC 300 Caliris
Spectroscopie FTIRPerkin Elmer107914
Acide fusidiqueSigma-Aldrich, St. Louis, MO, États-UnisMatériaude référence PHR2810 certifié, étalon secondaire pharmaceutique
Glycérine  ;Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, États-UnisPHR1020Pharmacopée des États-Unis (USP) Norme de référence
Micromètre à visBlomker Industries, Malaisie
NETZSCH proteus software  ;Netzsch-GruppeDSC 300 Caliris
Phosphate Tampon SalineSigma-Aldrich, St. Louis, MO, USAP4417Comprimés
Alginate de sodiumSigma-Aldrich, St. Louis, MO, USAW201502
instrument d’analyse thermique  ; NETZSCH  ;DSC Caliris
SPECTROPHOTOMÈTRE UV / UV LINE-9400  ;SECOMAM/ 8512047
.

Références

  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).

Réimpressions et autorisations

Demander l’autorisation de réutiliser le texte ou les figures de cet article JoVE

Demander une autorisation

Mots-clés

Hydrogel d acide fusidiquepr paration de film d hydrogelcoul e de solvantcicatrisation des plaiesadministration locale de m dicamentsadministration transdermique de m dicamentscomportement de gonflementperm abilit la vapeur d eauanalyse FTIR

Articles connexes