Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Synthese van met zwarte zaadolie beladen, op alginaat gebaseerde, pH-gevoelige korrels met behulp van elektrospuittechniek

994 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66958

⸱

18 oktober 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

In dit artikel

Samenvatting

Er wordt een techniek gepresenteerd die gebruik maakt van een hoge elektrische spanning en een gerichte, met actieve ingrediënten beladen emulsie om pH-responsieve, uniforme microbeads te fabriceren.

Samenvatting

Zwarte zaadolie (BSO), afgeleid van de zaden van de Nigella sativa-plant , heeft de aandacht getrokken vanwege zijn potentiële kankerbestrijdende eigenschappen, vooral in de context van darmkanker. De actieve stof, thymoquinon, kan helpen de groei van kankercellen te remmen en apoptose in darmkankercellen te induceren. Bovendien kunnen de ontstekingsremmende en antioxiderende effecten van zwarte zaadolie bijdragen aan een gezonder darmmilieu, waardoor het risico op kanker mogelijk wordt verminderd. Daarom werden in deze studie pH-gevoelige alginaatkorrels gesynthetiseerd om BSO op een gecontroleerde manier in de dikke darm af te leveren zonder het medicijn vrij te geven bij pH 1,2 (maag), waardoor een goed gedefinieerd afgiftepatroon bij pH 6,8 werd verkregen. Het gebruik van elektrospraytechnologie verbetert de procesprestaties door het gemakkelijker te maken om kleine, homogene korrels te formuleren met een hogere zwelling en diffusie in het gastro-intestinale medium.

De geformuleerde kralen werden gekarakteriseerd door een ex-vivo mucoadhesieve sterktetest, parelgrootte, bolvormfactor (SF), inkapselingsefficiëntie (EE), scanning-elektronenmicroscoop (SEM), in vitro zwellingsgedrag (SB) en in vitro medicijnafgifte in zure en buffermedia. Al deze gefabriceerde kralen vertoonden in deze tests bescheiden afmetingen van 0,58 ± 0,01 mm en een bolvorm van 0,03 ± 0,00 mm. De formulering vertoonde veelbelovende zwevende en afgevende eigenschappen in vitro. Met een zeer laag cumulatief percentage kralen was de olie EE van 90,13% ± 0,93% hoog, en de afgiftestudie toonde meer dan 90% aan in pH 6,8 met een goed drijvend karakter in de maag. Bovendien waren de kralen gelijkmatig verdeeld over de darm. De elektrospray-aanpak die in dit protocol wordt gebruikt, kan reproduceerbaar zijn en consistente resultaten opleveren. Daarom kan dit protocol worden gebruikt voor grootschalige productie voor commercialiseringsdoeleinden.

Inleiding

Zwart zaad, en meer in het bijzonder BSO, wordt al eeuwenlang gebruikt om een breed scala aan ziekten te genezen vanwege de gevestigde geneeskrachtige eigenschappen. Thymoquinone is misschien wel een van de belangrijkste fytochemicaliën die in BSO1 worden aangetroffen. In de afgelopen jaren hebben onderzoekers de potentiële therapeutische voordelen van thymoquinone in vivo en in vitro bestudeerd en empirisch bewijs geleverd om het gebruik van BSO te ondersteunen. Antihypertensieve, antibacteriële, antihistaminische, schimmelwerende, pijnstillende, antidiabetische, lipidenverlagende en ontsteki....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. Bereiding van alginaat-BSO-emulsie

  1. Dispergeer 10% w/v BSO in 1% g/v natriumalginaatoplossing met 1, 3 en 5% g/v lecithine in een bekerglas van 50 ml.
  2. Verkrijg een nano-emulsie met behulp van een ultrasone homogenisator. Stel het vermogensniveau in op 20%. Laat de homogenisator 55 s draaien door op de startknop te klikken om het proces te voltooien.

2. Karakterisering van alginaat-BSO-emulsie

  1. Analyseer de zètapotentiaal en deeltjesgrootteverdeling
    1. Neem 0,1 ml van de vers ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Bereiding van BSO-geladen alginaatmicrobeads
Figuur 1 geeft de experimentele opstelling weer om BSO-geladen alginaatmicrobeads te bereiden. De gebruikte hoeveelheid lecithine had een aanzienlijke invloed op de stabiliteit van de BSO-emulsie. Emulsies gemaakt met alle drie de lecithineconcentraties waren relatief stabiel. De centrifugatiemethode (894 × g, 5 min) werd in dit experiment gebruikt om de stabiliteit van de emulsie

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Met behulp van het EHDA-proces werden BSO-geladen alginaatmicrobeads gemaakt als een pH-gevoelige drager. Het netwerk van de kralen vertoonde pH-afhankelijke zwelling en medicijnafgifte als gevolg van de overvloedige aanwezigheid van carbonzuurgroepen. De sterke intermoleculaire waterstofbinding tussen de polymeerketens bleek de reden te zijn achter het verminderde zwellingskarakter van BSO-geladen kralen bij pH 1,2. BSO-geladen kralen kunnen baat hebben bij deze verlaagde SB voor pH-gev.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben geen belangenconflicten te onthullen.

Dankbetuigingen

Deze studie werd ondersteund door Princess Nourah bint Abdulrahman University Researchers Supporting Project number (PNURSP2024R30), Princess Nourah bint Abdulrahman University, Riyadh, Saoedi-Arabië. Dit onderzoek werd gefinancierd door de Researchers Supporting Project number (RSPD2024R811), King Saud University, Riyadh, Saoedi-Arabië.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
10 mL Centrifuge TubesGlobe Scientific 22-171-624
22 G naaldSigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). CAD4172
3 mL kwarts-cuvetSigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). Z276669
50 mL beker
Aluminium stubs 
Een elektronische analytische weegschaal
ATR-FTIRBruker Malaysia Sdn Bhd, Kawasan Perindustrian Temasya, 40150 Shah Alam, Selangor, Maleisië.
Zwarte zaadolie     IKOP Pharmaceutical Ltd. (IKOP, Faculty of Pharmacy, IIUM, 25200 Kuantan, Pahang, Maleisië)B182111Actief bestanddeel
Calciumchloride dehydraat, CaCl2 · 2H2O Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). 21074Geleermiddel
Koolstof kleefbandjes
Centrifuge
Differentiële scanning calorimetrie 
Digitale   camera 
Geaard bekertje 
Natriumalginaat met hoog guluronzuurgehalte (mw. 97.000) met medium viscositeit (40 – 100 mPa s)Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). W201502Polymeer
Hogedrukvoeding
IsopropylalcoholSigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA).  W292912ATR-FTIR schoonmaakdoeleinden
LecithineSigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). P7568Oplosmiddel 
Microscoop
Papieren handdoek 
Scanning elektronenmicroscopie
Gesimuleerd maagsapSigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). 1651Vrijgegeven media en zwellingsmedia
Gesimuleerd darmsap Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, USA). 84082-64-4Vrijgegeven media en zwellingsmedia
Spectroscopiesoftware
Roestvrijstalen filter 
Spuitpomp SEN JIN SDN BHD Maleisië, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Maleisië
Ultrapuur gedestilleerd water Geleverd door institutioneel lab
Ultrasoon homogenisatorSEN JIN SDN BHD Maleisië, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Maleisië
UV-vis spectrofotometer.
Vacuum verdamper SEN JIN SDN BHD Maleisië, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Maleisië
Spanningsversneller SEN JIN SDN BHD Maleisië, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Maleisië
ZetaSizer Nano-ZS(Malvern Zetasizer Nano-serie Nano-S en Nano-Z, Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, VK)

Referenties

  1. Benavides, S., Cortés, P., Parada, J., Franco, W. Development of alginate microspheres containing thyme essential oil using ionic gelation. Food Chem. 204 (8), 77-83 (2016).
  2. Agbaria, R., Gabarin, A., Dahan, A., Ben-Shabat, S.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Alginaatkralengeneesmiddelafgifte in het colongecontroleerde afgifteafgifte van thymochinonmucoadhesieve sterktescanningelektronenmicroscoopin vitro zwelling

Dit artikel is gepubliceerd

Video binnenkort beschikbaar