pH'a duyarlı, tek tip mikro boncuklar üretmek için yüksek elektrik voltajı ve hedeflenmiş, aktif bileşen yüklü bir emülsiyon kullanan bir teknik sunulmaktadır.
Yöntem makalesi
pH'a duyarlı, tek tip mikro boncuklar üretmek için yüksek elektrik voltajı ve hedeflenmiş, aktif bileşen yüklü bir emülsiyon kullanan bir teknik sunulmaktadır.
Çörek otu bitkisinin tohumlarından elde edilen çörek otu yağı (BSO), özellikle kolon kanseri bağlamında potansiyel anti-kanser özellikleri nedeniyle dikkat çekmiştir. Aktif bileşiği timokinon, kanser hücresi büyümesini inhibe etmeye ve kolon kanseri hücrelerinde apoptozu indüklemeye yardımcı olabilir. Ek olarak, çörek otu yağının anti-inflamatuar ve antioksidan etkileri, daha sağlıklı bir bağırsak ortamına katkıda bulunabilir ve potansiyel olarak kanser riskini azaltabilir. Bu nedenle, bu çalışma, ilacı pH 1.2'de (mide) serbest bırakmadan kontrollü bir şekilde kolona BSO'yu iletmek için pH'a duyarlı aljinat boncukları sentezledi, böylece pH 6.8'de iyi tanımlanmış bir salım modeli sağladı. Elektrosprey teknolojisinin kullanımı, gastrointestinal ortamda daha yüksek şişme ve difüzyon oranına sahip küçük, homojen boncukların formüle edilmesini kolaylaştırarak proses performansını iyileştirir.
Formüle edilen boncuklar, ex-vivo mukoadezif mukavemet testi, boncuk boyutu, küresellik faktörü (SF), kapsülleme verimliliği (EE), taramalı elektron mikroskobu (SEM), in vitro şişme davranışı (SB) ve asidik ve tampon ortamlarda in vitro ilaç salınımı ile karakterize edildi. Üretilen tüm bu boncuklar, bu testte 0,58 ± 0,01 mm'lik mütevazı boyutlar ve 0,03 ± 0,00 mm'lik küresel şekil gösterdi. Formülasyon, in vitro olarak umut verici yüzer ve serbest bırakma özellikleri gösterdi. Çok düşük bir kümülatif boncuk yüzdesi ile,% 90.13 ±% 0.93'lük yağ EE yüksekti ve salım çalışması, midede iyi yüzen doğa ile pH 6.8'de% 90'dan fazla gösterdi. Ek olarak, boncuklar bağırsak boyunca eşit aralıklarla yerleştirildi. Bu protokolde kullanılan elektropüskürtme yaklaşımı tekrarlanabilir ve tutarlı sonuçlar verir. Bu nedenle, bu protokol ticarileştirme amacıyla büyük ölçekli üretim için kullanılabilir.
Çörek otu ve özellikle BSO, köklü tıbbi özellikleri nedeniyle çok çeşitli hastalıkları tedavi etmek için çağlar boyunca kullanılmaktadır. Timokinon belki de BSO1'de bulunan en önemli fitokimyasallardan biridir. Son yıllarda, araştırmacılar timokinonun potansiyel terapötik faydalarını in vivo ve in vitro olarak incelediler ve BSO kullanımını desteklemek için ampirik kanıtlar ürettiler. Egzama, yüksek tansiyon, astım, öksürük, baş ağrısı, grip, ateş, antikanser, baş dönmesi ve aktivite gibi semptomları tedavi etmek için kullanılabilen BSO için antihipertansif, antibakteriyel, antihistaminik, antifungal, analjezik, antidiyabetik, lipid düşürücü ve antienflamatuar özelliklerin tümü bu çalışmalarla gösterilmiştir 2,3.
Küçük sıvı ve dispersiyon damlacıkları veya katı malzeme parçacıkları üzerine nispeten ince kaplamaların uygulanması, mikrokapsülleme olarak bilinir. Yağ söz konusu olduğunda, mikrokapsüllenmiş yağ genellikle oldukça değerlidir, çünkü BSO gibi bazı yağ türleri besleyici gıdalar olarak kabul edilir ve tıbbi avantajlar sunar4. Bununla birlikte, yağların doğrudan gıdanın matrisine eklenmesi buharlaşmaya yol açabilir, bu da oksijen ve UV ışığına maruz kalmanın bir sonucu olarak faaliyetlerin hızla kaybolmasına neden olabilir5. Ayrıca, yağların salınım hızı üzerindeki kontrol eksikliği, ani ve geçici bir etkiye neden olur. Mikrokapsülleme veya mikrosferleştirme yoluyla uçucu yağın etrafında polimerik bir kaplama oluşturmak, bu dezavantajları aşmanın bir yöntemidir6.
Mikroküreler olarak da bilinen mikrokapsüller, yağları zararlı çevre koşullarından korur7. Bu işlem, ilaç etkinliğini artırmak, ilaç içeriğini korumak, zaman salınımlı tabletleri etkinleştirmek, tat maskelemesini iyileştirmek, ürün raf ömrü boyunca lezzet kaybını azaltmak, ağız hissini uzatmak ve uyumsuz bileşenleri tek bir dozajda ayırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır8. Mikroenkapsülasyon ayrıca metabolik emilimin korunmasına, yağ salınım hızının kontrol edilmesine ve belirli bir yerde amaçlanan sonucu elde etmek için uygun konsantrasyonların korunmasına yardımcı olur9.
Elektro-hidrodinamik kapsülleme, basit ve uyarlanabilir bir yöntemdir. Aktif madde, bir dış kabuktan oluşan bir mikrokapsülün iç çekirdeğine yerleştirilmiştir. Bu bağlamda, aktif bileşenin açıkça tanımlanmış bir çekirdekten ziyade daha etkili bir şekilde yayılabilmesini garanti etmek için oldukça güçlü bir matrise sahiptir. Küresikliasyondan önce, mikro küreleri9 üretmek için aktif madde ve polimer çözeltisi birleştirilmelidir. Öte yandan, yağ uçucu olduğu için mikro kapsülleme son derece zor olabilir ve dikkatli bir sıcaklık kontrolü gerektirir.
Yağları kapsüllemek için çeşitli yöntemler vardır. Örneğin, biyoaktif bileşenlerinin parçalanmasını veya buharlaşmasını önlemek için bazı yağların düşük sıcaklıklarda kapsüllenmesi gerekir. Mikro ve nano boyutlu yapılar oluşturmak için, elektrohidrodinamik atomizasyon (EHDA) araştırmacılar tarafından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir10. Bu anlamda, akış hızı, uygulanan voltaj ve nozul boyutunun yanı sıra polimerik çözeltinin toplama mesafesi özelliklerini içeren işleme koşulları, istenen partikül boyutunu veya morfolojisini üretmek için dikkate alınması gereken iki temel faktördür11,12.
Bu araştırmada, BSO'yu kapsüllemek için aljinatlar - oral yutmaya uygun doğal olarak oluşan bir polisakkarit türü - kullanıldı. Kahverengi deniz yosunları, doğal olarak oluşan anyonik bir polimer olan aljinat içerir. İki monomerik yapıdan oluşur: α-L-guluronik (G) ve 1-4βD-mannuronik (M) asit13. Polimeri toksik değildir14, yüksek derecede biyouyumluluğa sahiptir, ucuzdur ve etkili bir şekilde bozunur15. Bu nedenle biyoteknoloji ve mühendislik sektörlerinde sıklıkla kullanılmaktadır.
Aljinatlar, Sr2+, Ca2+ veya Zn2+ iyonları gibi iki değerlikli katyonlarla iyonik bağlantılar oluşturarak çeşitli aljinat zincirlerinin G grupları arasında çapraz bağlı bir yapı oluşturabildikleri için iyonik jelleşme ile kapsülleme için tercih edilen malzemedir. Jelleşme işlemi, iki değerlikli katyonu yan yana aljinat molekülleri üzerindeki iki karboksil grubuyla sınırlayan yumurta kutusu modeli ile yeterince karakterize edilebilir. Sodyum aljinat boncuklarının hidrojel özelliklerinin makromoleküllerin ve küçük moleküllerin salınımını düzenleyebileceği öne sürülmüştür. Sodyum aljinat boncukları, muko-yapıştırıcı nitelikleri nedeniyle bağırsak mukozasına uzun süre yapışabilir. Ayrıca aljinat, yağları asidik ortam16 gibi dış elementlerden koruyabilen ve yağları gastrointestinal sistemin17 dağıtım kanallarına aktarabilen bir kalkan sunar. O zamandan beri, ilacın mukozal dokulara bölgeye özgü uygulanmasına yardımcı olmak için araştırmalarda kullanılmıştır18,19.
Bu çalışmada, emülsifiye edici ticari yağların kapsül20 oluşturmak için uygulanabilirliğini araştırmak için elektro-hidrodinamik yaklaşım kullanılmıştır. Burada, aljinat-BSO yüklü mikroküreler20 oluşturmak ve analiz etmek için elektro-hidrodinamik yaklaşım kullanılmıştır. Bu çalışma, mikrokürelerin SF, ex-vivo, muko-adeziv özellikleri, EE%, fiziksel görünüm, boyut dağılımı ve zeta potansiyeli dahil olmak üzere bir dizi başka faktörü değerlendirdi; kimyasal uyumluluğu test etmek için zayıflatılmış toplam yansıma-Fourier dönüşümü kızılötesi (ATR-FTIR) spektroskopisikullanıldı 20.
1. Aljinat-BSO emülsiyonunun hazırlanması
2. Aljinat-BSO emülsiyonunun karakterizasyonu
(1)
(2)3. Boncuk karakterizasyonu
(3)4. EE% tayini
(4)5. Taramalı elektron mikroskobu (SEM)
NOT: BSO aljinat boncuklarının mikro yapısını ve yüzey morfolojisini gözlemlemek için SEM kullanın.
6. ATR-FTIR kullanarak ilaç-eksipiyan etkileşimini belirleyin
7. Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC)
NOT: BSO yüklü boncukların termal özellikleri ve uyumluluğu DSC (Ek Dosya 1) kullanılarak araştırılmıştır.
8. Boncukların şişme özellikleri
(5)BSO yüklü aljinat mikro boncukların hazırlanması
Şekil 1, BSO yüklü aljinat mikro boncukları hazırlamak için deney kurulumunu temsil etmektedir. Kullanılan lesitin miktarı, BSO emülsiyonunun stabilitesi üzerinde önemli bir etkiye sahipti. Her üç lesitin konsantrasyonu ile yapılan emülsiyonlar nispeten stabildi. Bu deneyde emülsiyon20'nin stabilitesini değerlendirmek için santrifüjleme yöntemi (894 × g, 5 dakika) kullanılmıştır. Sonuçlar, santrifüjlemenin değil, yüzey aktif maddenin BSO emülsiyonunun stabilitesi üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğunu doğruladı. Emülsiyonun zeta potansiyeli ve partikül boyutu dağılımı Tablo 1 ve Şekil 2'de gösterildiği gibi karakterize edilmiştir.
Boncukların karakterizasyonu
Boyut, şekil ve EE
Formüle edilmiş mikro boncukların boyutu, şekli ve EE'si Tablo 2'de özetlenmiştir. Kurutulmuş boncuklar 1.86 ± 0.02 mm (F2 ve F3) ile 0.58 ± 0.01 mm (F8) arasında değişmekte olup, ıslak boncuklar 4.76 ± 0.01 mm (F3) ile 1.50 ± 0.02 mm (F8) arasında değişmektedir. Elektrik voltajı ve emülsiyon akış hızı, boncukların boyutunu ve küreselliğini etkileyen ana parametrelerden ikisiydi. Boncukların hem SF'si hem de boyutu artan akış hızı ile artarken, bu değişkenler artan elektrik voltajı ile azalmıştır. Bununla birlikte, SF ve boncuk boyutu, elektrik voltajı ve akış hızının her ikisi de orantılı olarak arttığında belirli bir noktada düşmedi. Bu çalışma, 2 mL/dk'lık bir akış hızında ve 7 kV'luk bir elektrik voltajında üretilen boncukların sürekli olarak aynı boyut, şekil ve ağırlıkta olduğunu bulmaktadır. Araştırmacılar boncuk boyutunu ölçtüler ve 0.58 ± 0.01 mm olduğunu buldular. Hem ıslak hem de kuru boncuk formülasyonları için, EE sırasıyla g.20 ± %1.46 (F1) ila 4.50 ± %4.04 (F8) ve Y.92 ± %0.90 (F1) ile 90.13 ± %0.93 (F8) arasında değişmektedir. EE oranı, voltaj ve akış hızı ile birlikte yükseldi, bu da çapraz bağlamanın CaCl2 jelleşme çözeltisine bağlanmasını artıran ve iyonik çapraz bağlama için ek alanlar üreten yüksek voltajla açıklanabilir. Sonuç olarak, daha fazla yağ sıkıştı ve polimer matrisinden yağ sızıntısı önlendi.
Boncuk ağırlığı homojenliği
BSO yüklü aljinat boncukların ağırlık değişim katsayıları %1.37 ile %3.93 arasında değişmektedir. En son araştırmalara göre, BSO yüklü tüm boncukların ortalama ağırlığı %5'ten fazla farklılık göstermedi.
ATR-FTIR (Terör Örgütü)
Bileşenler içindeki etkileşimi belirlemek için ATR-FTIR gerçekleştirildi (Şekil 3). Sodyum aljinat, germe titreşiminin bir sonucu olarak OH gerilmesi için 3400 cm-1'de ve C=O ve C-C grupları için 1595 ve 1408 cm-1'de karakteristik spektral bantlar sergilemiştir. Önceki bir araştırmada 1600 ve 1405 cm-1'de, sırasıyla -COOH gruplarının simetrik ve asimetrik gerilme titreşimleriyle bağlantılı olan iki farklı bant da bulundu. Ek olarak, CH grubu, sodyum aljinat spektrumlarında 1316 ve 1025 cm-1'de görülen bantlardan sorumluydu. Buna karşılık, lesitin spektrumları 2922, 2853 ve 1465 cm-1'de C=O, CH ve C-C gruplarına karşılık gelen üç bant ortaya çıkardı. En çok göze çarpan BSO zirveleri 2953 ve 2853 cm-1'de bulundu (buna bağlı olarak CH2'de C-H ve C=CH). Ayrıca, karbon zincirleri yağ asitlerinde yaygın olduğu için, 1.753, 1.653 ve 1.453 cm-1'de ortaya çıkan bantlar sırasıyla C=O, C=C ve C-H'yi önerdi.
DSC
BSO ile yüklenen aljinat boncukların sıcaklık davranışlarını ve hazırlama ve geliştirme sürecinde diğer özütleyicilerle etkileşimlerini belirlemek için DSC analizi kullanıldı. Polielektrolit parçalanmasına, depolimerizasyon ve dehidrasyon işlemleri, büyük olasılıkla polielektrolit oksidasyon reaksiyonları ve protonlanmış karboksilik grupların kısmi dekarboksilasyonu neden olur (Şekil 4).
SEM
SEM kullanılarak, BSO yüklemesi ile optimize edilmiş kurutulmuş boncukların yüzeyinin görüntüleri kameraya yakalandı. Bu, boncukların pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğunu, küresel bir şekle sahip olduğunu ve dış katmanları boyunca çok sayıda gözenek ve kanala sahip olduğunu gösterdi (Şekil 5).
Boncuk şişme davranışı
Boncuk şişmesi, polimerik malzemelerin ilaç salınım modelini etkileyen önemli bir davranıştır21. SB'yi değerlendirmek için, BSO içeren boncuklar SGF (0.1 N HCl, pH 1.2) ve SIF'de (pH 6.8) test edildi (Şekil 6).
Asidik bir pH'ta büzülen aljinat, pH'a duyarlı bir SB'yi gösteren SIF'e kıyasla SGF'de F1 ila F9 boncuk formülasyonlarının ilk azalmış şişme indeksini açıklayabilir. Sonuç olarak, boncuklar 30-90 dakika sonra SIF'de daha yüksek bir SI yüzdesi gösterdi. Alkali bir pH'daki boncukların SB'si, kalsiyum iyonlarının değişimi ile açıklanabilir, bu sayede kalsiyum sekestran fosfat iyonlarının varlığı, çapraz bağlı aljinat lesitin matrisinin karboksilik gruplarını fosfat tamponundaki sodyum iyonlarına bağlar. Ek olarak, şişirilmiş çapraz bağlı BSO yüklü aljinat boncukları 100-110 dakika içinde parçalandı ve aşındı ve 120 dakika içinde tüm formülasyonlar tamamen aşındı.
Bu çalışmanın birincil amacı, Çörek Otu Yağı yüklü, Aljinat bazlı, pH'a duyarlı Boncukları Elektropüskürtme Tekniği kullanarak sentezlemek ve ilacı normalde emildiği yerde - bağırsakta serbest bırakmaktır. 1.2'lik asidik bir pH'da, boncuklar küçüldü veya orijinal şekillerini korudu, bu da parçalanma eğilimlerini azalttı. Bunun aksine, BSO yüklü aljinat boncukları, SIF'ye (pH 6.8) maruz kaldıklarında hızla şişer. 120 dakika sonra, dokuz formülasyonun tümü (F1-F9) SIF'de tamamen çözünmüştür. Bu, ortamdaki fosfat iyonlarının varlığından kaynaklandı ve bu da sodyum aljinat kompleksinin daha yüksek pH seviyelerinde çözünürlüğünü arttırdı. Aljinat-sodyumun ayrışması ve jelin fosfat tamponunda müteakip parçalanması, fosfat iyonlarının Ca2+ 'ya aljinat iyonlarından daha yüksek afinitesinden kaynaklandı.

Şekil 1: Aljinat mikroboncukların üretimi için elektrohidrodinamik atomizasyon tekniğinin deneysel kurulumu. Boncuk üretimi ve taze hazırlanmış ıslak boncuklar için gerçek zamanlı kurulum. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Çörek otu yağı yüklü emülsiyonun partikül boyutu dağılımı ve zeta potansiyeli. (A) Boyut dağılımı ve (B) zeta potansiyel dağılımı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Zayıflatılmış toplam yansıma-Fourier dönüşümü kızılötesi spektrumları. (A) BSO, (B) sodyum aljinat, (C) lesitin, (D) kalsiyum klorür, (E) BSO içermeyen boncuklar, (F) aljinat-BSO boncuklar ve (G) aktif bileşen ve yardımcı maddelerin fiziksel karışımı (sodyum aljinat, lesitin, kalsiyum klorür ve BSO). Kısaltma: BSO = çörek otu yağı. Bu rakam Azad ve ark.20'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) termogramı. (A) BSO içermeyen boncuklar ve (B) BSO yüklü boncuklar. Bu rakam Azad ve ark.20'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Taramalı elektron mikrofotoğrafları. (A, B) Pürüzsüz yüzey morfolojisi gösteren aljinat-BSO kurutulmuş boncuklar (25x ve 100x); (C) 100x ve (D) 500x büyütme ile kurutulmuş boncuk diliminde görülen gözeneklerin ve kanalların varlığı. Ölçek çubukları = 100 μm (AC), 20 μm (D). Bu rakam Azad ve ark.20'den değiştirilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: Optimize edilmiş çörek otu yağı yüklü aljinat taneciklerinin şişme davranışı. (A) Asidik ortam (pH 1.2) ve (B) tampon ortam (pH 6.8) [ortalama ± SD, n = 3). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| % lesitin conc. | Parçacık boyutu (nm) | PDI | Zeta potansiyeli (mV) | ES (%) | |||
| Önce | Santrifüjlemeden sonra | Önce | Santrifüjlemeden sonra | Önce | Santrifüjlemeden sonra | ||
| 1 | 253.32±4.65 | 282.93±14.11 | 0,392±,03 | 0,333±,06 | -43.1±.36 | -37.6±2.2 | 92.50±0.23 |
| 3 | 334,51±12,82 | 347.44±15.14 | 0,315±,04 | 0,358±,12 | -46.9±2.26 | -43.5±1.32 | 94,83±0,42 |
| 5 | 430.13±14.23 | 463.23±8.91 | 0,422±,04 | 0,548±,11 | -51.4±2.75 | -45±1.01 | 96,50±0,40 |
Tablo 1: Çörek otu yağı yüklü emülsiyonun partikül boyutu dağılımı ve zeta potansiyeli analizi. *(n = 3, ortalama ± SD). Kısaltmalar: PDI = polidispersite indeksi; ES = emülsiyon kararlılığı.
| Kod | Gerilim (kV) | Akış hızı (ml/dk) | Boncuk boyutua (mm) | Küresellik Faktörüa (mm) | Kapsülleme VerimliliğiA (%) | |||
| Islak | Kuru | Islak | Kuru | Islak | Kuru | |||
| F1 Yarışması | 3 | 1 | 4.47±0.01 | 1,82±0,01 | 0,02±0,00 | 0,04±0,00 | 67.20±1.46 | 59,92±0,90 |
| F2 (İngilizce) | 3 | 2 | 4,52±0,03 | 1,86±0,02 | 0,01±0,00 | 0,03±0,00 | 68.22±3.09 | 65,89±1,57 |
| F3 (İngilizce) | 3 | 3 | 4,76±0,01 | 1,86±0,01 | 0,02±0,01 | 0,04±0,00 | 70,76±0,86 | 66.34±1.89 |
| F4 (İngilizce) | 5 | 1 | 3.12±0.01 | 0,99±0,04 | 0,02±0,01 | 0,01±0,01 | 70,11±0,51 | 70,11±0,51 |
| F5 | 5 | 2 | 2,83±0,05 | 0,80±0,02 | 0,02±0,01 | 0,02±0,02 | 86,89±1,67 | 86,89±1,67 |
| F6 (İngilizce) | 5 | 3 | 3.30±0.01 | 0,90±0,02 | 0,03±0,01 | 0,01±0,01 | 86,63±0,83 | 86.12±0.15 |
| F7 (İngilizce) | 7 | 1 | 1,86±0,02 | 0,72±0,01 | 0,01±0,00 | 0,04±0,00 | 82.16±2.50 | 78,67±0,90 |
| F8 (İngilizce) | 7 | 2 | 1,50±0,02 | 0,58±0,01 | 0,02±0,00 | 0,03±0,00 | 104.50±4.04 | 90,13±0,93 |
| F9 Serisi | 7 | 3 | 2,58±0,05 | 0,93±0,01 | 0,02±0,00 | 0,03±0,01 | 96.04±3.61 | 89,82±154 |
Tablo 2: Gerilim (kV) ve akış hızının (mL/dak) boncuk boyutu, küresellik faktörü ve kapsülleme verimliliği üzerindeki etkisi. n = 3, ortalama ± S.D. Bu tablo Azad ve ark.20'den değiştirilmiştir.
Ek Dosya 1: Partikül boyutu ve dağılımının ölçümü, ATR-FTIR ve DSC. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
EHDA işlemi kullanılarak, pH'a duyarlı bir taşıyıcı olarak BSO yüklü aljinat mikro boncuklar oluşturuldu. Boncuk ağı, bol miktarda karboksilik asit grubunun varlığına bağlı olarak pH'a bağlı şişme ve ilaç salma davranışı sergiledi. Polimer zincirleri arasındaki güçlü moleküller arası hidrojen bağının, pH 1.2'de BSO yüklü boncukların azalmış şişme karakterinin arkasındaki neden olduğu ortaya çıktı. BSO yüklü boncuklar, pH'a duyarlı ilaç uygulaması için bu azaltılmış SB'den yararlanabilir. pH, BSO içeren boncuklardan salınan BSO üzerinde bir etkiye sahipti. Bu bulgular, BSO yüklü boncukların bağırsaklara daha iyi, hedefli ilaç uygulaması için güvenli bir oral ilaç verme yöntemi sağlayabileceğini düşündürmektedir.
Emülsiyonun partikül boyutu, lesitin konsantrasyonundaki bir artışla artmıştır. Bu fenomen, ultrasonik homojenizatörün boyut küçültme yeteneklerini etkileyebilecek daha yüksek lesitin seviyeleri ile ilişkili viskozitedeki artışa bağlanabilir. Ayrıca, artan lesitin konsantrasyonları, yağ damlacıklarının etrafında daha yoğun bir yüzey aktif madde tabakasına katkıda bulunur ve bu da daha büyük partikül boyutlarına neden olur. Emülsiyonun mikroskobik görünümü, emülsiyonların stabilitelerini iyi koruduğunu göstermektedir. Lesitin konsantrasyonu, partikül boyutunun ve zeta potansiyelinin20 dağılımını etkileyebilir. Emülsiyonlar, manuel sonikasyon prosedürüne bağlı olabilecek homojen olmayan bir parçacık boyutu dağılımı gösterdi. Zeta potansiyeli, kolloidal sistemlerin stabilitesinin korunmasında kilit bir role sahiptir21. Emülsiyon içindeki damlacıklar, aljinatın moleküler yapısı22 içindeki hidroksil ve karboksil fonksiyonel gruplarından kaynaklanan negatif yüküne atfedilebilecek önemli ölçüde negatif bir yük sergiledi.
Mikro boncukların karakterizasyonunda, boyut, şekil ve EE, işleme koşullarından etkilenen önemli parametrelerdir. Elektrik voltajı, emülsiyon akış hızı ve ortaya çıkan mikro boncuk özellikleri arasındaki ilişki, boncukların nihai özelliklerini belirleyen karmaşık bir etkileşimi gösterir. Akış hızını arttırırken, boncuk boyutu ve SF de artar. Öte yandan, elektrik voltajının arttırılması boncuk boyutunu ve SF'yi azaltır, ancak EE'yi arttırır. Bununla birlikte, elektrik voltajı ve akış hızı orantılı olarak arttırılırsa, boncuk boyutu ve SF belirli bir noktada20 azalmaz. Aljinat boncuklarının dış kısmındaki çapraz bağlama kapasitesi, aljinat içindeki yağlar için EE'nin arttırılmasında da önemli bir rol oynar. Önceki bir çalışma, boncuk boyutları 1,90 mm ile 2,94 mm arasında değişen ve SF'si 0,044 ile 0,168 arasında olan, fırında kurutulan aljinat boncuklarda kapsüllenmiş keten tohumu yağı için %98,30'luk optimal bir EE gösterdi. Bu yüksek kapsülleme etkinliklerine rağmen, ilacın sindirim sisteminde amaçlanan bölgeye salınmasının sadece %83 olduğu bulunmuştur23. Başka bir araştırma, 2,13 mm'lik boncuk boyutları ve 0,08 mm'lik bir SF ile %98,7'lik benzer bir EE verdi. Tersine, bu çalışmada BSO ile yüklenen kuru, elektropüskürtülmüş aljinat boncuklar, salım çalışmamıza göre, maddenin %90'ından fazlasının SIF'de amaçlanan bölgede başarılı bir şekilde salındığı %90.13 ± 0.93'lük bir EE göstermiştir. Bu, aljinat boncuklarımızın BSO'yu istenen yerde etkili bir şekilde kapsülleyebildiğini ve neredeyse tamamen serbest bırakabildiğinigöstermektedir 24.
USP Farmakopesi tarafından belirlenen standartlara göre, tüm formülasyonlar (F1-F9) ağırlık homojenliği25 gereksinimlerini karşıladı. Ağırlıktaki bu tekdüzelik, elektrohidrodinamik tekniklerin kullanılmasıyla kolaylaştırılan BSO'nun aljinat boncukları içinde tutarlı bir şekilde kapsüllenmesini yansıtır. Oral uygulama için uygun olan optimum boncuk boyutu ve şekli, hassas bir şekilde kontrol edilen üretim süreçlerinin önemini ortaya koyan belirli koşullar altında elde edilmiştir. Ayrıca, voltaj ve akış hızına göre değişen EE, BSO kapsüllemesini en üst düzeye çıkarmak için proses parametrelerinin ince ayarlanabileceğini düşündürmektedir. Bunun, kapsüllenmiş bileşiğin biyoyararlanımı ve etkinliği üzerinde önemli etkileri vardır ve daha yüksek kapsülleme verimlilikleri potansiyel olarak daha iyi terapötik sonuçlara yol açar.
ATR-FTIR ve SEM analizleri ile birlikte boncuk ağırlığındaki tekdüzelik, aljinat boncukların kıvamı ve kimyasal bütünlüğü hakkında bilgi sağlar26,27. ATR-FTIR analizi, anahtar fonksiyonel grupların varlığını ve BSO'nun aljinat matrisi28 içine başarılı bir şekilde dahil edildiğini doğrularken, SEM görüntüleri, tutarlı salım davranışı için gerekli olan boncukların küresel şeklini ve pürüzsüz yüzeyini gösterdi. SB çalışması, bağırsakta hedeflenen ilaç salınımı için önemli olan boncukların pH'a duyarlı şişme özelliklerini gösterdi ve BSO'nun en etkili şekilde emilebileceği yerde salınmasını sağladı29. Bu pH'a duyarlı davranış, aljinat bazlı mikro boncukların BSO için umut verici bir dağıtım sistemi olarak potansiyelini örneklemektedir ve gastrointestinal sistem içinde hedeflenmiş, kontrollü salınımı mümkün kılar.
Çalışmanın, çörek otu yağının düzenlenmiş salınımı için pH'a duyarlı aljinat boncuklarının başarılı bir şekilde geliştirilmesinin bir sonucu olarak, kolon kanseri tedavisi için timokinon uygulaması vurgulanmaktadır. İstenen şişme özelliklerine ve iyi kapsülleme verimliliğine sahip eşit boyutlu boncukların üretimi, elektrosprey teknolojisinin uygulanmasıyla daha kolay hale getirildi. Bu boncuklar, pH 6.8 ortamında %90'dan fazla bir salınım oranıyla görüldüğü gibi iyi yüzen özellikler gösterdi ve gastrointestinal sistem içinde hedeflenen teslimatı garanti etti. Bulgular, çörek otu yağının biyoyararlanımını artırmak ve midede erken salınımını azaltmak için olası bir stratejiye işaret ediyor. Bu teknik, büyük ölçekli üretim için çok fazla potansiyele sahiptir ve gelecekte kanser tedavilerinin potansiyel ticarileştirilmesi için kapıyı açar.
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bu çalışma, Princess Nourah bint Abdulrahman Üniversitesi Araştırmacıları Destekleme Projesi (PNURSP2024R30), Princess Nourah bint Abdulrahman University, Riyad, Suudi Arabistan tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma, Kral Suud Üniversitesi, Riyad, Suudi Arabistan'da bulunan Araştırmacıları Destekleyen Proje (RSPD2024R811) tarafından finanse edilmiştir.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 10 mL Santrifüj Tüpleri | Globe Scientific | 22-171-624 | |
| 22 G iğne | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | ||
| 3 mL kuvars-küvet | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | ||
| 50 mL beher | |||
| Alüminyum saplamalar | |||
| Elektronik analitik terazi | |||
| ATR-FTIR | Bruker Malaysia Sdn Bhd, Kawasan Perindustrian Temasya, 40150 Shah Alam, Selangor, Malezya. | ||
| Çörek otu yağı | IKOP Pharmaceutical Ltd. (IKOP, Eczacılık Fakültesi, IIUM, 25200 Kuantan, Pahang, Malezya | B182111 | Aktif bileşen |
| Kalsiyum klorür dehidrat, CaCl2< / sub> & middot; 2H < sub > 2 < / sub>O & nbsp; | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | 21074 | Jelleştirici ajan |
| Karbon yapışkan bantlar | |||
| Santrifüj | |||
| Diferansiyel tarama kalorimetrisi | |||
| Dijital Kamera | |||
| Topraklı beher | |||
| Yüksek guluronik asit içeriği Orta viskoziteli (40 – 100 mPa s) Sodyum aljinat (mw. 97.000 | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | W201502 | Polimer |
| Yüksek voltajlı güç kaynağı | |||
| İzopropil alkol | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | W292912 | ATR-FTIR temizleme amaçlı |
| Lesitin | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | P7568 | Yüzey Aktif Madde |
| Mikroskop | |||
| Kağıt havlu | |||
| Taramalı elektron mikroskobu | |||
| Simüle edilmiş mide sıvısı | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | 1651 | Serbest bırakma ortamı ve şişme ortamı |
| Simüle edilmiş bağırsak sıvısı | Sigma-Aldrich (St.Louis, Missouri, ABD). | 84082-64-4 | Serbest bırakma ortamı ve şişirme ortamı |
| Spektroskopi yazılımı | |||
| Paslanmaz çelik filtre | |||
| Şırınga pompası | SEN JIN SDN BHD Malezya, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Malezya | ||
| Ultra saf damıtılmış su | Kurumsal laboratuvar | ||
| Ultrasonik homojenizatör | SEN JIN SDN BHD Malaysia, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Malaysia | ||
| UV-vis spektrofotometre | |||
| Vakum evaporatör & nbsp; | SEN JIN SDN BHD Malezya, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Malezya | ||
| Voltaj hızlandırıcı ve nbsp; | SEN JIN SDN BHD Malezya, Taman Desaria, 46150 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Malezya | ||
| Zetasizer Nano-ZS | (Malvern Zetasizer Nano serisi Nano-S ve Nano-Z, Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, İngiltere) |
