Olivenblader (Olea Europaea L) ekstrakt ladede lipid nanopartikler: Optimalisering av prosesseringsparametre ved Box-Behnken Statistisk design, in vitro karakterisering og evaluering av antioksidant og antimikrobiell aktivitet
Jun 10, 2022
Vær så snill og kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mer informasjon
Abstrakt:Den nåværende studien hadde som mål å forberede og evaluere faste lipid-nanopartikler (SLN) av oliventakekstraktpulver (OLP) som inneholdt mange antioksidanter og antimikrobielle midler som oleuropein, en naturlig polyfenol. Hovedspørsmålet angående OLP var ustabiliteten på grunn av miljøforhold og dermed kompromittert bioaktivitet. For å overvinne dette problemet ble SLN-er designet av varm homogen etterfulgt av sonikeringsteknikk for å beskytte stoffet og forbedre dets antioksidant- og antimikrobielle aktivitet. Lipider som compritol 888ATO og overflateaktive stoffer som tween 80 ble brukt for utvikling og stabilisering av SLNS, og optimalisering ble utført av Box-Behnken statistisk design(3x3). Den optimaliserte batchen (F9) viste partikkelstørrelse, innfangningseffektivitet, PDI og zetapotensial 277,46 nm, 80,48 prosent ,0,275. og henholdsvis -23.18 mV. Optimalisert formulering (F9) viste et vedvarende frigjøringsmønster i opptil 24 timer med førsteordens frigjøringskinetikk (R²=0.9984), og mekanismen for frigjøring av legemiddel ble funnet å være Fickian diffusjonstype (n=0 .441). Etter stabilitetsstudien kunne det bli funnet at SLNs-formuleringen var stabil. Antioksidasjons- og antimikrobielle studier ble utført på optimalisert formulering og funn antydet at SLN-er viste en forbedret radikalfjernende aktivitet og antimikrobiell aktivitet mot Gram-positive (Staphylococcus aureus) og Gram-negative (Pseudomonas aeruginosa) bakterier. Til slutt ble det konkludert med at utviklede SLN-er var i stand til å beskytte og være egnet for levering av OLP.
Nøkkelord:Olea europaea, oleuropein,faste lipid nanopartikler, ekstrakt av olivenblader,antioksidant aktivitet, antimikrobiell aktivitet
1. Introduksjon
Dicotyledons Oleaceae-familien består av rundt 30 slekter av løvplanter inkludert oliventrær, og den har relatert rundt 600 arter. Oleaceae medlemmer er godt vokst i aktuelle og sub-tempererte grunner av Asia?. Oliventreolje (Olea europaea) hentet fra forskjellige deler som frukt, blader, etc. har mange helsemessige fordeler ved regelmessig inntak. Tradisjonelt ble det brukt som folkemedisin for å avhjelpe ulike typer feber og andre problemer forbundet med kroppen2).
Olivenbladekstrakt viste flere terapeutiske aktiviteter som antihypertensiv, hypoglykemisk, antimikrobiell, hypourisemisk, etc. Antiviral aktivitet mot HIV-I-infeksjon er påvist og rapportert. I tillegg viste oleuropein (et typisk secoiridoid) oppnådd fra olivenplanten hypokolesterolemisk og hypoglykemisk aktivitet med kraftig antioksidant og så vel som antiinflammatorisk aktivitet. Nedbrytningsprodukt av oleuropein dvs. Hydroksytyrosol viste også alle ovennevnte aktiviteter sammen med potensiell frie radikalfjernende virkning5.bioflavonoiderSammenslutning av alle disse terapeutiske aktivitetene knyttet til olivenplanter gjør det til en viktig bidragsyter innen helse· 4).
I dette prosjektet er forfatterne opptatt av de antimikrobielle og antioksidantegenskapene til ekstrakt av olivenblader. Den antimikrobielle aktiviteten til olivenekstraktet skyldes p-hydroksybenzosyre, cyklotrisiloksanheksametyl, cyklopentasiloksan-oktametyl og cyklopentasiloksan-desmetyl, vanillinsyre, koffeinsyre, protokatechuic, syringsyre, gallussyre, etc. Andre ingredienser som oleuropein, quercetin, og, quercetin, oleanolsyre er også ansvarlig for antimikrobiell aktivitet. Det antimikrobielle potensialet til alle disse stoffene er tidligere rapportert av flere forskere mot bakterier, gjær, sopp, virus, retrovirus og andre parasitter,2).
Cistanche kan anti-aldring
Kostinntak av naturlige antioksidantkilder som frukt og blader har fått mye oppmerksomhet og viser en positiv effekt på helsen til mennesker. Resultater fra mange epidemiologiske studier undersøkte at inntak av polyfenolrik mat reduserer forekomsten av koronararteriesykdom (CHD). CHD som MI(myokardinfarkt), IS(iskemisk hjerneslag), etc er assosiert med aterosklerose". Nyere studier har undersøkt at oksidativ skade er en viktig etiologisk faktor for utviklingen av aterosklerose, spesielt ifølge teorien om oksidativt stress, oksidativ modifikasjon av lavdensitetslipoprotein(LDL) antas å spille en nøkkelrolle i utviklingen av aterosklerose. Derfor anses hemming av en slik prosess for å være en viktig terapeutisk tilnærming. Ulike viktige bestanddeler som Oleuropein (hydroksytyrosol, tyrosol) , verbascoside (også kjent som ac-toeside eller Kalinin), ligstrosid, apigenin-7-glukosid, di-kosmetisk-7-glukosid, luteolin, katekin osv. ble oppnådd for olivenblader og antioksidanter aktivitet som rapportert tidligere. Hydroxytyrosol er det viktigste olivenbladsoleuropeinet som har patenterte antioksidantegenskaper).
I tillegg til denne aktiviteten, viste olivenbladekstrakt andre farmakologiske aktiviteter som anti-inflammatorisk",12),anti-kreft8.14), antiviral5),hypoglykemisk4), hypolipidemisk17, anti-blodplateaggregering. Byrå som EFSA (Euro-pean Food Safety Agency) og EMA (European Medicine Agency) ga sin vurdering av den terapeutiske anvendeligheten av olivenbladekstraktanter. Sammen med den viktigste anvendeligheten lider ekstraksjonsproduktene av olivenblader av ustabilitetsproblemer under atmosfæriske forhold (temperatur, lys og oksygen) så vel som biologiske forhold og viste derfor dårlig bioaktivitet20,21).kjøpe cistancheFor å forbedre stabiliteten har ulike nanobaserte formuleringer blitt utviklet for å utforske de ulike aktivitetene til olivenbladekstrakt. Disse formuleringene inkluderer nanoemulsjon (W/O så vel som flere typer)2), inklusjonskomplekser, spraytørrprodukter?4),elektrostatisk ekstrudering25, bipolare komplekser), nanoliposomer20, nanoemulsjon, mikro -innkapsling, PLA nanopartikler2 og NLCs0. Ulike problemer er forbundet med disse formuleringene som lav flyteverdi, tidkrevende prosedyre, kompromittert innfangningseffektivitet, gjenværende løsemiddelforurensning og høy partikkelstørrelse. Så, for å regulere disse ulempene, oppsto lipid-nanopartikler. Lipid nanopartikler es-spesielt faste lipid nanopartikler (SLN) tilbyr mange fordeler som bedre innfangningseffektivitet, kontrollert partikkelstørrelse, biokompatibilitet, biologisk nedbrytbarhet og enkel tilberedning. Dessuten har lipider som brukes til fremstilling av SLN-er en viss synergistisk virkning på antiinflammatorisk aktivitet sammen med det innesluttede stoffet. Til dags dato er det ikke utviklet noen formulering basert på faste lipid-nanopartikler (SLN) for å utforske dens antimikrobielle og antioksidantegenskaper for å forbedre stabiliteten til olivenbladekstraktproduktet.
Derfor var forskningsarbeidet rettet mot "utvikling av faste lipid nanopartikler (SLNs) for Olive leaves (Olea europaea L.) extract powder (OLP). De aktive prinsippene ble separert ved ekstraksjon av olivenblader ved bruk av etanol. Løsningsmidlet ble fjernet ved tørking for å få det tørre pulverproduktet. Olivenbladekstraktkraft (OLP) ble inkorporert i SLN (OLP-SLN) og optimalisering ble utført av ekspertdesignprogramvare (modell 8.0.7.1) ved bruk av Box-Behnken design. Tre faktorer som forholdet mellom medikament (OLP) og lipid, konsentrasjon av overflateaktivt middel (prosent , Tween 80) og homogeniseringshastighet (rpm) ble tatt som uavhengige parametere, og faktorer som partikkelstørrelse, innfangningseffektivitet og polydispersitetsindeks (PDI) ble valgt som avhengige parametere. Optimalisert formulering ble evaluert for morfologisk studie, DSC-studie, in vitro frigjøringsstudie og stabilitetsstudie. Til slutt ble antimikrobielle og antioksidasjonsaktiviteter evaluert for å sjekke det antimikrobielle og antioksidantpotensialet av utviklet S LNs formulering.
2. Materialer og metoder
Olivenblader ble hentet fra den lokale hagen. Friske blader ble tørket og pulverisert for ekstraksjon. Ulike lipider som dyrebare ATO5, compritol 888 ATO ble anskaffet fra Gattefosse (Tyskland). Glycerylmonostearat (GMS), palmitinsyre, stearinsyre tween 80 osv. ble kjøpt fra central drug house ltd (New Delhi, India).2, 2-Diphenyl-1-Picryl hydroxyl-hydrate free radikaler (DPPH) ) ble anskaffet fra Merck (Darmstadt, Tyskland). Askorbinsyre, kaliumdihydrogenfosfat, ammoniumacetat, metanol, natriumhydroksid, poloxamer 188, etanol, næringsagar og dialysepose (M.Wt cut off 12,000 kD) ble anskaffet fra Sigma Aldrich (St Louis, USA). Alle andre kjemikalier brukt i studien er analytisk karakter.
2.1 Ekstraksjon av fenoliske komponenter
Friske blader av oliven ble tørket og pulverisert for ekstraksjon. De aktive prinsippene ble ekstrahert fra kraften ved hjelp av løsemiddel (etanol: vann, 4:1 v/v). En tilstrekkelig mengde pulver (250 mg) ble tatt i ekstraksjonskolben og løsningsmidlet ble tilsatt (1000 ml) etanol:vann, 4:1 v/) og blandingen ble kontinuerlig omrørt i 24 timer. Etter dette trinnet ble den fysiske blandingen filtrert og løsningsmidlet ble fordampet til tørrhet ved 40 grader for å få pulveret).
2.2 Utarbeidelse og optimalisering av SLN: Foreløpig
screeningsstudie og pre-optimalisering av formuleringsvariabler For valg av passende lipid, overflateaktivt middel, homogeniseringshastighet og -tid, sonikeringstid, etc., ble det utført foreløpige studier. Valget av passende lipid avhenger av medikamentets løselighet i lipid og valget av overflateaktivt middel er avhengig av løseligheten av lipid i overflateaktivt middel.
Det aktuelle lipidet (100 mg) ble smeltet over smeltepunktene (rundt 10 grader over) i hetteglasset etterfulgt av inkorporering av medikamentet (OLP) med kontinuerlig risting. Utseendet til lys blek farge indikerer endepunktet. Lignende eksperimenter ble utført for valg av egnede overflateaktive midler.
2.3 Eksperimentell design
I denne studien ble BBD av ekspertdesignprogramvare med tre faktorer og tre nivåer brukt for optimaliseringsformål. I studien, tre faktorer som et stoff til lipid-forhold (A,1:3-1:6), konsentrasjon av overflateaktivt middel (B, prosent, 1.5-4.5 prosent ), og homogeniseringshastighet (C ,rpm,3000-6000 rpm, i to timer) ble tatt som uavhengige parametere og deltittelstørrelse (nm, Y1), innfangningseffektivitet (prosent ,Y2) og PDI (Y3) ble tatt som avhengige parametere. Målet med å bruke dette designet var å optimalisere de ovennevnte tre uavhengige parameterne og å oppnå optimal partikkelstørrelse, maksimal innfangningseffektivitet og minst mulig PDI. Dataene ble montert i ekspertdesignprogramvaren for BBD15). Totalt 17 batcher ble generert med 5 batcher med lignende sammensetning (fem midtpunkter) (tabell 1). Andreordens polynomligningen ble brukt for å demonstrere påvirkningen av forskjellige uavhengige parametere på partikkelstørrelse, innfangningseffektivitet så vel som PDI.
2.4 Utvikling av SLN
OLP-lastede SLN-er ble fremstilt ved varm homogenisering etterfulgt av sonikeringsmetoden. Sammensetningen av forskjellige OLP-lastede SLN-partier er gitt i tabell 1. Først av alt ble lipidet (compritol 888 ATO) smeltet rundt 10 grader av smeltepunktet og ønsket mengde OLP ble tilsatt(1:{{6} }:6 forholdet mellom legemiddel og lipid). I mellomtiden ble den nødvendige mengden (1.5-4.5 prosent) av overflateaktivt middel oppløst i avionisert vann og temperaturen i denne fasen ble holdt på samme nivå som i lipidfasen. Den vandige fasen ble deretter inkorporert i lipidfasen gradvis og utsatt for varm homogenisering ved en ring med variabel hastighet (rpm, 3000-6000 rpm, to timer) for å få SLNs-dispersjonen. Den oppnådde emulsjonen ble tillatt
avkjøles og sonikeres deretter i 10 minutter ved 100 prosent amplitude ved hjelp av en sonikator (probetype, Vibra-Cell'VCX 130; Sonics, CT, USA) for å oppnå den endelige SLN-dispersjonen. Dispersjonen ble samlet i et glass hetteglass og lagret i kjøleskap for videre studier. Tilsvarende ble tomme SLN-er utviklet uten API (medikament).
2.5 Karakterisering av OLP-SLN-er
2.5.1 Evaluering av partikkelstørrelse, PDI og zetapotensial
Fotonkorrelasjonsspektroskopi (PCS) ved bruk av en zeta sizer-maskin (Malvern, nano ZS 90, Malvern Instruments, UK) ble brukt for måling av gjennomsnittlig partikkelstørrelse og polydispersitetsindeks (PDI) for forskjellige partier. Temperaturen ble holdt på 25 grader og spredningsvinkelen ble satt til 90 grader.cistanchAvionisert vann ble brukt til fortynning av original OLP-SLNs dispersjon. Zetapotensialet som indikerer overflateladningen ble bestemt ved hjelp av samme instrument med en elektrisk feltstyrke på rundt 20 V/cm27
2.5.2 Morfologisk studie
Et transmisjonselektronmikroskop (TEM, Fei elektronoptikk, Japan) som bruker kobbergitterbelagt karbon ble brukt for å undersøke morfologien og formen til forberedte OLP-lastede SLN-er (optimalisert batch F9). Negativ farging med fosfowolframsyrefarging (2 prosent w/w, varighet 20-30 sekunder) ble utført for å farge OLP-SLNs-prøven etterfulgt av tørking ved romtemperatur. Til slutt ble prøven påvist med TEM.
2.5.3 Evaluering av innfangningseffektivitet
Innfangningseffektivitet (EE) ble bestemt ved å undersøke den ikke-innfangede mengden medikament som var tilstede i OLP-SLNs dispersjon. Sentrifugeringsteknikken ble brukt til dette formålet. En målt mengde (10 ml) OLP-SLN ble tatt i et sentrifugerør og fikk sedimentere ved hjelp av en kjølesentrifuge (Remi, India) ved 12000 rpm i 15 minutter. Tilstedeværelsen av et ikke-innfanget medikament ble analysert med et UV-synlig spektrofotometer (modell 1800, Shimadzu. Japan) ved 230 nm. Prosentandelen av medikamentoppfangning ble bestemt ved hjelp av følgende formel (ligning 1):
2.5.4 Differensial scanning kalorimetri (DSC) studie
Hensikten med denne studien var å evaluere den termiske oppførselen til forskjellige formuleringer, nemlig ren OLP, compritol 888 ATO, og optimalisert OLP-SLN-formulering (F9) ved bruk av differensiell skanningskalorimetri (Mettler, Toledo, USA). Hver prøve ble pakket i en aluminiumspanne og skannet ved temperaturområdet 20-350 grader (hastighet 10 grader/min) ved bruk av en tom forseglet panne som referanse i en inert atmosfære (nitrogen). DSC-kurver ble oppnådd og tolket . 2.5.5 Studie av medikamentfrigjøring ( prosent )
Medikamentfrigjøringsstudien av optimalisert batch(F9) ble utført av Franz diffusjonscelle ved bruk av dialysemembran. Før påføringen av dialysemembranen ble den utviklet ved å behandle 0.35 prosent w/v natriumsulfittløsning ved 80 grader i 1-2 min etterfulgt av surgjøring med HSO({{ 13}}.2 prosent ,v/v) og deretter lagret i 12 timer i destillert vann. Saltvannsfosfatbuffer (pH 7,4) ble fylt i reseptorrommet og SLN-dispersjon (F9,1 ml) ble tatt i giverrommet. Eksperimentet ble utført ved 37±0,5 grader med kontinuerlig omrøring (50 rpm). Alikvoter (1 mL) ble tatt fra reseptorrommet ved forhåndsbestemte tidsintervaller og mengden medikament som var tilstede i hver prøve ble påvist av det UV-synlige spektrofotometeret kl. 230 nm. Den passende frigjøringskinetikken fra optimaliserte SLN-er ble oppdaget ved å tilpasse frigjøringsdataene til null, først Higuchi-modellen og Korsmeyer-Peppas-modellen som gitt i tabell 2, og verdien av R (korrelasjonskoeffisient) ble bestemt. Modellen med høyest R-verdi ble ansett som en optimalisert modell8).
Denne artikkelen er hentet fra J. Oleo Sci. 70, (10) 1403-1416 (2021)
