Stabilitet og påvirkning av lagringsforhold på nanofibrøs film som inneholder tannblekingsmiddel del 1

Apr 26, 2023

Abstrakt:Karbamidperoksid (CP), et tannblekingsmiddel, er kjemisk ustabilt. Denne studien utforsker stabilitetsforbedring av CP ved å laste i en nanofibrøs film (CP-F) sammensatt av polyvinylalkohol/polyvinylpyrrolidon/silikablanding, ved bruk av en elektrospinningsteknikk. Holdt ved et temperaturområde på 60–80 ◦C i 6 timer, viste CP i CP-F betydelig høyere stabilitet enn i henholdsvis en polymerløsning og vann. Nedbrytning av CP i CP-F kan beskrives av førsteordens kinetikk med den forutsagte halveringstiden ved Arrhenius-ligningen på omtrent 6,52 år. Fysiokjemiske egenskaper til CP-F etter langtidslagring i 12 måneder ved forskjellige temperaturer og relativ fuktighet (RH) ble undersøkt ved bruk av skanningselektronmikroskopi, røntgendiffraktometri, differensiell skanningkalorimetri og Fourier-transform infrarød spektroskopi. Det ble funnet at høy temperatur og høy luftfuktighet (45 ◦C/75 prosent RF) kunne forbedre vannabsorpsjon og ødeleggelse av den nanofibrøse strukturen til CP-F. Interessant nok, holdt ved 25 ◦C/30 prosent RF, ble den nanofibrøse strukturen til CP-F ikke skadet, og viste ingen vannabsorpsjon. Dessuten ble den gjenværende CP, de mekaniske egenskapene og de adhesive egenskapene til CP-F ikke vesentlig endret i denne lagringstilstanden. Det konkluderes med at den utviklede CP-F og en passende lagringstilstand kan forbedre CP-stabiliteten betydelig.

I følge relevante studier er cistanche en vanlig urt som er kjent som "mirakelurten som forlenger livet". Hovedkomponenten ercistanoside, som har ulike effekter som f.eksantioksidant, anti-inflammatorisk,ogfremme av immunfunksjonen. Mekanismen mellomcistancheogbleking av hudenligger i antioksidanteffekten til cistancheglykosider. Melanin i menneskelig hud produseres ved oksidasjon av tyrosin katalysert avtyrosinase, og oksidasjonsreaksjonen krever deltakelse av oksygen, så de oksygenfrie radikalene i kroppen blir en viktig faktorpåvirker melaninproduksjonen. Cistanche inneholder cistanosid, som er en antioksidant og kan redusere dannelsen av frie radikaler i kroppen, dermedhemmer melaninproduksjonen.

desert cistanche benefits

Klikk på Cistanche Tubulosa for Whitening

For mer info:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Nøkkelord:karbamidperoksid; nanofibrøs film; stabilitet; stabilitetskinetikk; fysisk-kjemiske egenskaper; Oppbevaring

1. Introduksjon

Karbamidperoksid (CP) er en aktiv ingrediens for tannbleking [1]. Denne forbindelsen er kjent som ureaperoksid eller hydrogenperoksid-urea. CP ble først brukt som et antiinflammatorisk og antiseptisk middel for behandling av periodontale sykdommer og gingivitt [2,3]. Tannbleking var imidlertid en bivirkning under behandlingene [4]. Den blekende virkningen av CP var et resultat av en kjemisk oksidativ prosess som involverer peroksid og organiske pigmenterte molekyler i emalje og dentin. Endringen i strukturen til de pigmenterte molekylene resulterte i klarere, mindre molekyler, og tennene virket hvite [5–7]. På grunn av den økte interessen for estetikken til sunne hvite tenner, ble tannblekingsprosedyrer mer populære [8] og tannblekingsprodukter som inneholder CP er mye brukt. Andre anvendelser av CP i munnhulen er for behandling av plakk, gingivitt og karies, ved dets antibakterielle og antiinflammatoriske aktiviteter [9–11].

Til tross for sine attraktive egenskaper er CP kjemisk ustabil [12]. Den er svært følsom for lys og termisk eksponering [13]. Disse faktorene er hovedårsaken til CP-nedbrytning ved lagring og resulterer i en reduksjon i tannblekingseffektivitet [14]. Mange stabilisatorer og forringelseshemmere har blitt brukt for å forhindre CP-nedbrytning. Imidlertid er stabilisatorene varierte i sin effektivitet og har ulemper som at de er dyre, unnlater å forhindre brusing, gir uønsket farge eller mangler tilstrekkelig løselighet [15]. De vandige formuleringene som inneholder tannblekingsmidler viser den alvorlige ulempen med dårlig stabilitet under langtidslagring [16], noe som fører til at produktene mister sin tannblekende styrke [17].

Utviklingen innen farmasøytisk teknologi har gjort det mulig å produsere funksjonelle formuleringer for å overvinne legemiddelproblemer som lav stabilitet [18]. Innkapsling av et medikament i en tørr form av nanofibrøs film med diametre i nanoområdet ved elektrospinningsteknikk får for tiden stor interesse, på grunn av sin enkelhet, kapasitet til å produsere den ikke-vevde nanofibrøse filmen med et høyt overflate-til-volumforhold , lav kostnad og evne til å oppskalere produksjon [19,20]. Den elektrospunne nanofibrøse filmen er en levedyktig formulering som kan tillate aktive forbindelser å bli inkorporert med en passende polymer eller polymerblanding. Tatt i betraktning at CP er svært ustabil, spesielt i vandige systemer, bør medikamentlevering i form av fast formulering som nanofibrøs film være en god kandidat for levering av dette midlet. I tillegg kan den nanofibrøse filmformuleringen øke pasientens etterlevelse på grunn av dens brukervennlighet [21].

cistanche supplement review

Nylig rapporterte vi at CP-lastet nanofibrøs film (CP-F) kunne produseres ved hjelp av en elektrospinningsteknikk for tannbleking [22]. Polyvinylalkohol (PVA) ble brukt som basisløsning for elektrospinning av nanofibrøs filmproduksjon. Polyvinylpyrrolidon (PVP) og silika bidro til å stabilisere CP og ble brukt som medikamentbærere for å forhindre CP-nedbrytning under prosessen. Den utviklede CP-nanofibrøse filmen viste høy effekt på medikamentinnfanging og tannblekingsaktivitet. Imidlertid er stabiliteten til CP i den utviklede CP-F ennå ikke blitt grundig undersøkt. Derfor er det nødvendig med stabilitetstester av denne nye formuleringen for å forutsi overvåking og for å bestemme gyldigheten og de ideelle lagringsforholdene. Stabilitetstesting av formuleringer kan gi bevis på kvaliteten på formuleringen og påvirkningen av miljøfaktorer, som temperatur, lys og fuktighet [23]. Beviset kan brukes til å utvikle en passende produksjonsprosess og velge emballasje og lagringsforhold. Derfor hadde denne studien som mål å undersøke stabiliteten til CP i CP-F etter å ha holdt den under forskjellige forhold. Nedbrytningskinetikken ble studert for å estimere halveringstiden og holdbarheten til de utviklede produktene. De fysisk-kjemiske egenskapene til CP-F ble karakterisert og mengden CP som var igjen i CP-F ble bestemt for å evaluere effektiviteten til CP-F på stabiliseringen av CP.

2. Materialer og metoder

2.1. Materialer

CP, PVA (molekylvekt=85,000–124,000, hydrolysegrad=87–89 prosent ), PVP, N, N-dimetylformamid, urea og trifenylfosfin ble oppnådd fra Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA). Hydrofil pyrogen silika var fra Evonik (Aerosil 380F, Essen, Tyskland).

2.2. Utarbeidelse av CP-F

Fremstillingen av CP-F var i henhold til prosedyren rapportert i tidligere arbeid [22]. Kort fortalt ble CP-løsning sammensatt av PVA, PVP, silika, CP og vann i et vektforhold på 5,5:3:1:0.5:90 først fremstilt ved å løse opp PVA og PVP i destillert vann og kontinuerlig omrørt ved 70 ◦C i 12 timer. Den forberedte PVA–PVP-løsningen ble avkjølt til romtemperatur. Silika og CP ble veid og dispergert i 1 prosent N,N-dimetylformamid. Etterpå ble den forberedte PVA-PVP-løsningen tilsatt til denne løsningen til den endelige konsentrasjonen av CP var 0,5 prosent. Prøven ble forsiktig omrørt til en klar løsning ble oppnådd. Denne CP-løsningen ble brukt til elektrospinning. For fremstilling av CP-F ble elektrospinningsprosessen utført. Oppsettet besto av en høyspent strømforsyning (FC Series Glassman High Voltage Regulated DC Power Supplies, High Bridge, NJ, USA), en sprøyte koblet til en pumpe (Harvard Apparatus Pump 11 Elite Syringe Pumps, Holliston, MA, USA) , og en stasjonær metallsamler (VWR International, Radnor, PA, USA) dekket med aluminiumsfolie. Den forberedte CP-løsningen for elektrospinning ble overført til en sprøyte utstyrt med en nål av rustfritt stål (Hamilton 2,5 mL, Model 1005 TLL SYR, Hamilton Metal Hub Needles, Bonaduz, Sveits) og ble pumpet horisontalt med en strømningshastighet på 10 µL/min. . Elektrospinningen ble satt til 15 kV og avstanden mellom sprøytespissen og samleplaten var 10 cm. Før den videre testen ble den oppnådde CP-F kuttet i 10 mm × 50 mm og målt for tykkelse ved 10 punkter ved hjelp av et mikrometer (INSIZE 3203-25A, Suzhou, Kina). Tykkelsen ble bekreftet av et optisk mikroskop (Axio Vert.A1 FL-LED, ZEISS, Oberkochen, Tyskland) utstyrt med et digitalkamera (ZEISS Axiocam 105 farge). Prøven ble kuttet i tverrsnittsretning og vertikalt festet på en glassplate. Mikrofotografier av prøvene ble undersøkt ved forstørrelse 5× og målt for tykkelse med Image J-programvare (US National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA). CP i polymerløsning (CP-P) ble fremstilt ved å oppløse CP i en polymerløsning inneholdende 5,5 prosent PVA, 3 prosent PVP og 1 prosent silika for å få en endelig CP-konsentrasjon på 5 prosent. CP i vannoppløsning (CP-W) ble oppnådd ved å løse opp CP i destillert vann for å oppnå en sluttkonsentrasjon av CP som var den samme som CP-P. Mengden CP ble analysert ved bruk av høyytelses væskekromatografi (HPLC).

desert cistanche benefits

2.3. HPLC-analyse

For å bestemme CP som er igjen i prøvene, ble HPLC (Hewlett Packard series 1100, Agilent Technologie, Santa Clara, CA, USA) utført, og HPLC-tilstand fra tidligere rapporter [24] ble utført. brukt med noen modifikasjoner. Kort fortalt ble en mengde på 0,1 g prøve oppløst i 10 ml avionisert vann, deretter ble løsningene sentrifugert ved bruk av en SorvallTM ST16R sentrifuge (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) med en hastighet på 1{{30}},000 rpm i 15 min. En mengde på 1000 µL av de innsamlede prøvene ble blandet med 1000 µL 0,1 M trifenylfosfin og omrørt i 2 timer med lysbeskyttelse. Bestemmelsen ble utført ved 25 ± 0,2 ◦C. En omvendt fasekolonne (4,6 mm × 250 mm Hypersil ODS Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) ble brukt og detektert ved 225 nm. Injeksjonsvolumet var 10 µL. En mobil fase med forskjellige forhold mellom acetonitril og vann ble kjørt med en strømningshastighet på 1,0 ml/min. Ved start av kjøretiden ble det brukt et volumforhold på 50:50 inntil 6,5 min. Etter det ble mobilfaseforholdet endret til 100:0. Etter 10 minutter ble mobilfaseforholdet endret tilbake til 50:50 inntil den fullstendige kjøretiden på 25 minutter var nådd. Kalibreringskurven ble utarbeidet ved bruk av en vandig løsning av CP i et område på 50–200 µg/ml. En lineær standardkurve ble oppnådd med en korrelasjonskoeffisient (r 2 ) på 0,9997. Mengden av gjenværende CP ble beregnet ved å bruke ligning (1):

cistanche tablets benefits

der CPa var den analyserte mengden CP ved tidsintervallet og CPi var mengden CP opprinnelig i prøven. Resultatene oppnådd fra alle lagringsbetingelser ble plottet som prosent gjenværende legemiddel mot tid.

2.4. Effekter av temperatur og UV-lys på nedbrytningskinetikk av CP

For å undersøke den termiske nedbrytningskinetikken til CP, ble prøvene plassert i akselererte temperaturforhold på 60 ◦C, 70 ◦C og 80 ◦C. Nøyaktige mengder på 20 mg CP-F, CP-P og CP-W ble veid i 1,5 ml mikrosentrifugerør og plassert i en varmeinkubator (MD-MINI, major science, Saratoga, CA, USA), og beskyttet mot lys . For å undersøke effekten av UV-lys, ble prøvene plassert i et lukket kammer og eksponert for UV-lys ved 254 nm ved bruk av en 35 W, CKL T5 lysrør (Zhongshan Okes Lighting Appliance Co., Ltd, Guangdong, Kina) ved en konstant konstant temperatur på 25 ◦C. En kontroll ble utført ved å plassere prøvene i et lukket kammer uten UV-lyseksponering ved samme temperatur. Prøvene ble samlet etter eksponeringstider på 60, ​​120, 180, 240, 300 og 360 min. Den gjenværende mengden CP ble analysert ved bruk av HPLC. Eksperimentene ble utført i tre eksemplarer.

2.5. Effekter av temperatur og fuktighet på CP-F etter langtidslagring

En langtidsstabilitetsstudie av CP-F ble utført i 12 måneder under tre forskjellige forhold: 25 ◦C/30 prosent relativ fuktighet (RH), 25 ◦C/75 prosent RF og 45 ◦C/30 prosent RF. For forhold på 30 prosent og 75 prosent RF, ble prøvene lagret i ekssikkatorer ekvilibrert med de mettede løsningene av henholdsvis magnesiumklorid og natriumklorid. Prøvene ble analysert med tanke på fysiske egenskaper etter 12 måneders lagring, sammenlignet med de for et første preparat som kontroll. Den gjenværende mengden CP med tidsintervaller på 1, 2, 3, 6, 9 og 12 måneder ble bestemt ved bruk av HPLC. Eksperimentet ble utført i tre eksemplarer for hver prøve under alle lagringsbetingelser.

2.6. Fargemåling

Fargen på CP-F ble analysert ved bruk av et kolorimeter (Fru WR10 bærbart presisjonskolorimeter, Shenzhen wave optoelectronics technology Co., Ltd, Shenzhen, Kina). Målingene ble tatt fra tre forskjellige punkter på overflaten av CP-F. Fargemålingsresultater ble evaluert under CIE (Commission International declarative) L*a*b*-koordinatverdier, der L* representerer graden av lyshet fra 0 (null) til 100 (hvit), og a* og b* representerer graden av henholdsvis grønn-rød og graden av blå-gul fargekoordinater [25]. En positiv a*-verdi indikerer graden av rødt og en negativ a*-verdi indikerer graden av grønt. En positiv b*-verdi indikerer graden av gult og en negativ b*-verdi indikerer graden av blått. Sentrum av a*- og b*-koordinatene er akromatisk og de økende verdiene av a* og b* representerer fargemetningen. L*a*b*-verdiene til CP-F ble målt. For å evaluere fargeendringen mellom fargen på CP-F innledningsvis og 12 måneder etter lagring, ble den totale fargeforskjellen (∆E) beregnet ved å bruke ligning (2). ∆E-verdien er relatert til den visuelle oppfatningen av farger. Hvis ∆E-verdiene er under 1, kan ikke fargeendringen være synlig, hvis ∆E-verdiene er 1 til 3, er en mindre fargeendring synlig, og hvis ∆E-verdiene er over 3, er fargeendringen synlig. Fargemålingen ble utført ved 5 punkter fra tre uavhengige prøver ved hver lagringstilstand.

cistanche in urdu

2.7. Morfologistudie

Morfologien til CP-F før og etter lagring ble observert ved bruk av et skanningselektronmikroskop (SEM, JSM 5910 LV, Tokyo, Japan). Prøvene ble kuttet i små seksjoner på ca. 0,5 cm × 0,5 cm og ble festet til stubbene ved å bruke dobbeltsidig karbontape. Prøvene ble belagt med gull med en sputtercoater før SEM-observasjon. SEM-bilder ble tatt med 3000 og 10 000 forstørrelser med en eksitasjonsspenning på 15 kV. Den gjennomsnittlige diameteren til CP-F ble målt ved bruk av Image J-programvare (US National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA).

2.8. Intern strukturundersøkelse

Røntgendiffraksjon (XRD) ble utført ved bruk av et Rigaku SmartLab røntgendiffraktometer (Rigaku, Tokyo, Japan). En Bragg-vinkel (2θ) ble brukt i et område på 10◦ til 60◦. Prøvene ble plassert på et etset glassglass og skannet med en hastighet på 12◦/min. Til sammenligning ble XRD-analysen av intakt CP og den tomme nanofibrøse filmen også utført.

2.9. Termisk atferdsundersøkelse

Den termiske oppførselen til CP-F ble undersøkt ved bruk av differensiell skanningskalorimetri (DSC, DSC 8000, PerkinElmer, Waltham, MA, USA). Prøvene på omtrent 1–3 mg ble nøyaktig veid og overført til aluminiumspanner og hermetisk forseglet. Deretter ble prøvene varmet opp fra 0 til 250 ◦C med en oppvarmingshastighet på 10 ◦C/min under nitrogenstrøm ved 40 mL/min. Til sammenligning ble den termiske analysen av intakt CP og den tomme nanofibrøse filmen også utført.

2.10. Molekylær interaksjonsstudie

Fourier transform infrarød spektroskopi (FTIR) ble utført for å undersøke den molekylære interaksjonen til prøvene ved å bruke et Thermo Nicolet NEXUS 470 FT-IR (Thermo elektron corporation, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) koblet til et Smart diffuse reflectance FTIR-tilbehør ( Thermo electron corporation, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). Spektra ble registrert ved 25 ◦C i skanningsområdet 4000–600 cm−1. Transmittansmodusen ble brukt med en oppløsning på 4 cm−1 og 64 skanninger. Dataregistrering ble gjort gjennom OMNIC programvare (Thermo Fisher Scientific Waltham, MA, USA). Til sammenligning ble FTIR-analyse av CP-pulver og den tomme nanofibrøse filmen også utført.

2.11. Mekanisk eiendomsundersøkelse

Mekaniske egenskaper til CP-F ble evaluert ved bruk av en teksturanalysator (TA.XT Plus, Texture Analyzer Stable Micro Systems, Surrey, UK) ved metoden tidligere beskrevet [26], med noen modifikasjoner. Før testing ble en teksturanalysator kalibrert med en 5 kg lastcelle og utstyrt med strekkgrep (A/TG). CP-F ble kuttet i en rektangulær form på 0,5 cm × 5,0 cm. Prøven ble klemt fast mellom grepene. Den opprinnelige lengden mellom grepene ble satt til 3 cm. Testhastigheten var 1 mm/s med 5 g utløserkraft. Prøven ble trukket inntil prøvebruddet skjedde. Ved bruddpunktet ble verdien av kraft og forlengelse registrert. Målingen ble gjort med tre uavhengige filmprøver fra hver lagringstilstand. De mekaniske egenskapene til filmene ble karakterisert av strekkfastheten (σ), bruddforlengelsen (ε) og Youngs modul (E), beregnet ved å bruke henholdsvis ligning (3)–(5):

cistanche portugal

hvor F er maksimal kraft ved filmbrudd (N), A er tverrsnittsarealet til prøven (cm2), ∆L er forlengelsen av prøven, og L0 er den opprinnelige lengden av prøven prøve (cm).

cistanche supplement review

2.12. Mucoadhesive Eiendomsundersøkelse

En teksturanalysator (TA.XT Plus Texture Analyzer, Stable Micro Systems, Surrey, UK) ble brukt for å undersøke klebeegenskapene til CP-F ved å bruke en metode som tidligere er beskrevet [22], med noen modifikasjoner. Før testing ble en teksturanalysator kalibrert med en 5 kg belastningscelle. CP-F ble festet til sonden (P 0.5 Perspex, 0.5- tomme diameter) ved hjelp av dobbeltsidig klebende tape. Et stykke 2 cm × 5 cm svinetarmslimhinne ble festet til et glassglass og deretter plassert på stativet. Overflaten av slimhinnen ble hydrert ved å droppe 1 ml kunstig spytt. Sonden ble senket for å komme i kontakt med slimhinneoverflaten. En kontaktkraft på 0,2 N ble påført med en kontakttid på 60 s, og deretter ble sonden trukket ut med en hastighet på 1 mm/s. Texture Exponent-programvaren (Stable Micro Systems, Surrey, UK) ble brukt til å bestemme limkraften. Eksperimentet ble utført i tre eksemplarer for filmprøvene fra hver lagringstilstand.

2.13. Statistisk analyse

Beskrivende statistikk for kontinuerlige variabler ble beregnet og uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik (SD). Signifikans ble vurdert ved enveis variansanalyse (ANOVA) og fulgt av Duncans multiple range-test, ved bruk av Statistic SPSS versjon 22 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Signifikansnivået ble satt til p < 0.05.

3. Resultater og diskusjon

Formålet med stabilitetstesting er å få informasjon om hvordan kvaliteten på en formulering varierer over tid under påvirkning av ulike miljøfaktorer, som temperatur, fuktighet og lys. De oppnådde resultatene kan føre til å etablere de anbefalte egnede lagringsforholdene for formuleringene. Stabiliteten til et medikament refererer til den kjemiske og fysiske integriteten til doseringen og formuleringens evne til å opprettholde legemiddelinnholdet. I denne studien ble kortsiktige (6 timer) og langsiktige (12 måneder) stabiliteter av CP-F undersøkt, hovedsakelig for å evaluere henholdsvis nedbrytningskinetikken og de gradvise kjemiske endringene av CP i CP-F. som de fysisk-kjemiske endringer etter lang lagring under begrensende forhold.

Det ble funnet at de fleste fremstilte CP-F hadde en jevn tykkelse. Ved bruk av et mikrometer viste filmene en gjennomsnittlig tykkelse på 0.98 ± 0.10 mm. Tverrsnittsfotomikrofotografiet fra optisk mikroskopi av CP-F som presentert i figur 1 viste at tykkelsen på filmene var 1.00 ± 0.05 mm, som var resultatet fra mikrometeret. Den oppnådde CP-F med en tykkelse på ca. 1 mm ble valgt for videre studier.

maca ginseng cistanche

Generelt ble HPLC-analysen brukt for bestemmelse av CP i formuleringen validert av selektiviteten til trifenylfosfinoksid og trifenylfosfin. HPLC-kromatogramtoppene for trifenylfosfinoksid og trifenylfosfin ble presentert i de forskjellige retensjonstidene på henholdsvis 5,0 min og 10,5 min, som vist i figur S1a [27]. Trifenylfosfinoksid ble oppnådd fra oksidasjon av trifenylfosfin ved CP [28]. I denne studien ble bestemmelsen av CP oppnådd fra trifenylfosfinoksidtoppområdet. Den gjenværende toppen av trifenylfosfin i HPLC-kromatogrammene bekreftet at all CP var fullstendig reagert. Dessuten, for å begrense oksidativ interferens fra andre faktorer som kan føre til en overestimering av CP, ble bestemmelsen av trifenylfosfinoksid i en blindprøve uten CP utført, og resultatet er vist i figur S1b.


For mer informasjon: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Du kommer kanskje også til å like