DOI: https://doi.org/10.2147/jir.s482582
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39974816
تاريخ النشر: 2025-02-01
المؤلف: Ine Suharyani وآخرون
الموضوع الرئيسي: أمراض الفم وعلاجها
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تحسين قابلية ذوبان α-Mangostin (α-M) من خلال التكوين المعقد مع γ-cyclodextrin (γ-CD) لعلاج التهاب الفم القلاعي المتكرر (RAS). بسبب قابليته المنخفضة للذوبان في الماء، فإن التطبيقات الصيدلانية لـ α-M محدودة. نجحت الدراسة في تشكيل مركب α-M/γ-CD، والذي تم دمجه بعد ذلك في فيلم لاصق مائي هيدروجيل من الألجينات/الكيتوزان (HMF). أكدت تقنيات التوصيف مثل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وطيف الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR) وقياس حيود الأشعة السينية (XRD) على نجاح صياغة المركب.
أشارت النتائج إلى أن α-M/γ-CD CX HMF أظهر خصائص لاصقة مخاطية متفوقة ووقت احتباس مطول في الغشاء المخاطي الفموي مقارنةً بصيغ أخرى. اتبعت حركية إطلاق الدواء نموذج Korsmeyer-Peppas، مع معدل إطلاق بلغ 80.34%. علاوة على ذلك، أظهر α-M/γ-CD CX HMF نشاطًا مضادًا لـ RAS معززًا بشكل كبير، كما يتضح من انخفاض مساحة الجرح بنسبة 79.05%، وزيادة سمك الظهارة، وانخفاض في درجة العدلات. تشير هذه النتائج إلى أن مركب α-M/γ-CD CX لا يحسن فقط قابلية ذوبان α-M ولكن أيضًا يعزز فعاليته العلاجية في علاج RAS، مما يجعله مرشحًا واعدًا لمزيد من التطوير في تطبيقات الأفلام اللاصقة المخاطية.
مقدمة
تناقش المقدمة الخصائص الصيدلانية لـ α-Mangostin (α-M)، وهو زانثون مشتق من قشرة Garcinia mangostana، مع تسليط الضوء على تطبيقاته كعامل مضاد للسرطان، ومضاد للفطريات، ومضاد للبكتيريا، ومضاد للالتهابات، وعامل مضاد للأكسدة. تشير النتائج الحديثة إلى فعاليته في علاج التهاب الفم القلاعي المتكرر (RAS)، وهو حالة شائعة في الغشاء المخاطي الفموي تتميز بآفات مؤلمة. ومع ذلك، فإن قابلية ذوبان α-M المنخفضة تشكل تحديات لتطبيقه في التحضيرات العلاجية. تم استكشاف طرق مختلفة، بما في ذلك تقليل حجم الجسيمات والتكوين المعقد مع السيكلودكسترينات (CDs)، لتعزيز قابليته للذوبان، حيث أظهرت γ-cyclodextrin (γ-CD) وعدًا بسبب قدرتها على احتواء الجزيئات الكارهة للماء.
تؤكد المقدمة أيضًا على قيود العلاجات التقليدية بالكورتيكوستيرويد لـ RAS، والتي، على الرغم من آثارها المضادة للالتهابات، يمكن أن تؤدي إلى آثار جانبية سلبية ولا تعزز تجديد الظهارة. وهذا يبرز الحاجة إلى علاجات بديلة تعتمد على المركبات الطبيعية. تهدف الدراسة إلى تعزيز قابلية ذوبان α-M من خلال تشكيل مركب إدماج مع γ-CD، والذي يتم دمجه بعد ذلك في فيلم لاصق مائي هيدروجيل من الألجينات والكيتوزان (HMF). يتم تقييم فعالية صياغة HMF هذه التي تحتوي على مركب α-M/γ-CD في نماذج حيوانية من حيث إمكانياتها في علاج RAS، مما يساهم في تطوير خيارات علاجية أكثر أمانًا وفعالية.
طرق
في هذه الدراسة، تضمنت المواد المستخدمة α-Mangostin، γ-Cyclodextrin، الكيتوزان، الألجينات الصوديوم، الإيثانول، الجلسرين، واللعاب المحاكي، جميعها من الدرجة التحليلية واستخدمت دون مزيد من التنقية. كانت الموضوعات التجريبية 72 من ذكور الجرذان من سلالة ويستار، تتراوح أعمارها بين 2-3 أشهر وتزن 200-250 جرام. قبل التجارب، تم تكييف الجرذان لمدة 7 أيام لتقليل التوتر، مما يضمن استقرار ظروفها الفسيولوجية.
تضمنت الإجراءات التجريبية تقييم آثار مضادات RAS (التهاب الفم القلاعي المتكرر) للعلاجات. في اليوم الأول، تم إعطاء الجرذان الكيتامين عن طريق الحقن داخل البطن بجرعة تتراوح بين 75-100 ملغ/كغ، تلاها تحفيز تقرحات على ألسنتهم باستخدام ورق ترشيح مشبع بحمض الأسيتيك الجليدي. تم إعطاء العلاجات يوميًا، وفي الأيام 3 و5 و7، تم euthanizing مجموعات من الجرذان لإجراء تحليل نسيجي لعينات اللسان. تم حفظ هذه العينات في 10% فورمالين وتم تحليلها باستخدام صبغة الهيماتوكسيلين والإيوزين (HE). تم قياس مستويات الالتهاب على مقياس من 0 إلى 3، حيث يشير 0 إلى شدة منخفضة و3 إلى شدة عالية من الخلايا الالتهابية.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التجارب التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغيرات المستقلة والنتائج التابعة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، أظهرت تحليل التباين (ANOVA) أن مجموعات العلاج أظهرت اختلافات واضحة في استجابتها، مع حساب أحجام التأثير لت quantifying حجم هذه الاختلافات. تمثل الرسوم البيانية، مثل الرسوم البيانية الشريطية والمخططات النقطية، الاتجاهات الملاحظة في البيانات، مما يعزز قوة النتائج. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في الجسم المعرفي القائم وتوفر أساسًا لتوجهات البحث المستقبلية.
مناقشة
تتناول قسم المناقشة في ورقة البحث إعداد وتوصيف مركبات α-Mangostin و γ-Cyclodextrin، مع التركيز بشكل خاص على تطبيقاتها في أفلام هيدروجيل لاصقة مخاطية (HMF) لعلاج الجروح الفموية. تسلط الدراسة الضوء على النجاح في تشكيل α-M/γ-CD CX، الذي أظهر قابلية ذوبان وتحسين تجانس مقارنةً بـ α-M بمفرده، ويعزى ذلك إلى احتواء α-Mangostin داخل تجويف γ-Cyclodextrin. لم يعزز هذا المركب فقط الخصائص الفيزيائية لـ HMF ولكن أيضًا سهل ملف إطلاق دواء أكثر فعالية، حيث أظهر α-M/γ-CD CX HMF زيادة كبيرة في إطلاق الدواء مقارنةً بصيغ أخرى.
تم تقييم الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للأفلام بدقة، مما كشف أنه بينما أدى إضافة مواد نشطة مثل α-Mangostin إلى تقليل القوة الشد، إلا أنه زاد أيضًا من الإطالة عند الكسر، مما يشير إلى زيادة المرونة. تم تحسين الخصائص اللاصقة المخاطية للأفلام بشكل كبير بسبب التفاعل بين الكيتوزان وسطح الغشاء المخاطي، وهو أمر حاسم لشفاء الجروح بشكل فعال. كما أفادت الدراسة بأن صياغة α-M/γ-CD CX HMF لم تلب فقط معدلات نقل بخار الماء الموصى بها ولكنها قدمت أيضًا حاجزًا واقيًا يقلل من تكاثر البكتيريا، مما يعزز الشفاء في التهاب الفم القلاعي المتكرر. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانية استخدام مركبات السيكلودكسترين في صياغات الأفلام اللاصقة المخاطية لتعزيز الفعالية العلاجية في إدارة الجروح الفموية.
DOI: https://doi.org/10.2147/jir.s482582
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39974816
Publication Date: 2025-02-01
Author(s): Ine Suharyani et al.
Primary Topic: Oral Health Pathology and Treatment
Overview
The research investigates the enhancement of α-Mangostin (α-M) solubility through complexation with γ-cyclodextrin (γ-CD) for the treatment of recurrent aphthous stomatitis (RAS). Due to its poor water solubility, α-M’s pharmacological applications are limited. The study successfully formed an α-M/γ-CD complex, which was then incorporated into an alginate/chitosan hydrogel mucoadhesive film (HMF). Characterization techniques such as Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and X-Ray Diffractometry (XRD) confirmed the successful formulation of the complex.
The results indicated that the α-M/γ-CD CX HMF exhibited superior mucoadhesive properties and prolonged retention time in the oral mucosa compared to other formulations. Drug release kinetics followed the Korsmeyer-Peppas model, with an 80.34% release rate. Furthermore, the α-M/γ-CD CX HMF demonstrated significantly enhanced anti-RAS activity, evidenced by a 79.05% reduction in wound area, increased epithelial thickness, and a decrease in neutrophil score. These findings suggest that the α-M/γ-CD CX complex not only improves the solubility of α-M but also enhances its therapeutic efficacy in treating RAS, making it a promising candidate for further development in mucoadhesive film applications.
Introduction
The introduction discusses the pharmacological properties of α-Mangostin (α-M), a xanthone derived from the pericarp of Garcinia mangostana, highlighting its applications as an anti-cancer, anti-fungal, antibacterial, anti-inflammatory, and antioxidant agent. Recent findings indicate its effectiveness in treating recurrent aphthous stomatitis (RAS), a common oral mucosal condition characterized by painful lesions. However, the low water solubility of α-M poses challenges for its application in therapeutic preparations. Various methods, including particle size reduction and complexation with cyclodextrins (CDs), have been explored to enhance its solubility, with γ-cyclodextrin (γ-CD) showing promise due to its ability to encapsulate hydrophobic molecules.
The introduction further emphasizes the limitations of conventional corticosteroid treatments for RAS, which, despite their anti-inflammatory effects, can lead to adverse side effects and do not promote epithelial regeneration. This underscores the need for alternative therapies based on natural compounds. The study aims to enhance the solubility of α-M through the formation of an inclusion complex with γ-CD, which is then incorporated into an alginate-chitosan hydrogel mucoadhesive film (HMF). The effectiveness of this HMF formulation containing α-M/γ-CD complex is evaluated in animal models for its potential in treating RAS, thereby contributing to the development of safer and more effective therapeutic options.
Methods
In this study, the materials utilized included α-Mangostin, γ-Cyclodextrin, chitosan, sodium alginate, ethanol, glycerine, and simulated saliva, all of which were of analytical grade and used without further purification. The experimental subjects were 72 male Wistar strain rats, aged 2-3 months and weighing 200-250 grams. Prior to the experiments, the rats were acclimatized for 7 days to reduce stress, ensuring their physiological conditions were stable.
The experimental procedures involved evaluating the anti-RAS (recurrent aphthous stomatitis) effects of the treatments. On the first day, the rats were administered ketamine intraperitoneally at a dosage of 75-100 mg/kg, followed by the induction of canker sores on their tongues using filter paper soaked in glacial acetic acid. Treatments were administered daily, and on days 3, 5, and 7, subsets of rats were euthanized for histopathological analysis of tongue specimens. These specimens were preserved in 10% formalin and analyzed using hematoxylin and eosin (HE) staining. Inflammation levels were quantified on a scale from 0 to 3, with 0 indicating low intensity and 3 indicating high intensity of inflammatory cells.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experiments conducted. The data indicates a strong correlation between the independent variables and the dependent outcomes, with statistical analyses revealing p-values below the conventional threshold of 0.05, suggesting that the results are statistically significant.
Additionally, the analysis of variance (ANOVA) demonstrated that the treatment groups exhibited distinct differences in their responses, with effect sizes calculated to quantify the magnitude of these differences. Graphical representations, such as bar graphs and scatter plots, further illustrate the trends observed in the data, reinforcing the robustness of the findings. Overall, these results contribute to the existing body of knowledge and provide a foundation for future research directions.
Discussion
The discussion section of the research paper elaborates on the preparation and characterization of α-Mangostin and γ-Cyclodextrin complexes, specifically focusing on their application in hydrogel mucoadhesive films (HMF) for treating oral wounds. The study highlights the successful formation of α-M/γ-CD CX, which demonstrated improved solubility and homogeneity compared to α-M alone, attributed to the encapsulation of α-Mangostin within the γ-Cyclodextrin cavity. This complex not only enhanced the physical properties of the HMF but also facilitated a more effective drug release profile, with α-M/γ-CD CX HMF exhibiting a significant increase in drug release compared to other formulations.
The mechanical and physical characteristics of the films were rigorously evaluated, revealing that while the addition of active substances like α-Mangostin reduced tensile strength, it also increased elongation at break, indicating enhanced flexibility. The mucoadhesive properties of the films were significantly improved due to the interaction between chitosan and the mucosal surface, which is crucial for effective wound healing. The study also reported that the α-M/γ-CD CX HMF formulation not only met the recommended water vapor transmission rates but also provided a protective barrier that minimizes bacterial proliferation, thereby promoting healing in recurrent aphthous stomatitis. Overall, the findings underscore the potential of utilizing cyclodextrin complexes in mucoadhesive film formulations to enhance therapeutic efficacy in oral wound management.