DOI: https://doi.org/10.1208/s12249-025-03180-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40614006
تاريخ النشر: 2025-07-04
المؤلف: Chetan Hasmukh Mehta وآخرون
الموضوع الرئيسي: أمراض الفم وعلاجها
نظرة عامة
تقدم البحث تركيبة جديدة تعرف برذاذ الأفلام المحملة بنانوكيوب (NanoCuboSpray, NCS)، مصممة لتوصيل الأدوية على النانو، تستهدف بشكل خاص التليف تحت المخاطي الفموي (OSF) من خلال احتواء الإبيغالوكاتشين 3-غالات (EGCG). يقيم الدراسة خصائص التركيبة، بما في ذلك تجانسها، لزوجتها، قابليتها للانتشار، وخصائصها اللاصقة على الغشاء المخاطي الفموي. أظهرت الدراسات الخارجية أن EGCG NCS أظهرت نفاذية واحتفاظ ملائم، بينما كشفت التقييمات الحية أن جرعة 81.81 ملغ/كغ حسنت بشكل كبير من فتح الفم وعدلت مستويات الكولاجين وTGF-β1 في نموذج الفئران للتليف تحت المخاطي الفموي الناتج عن مستخلص جوز الهند. ومن الجدير بالذكر أن EGCG NCS تفوقت على كل من هيدروجيل EGCG وحقن بيتاميثازون في تعزيز المعايير النسيجية والمواد المضادة للأكسدة.
في الختام، فإن تركيبة NCS اللاصقة المحسنة تطيل بشكل فعال التأثيرات العلاجية لـ EGCG من خلال تشكيل فيلم واقي على الغشاء المخاطي الفموي، مما يسهل النفاذية الأسرع مقارنة بـ EGCG النقي. أدى العلاج إلى تقليل مستويات الكولاجين من النوع الأول وTGF-β1، إلى جانب تحسينات في المعايير النسيجية والمواد المضادة للأكسدة في نموذج الفئران ANE-OSF، مما يشير إلى إمكانيته في منع OSF. تم تأكيد ملف الأمان لـ NCS، حيث أظهرت آثار جانبية طفيفة مقارنة بالمجموعات الضابطة. تشير هذه النتائج إلى أن EGCG NCS هو خيار علاجي واعد وغير سام لـ OSF، مما يستدعي مزيدًا من التجارب السريرية لتقييم فعاليته في البشر.
مقدمة
تناقش المقدمة التليف تحت المخاطي الفموي (OSF)، وهي حالة ما قبل السرطان تتميز بالتهاب مزمن، وإنتاج مفرط للكولاجين، وانحلال العضلات في الغشاء المخاطي الفموي. أظهرت استراتيجيات الإدارة الحالية لـ OSF، بما في ذلك التدخلات الغذائية، والعلاج الدوائي، والخيارات الجراحية، نجاحًا محدودًا بسبب عيوب مختلفة. يبرز النص الحاجة إلى أنظمة توصيل دوائية موضعية فعالة، خاصة من خلال تطوير تركيبات لاصقة.
تقدم الدراسة NanoCubogel (NCG)، وهو نظام جديد لتوصيل الأدوية يستخدم نانوكيوب محملة بالإبيغالوكاتشين 3-غالات (EGCG) داخل مصفوفة هيدروجيل، والتي أظهرت نفاذية محسنة عبر الأغشية المخاطية الفموية. تستكشف البحث أيضًا تركيبة NanoCuboSpray (NCS)، التي تهدف إلى تحسين امتثال المرضى وإدارة الأدوية من خلال تشكيل فيلم عند التطبيق. تم تصميم هذا النظام الرذاذي، الذي يستخدم نانوكيوب مشحونة إيجابيًا لزيادة سرعة النفاذية، لتحمل الحركات الفسيولوجية وتوفير توصيل دوائي موضعي مطول. يتم تقييم تركيبة NCS المحسنة لسلوك النفاذية في المختبر وخارجه، فضلاً عن فعاليتها وسلامتها في نموذج الفئران Sprague Dawley لـ OSF.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم استخدام مواد متنوعة للتحقيق في تأثيرات مركبات معينة على العمليات البيولوجية. تم الحصول على الإبيغالوكاتشين غالات (EGCG) من TCI في بنغالور، الهند، بينما تم الحصول على أدرينالين بيتارتريت، وأريكلين هيدروبرومايد، وغليسيريل مونوأولييت (GMO)، وبولوكسانر-188، وصمغ الزانثان، وصمغ الجيلان، وأوكتاديسيل أمين من سيغما-ألدريتش-ميرك، أيضًا في بنغالور. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على مستخلص جوز الهند وحقن بيتاميثازون من Vital Herbs وLaborate Pharmaceuticals، على التوالي. لتقييم مستويات الكولاجين من النوع الأول ألفا 1 (COL1α1) وعامل النمو المحول بيتا 1 (TGF-β1)، تم توفير مجموعات ELISA من Elabscience وMaxome Labsciences.
تضمنت الطرق المستخدمة في هذا البحث استخدام مواد كيميائية من الدرجة التحليلية والمكونات المساعدة لضمان موثوقية وصلاحية النتائج التجريبية. لم يتم تفصيل الإجراءات المحددة للاختبارات والإعدادات التجريبية في النص المقدم، ولكن اختيار المواد يشير إلى التركيز على تقييم التفاعلات البيوكيميائية وتأثيرات المركبات المدرجة في بيئة محكومة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يوضح النتائج التي توصلت إليها الدراسة، مع تسليط الضوء على نقاط البيانات والاتجاهات المهمة التي تم ملاحظتها. غالبًا ما تكون النتائج مصحوبة بتحليلات إحصائية ذات صلة، والتي قد تشمل قيم p، وفترات الثقة، أو أحجام التأثير، لدعم النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم تمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول التي توضح البيانات بوضوح، مما يسمح بتفسير أسهل للنتائج. عادة ما يتم مناقشة تداعيات هذه النتائج بالنسبة للأسئلة البحثية المطروحة، مما يوفر رؤى حول السياق الأوسع للدراسة ومساهماتها في المجال. بشكل عام، يعمل هذا القسم كأساس حاسم للنقاشات والاستنتاجات اللاحقة التي تم التوصل إليها في الورقة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحسين تركيبة رذاذ NanoCuboSpray المحملة بـ EGCG (NCS) باستخدام تصميم Box-Behnken (BBD) لتعزيز فعاليتها واحتفاظها في الغشاء المخاطي الفموي. تضمنت التحضير تقنية الاستحلاب بالانصهار تلتها سونكشن باستخدام المجس، مما أسفر عن نانوكيوب بحجم جزيئي متوسط يبلغ 140.3 ± 1.12 نانومتر وكفاءة احتواء تبلغ 59.0 ± 1.73%. تم تقييم خصائص التركيبة، بما في ذلك اللزوجة، ووقت التجفيف، وقوة الالتصاق بشكل منهجي. ومن الجدير بالذكر أن التركيبة المحسنة أظهرت تحسنًا كبيرًا في النفاذية الخارجية عبر الغشاء المخاطي الفموي الخنزيري مقارنة برذاذات EGCG المحملة التقليدية، مما يشير إلى إمكانيات توصيل محسنة.
كشفت الدراسات الفعالية الحية التي أجريت على فئران Sprague Dawley أن تركيبة NCS حسنت بشكل كبير من فتح الفم وسماكة الظهارة مقارنة بمجموعة التحكم في المرض، التي أظهرت أعراض التليف تحت المخاطي الفموي (OSF). أكدت التحليلات النسيجية الفوائد العلاجية لتركيبة NCS، حيث أظهرت تقليلًا في ترسب الكولاجين وتحسينًا في بنية الأنسجة. علاوة على ذلك، تم التحقق من ملف أمان NCS من خلال التقييمات النسيجية لمختلف الأعضاء، والتي أشارت إلى عدم وجود آثار جانبية كبيرة. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن تركيبة EGCG NCS هي مرشح واعد لعلاج OSF، حيث تقدم تأثيرات علاجية محسنة وسلامة مقارنة بالعلاجات القياسية.
DOI: https://doi.org/10.1208/s12249-025-03180-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40614006
Publication Date: 2025-07-04
Author(s): Chetan Hasmukh Mehta et al.
Primary Topic: Oral Health Pathology and Treatment
Overview
The research presents a novel formulation known as NanoCubes loaded film-forming spray (NanoCuboSpray, NCS), designed for nanoscale drug delivery, specifically targeting oral submucous fibrosis (OSF) through the encapsulation of epigallocatechin 3-gallate (EGCG). The study evaluates the formulation’s characteristics, including its homogeneity, viscosity, spreadability, and mucoadhesive properties on buccal mucosa. Ex vivo studies demonstrated that EGCG NCS exhibited favorable permeation and retention, while in vivo assessments revealed that a dosage of 81.81 mg/kg significantly improved mouth opening and modulated collagen and TGF-β1 levels in a rat model of OSF induced by areca nut extract. Notably, the EGCG NCS outperformed both EGCG hydrogel and betamethasone injection in enhancing histopathological and antioxidant parameters.
In conclusion, the optimized mucoadhesive NCS formulation effectively prolongs the therapeutic effects of EGCG by forming a protective film over the buccal mucosa, facilitating faster permeation compared to pure EGCG. The treatment led to a reduction in collagen type I and TGF-β1 levels, alongside improvements in histopathological and antioxidant metrics in the ANE-OSF rat model, indicating its potential to prevent OSF. The safety profile of NCS was confirmed, showing minimal adverse effects compared to control groups. These findings suggest that EGCG NCS is a promising, non-toxic therapeutic option for OSF, warranting further clinical trials to assess its efficacy in human subjects.
Introduction
The introduction discusses Oral Submucous Fibrosis (OSF), a precancerous condition characterized by chronic inflammation, collagen overproduction, and muscle degeneration in the oral mucosa. Current management strategies for OSF, including nutritional interventions, pharmacotherapy, and surgical options, have shown limited success due to various drawbacks. The text highlights the need for effective localized drug delivery systems, particularly through the development of mucoadhesive formulations.
The study introduces NanoCubogel (NCG), a novel drug delivery system utilizing NanoCubes loaded with epigallocatechin 3-gallate (EGCG) within a hydrogel matrix, which has demonstrated enhanced permeation through buccal mucosal membranes. The research further explores the formulation of NanoCuboSpray (NCS), which aims to improve patient compliance and drug administration by forming a film upon application. This spray system, utilizing positively charged NanoCubes for faster permeation, is designed to withstand physiological movements and provide prolonged local drug delivery. The optimized NCS formulation is evaluated for its in vitro and ex vivo permeation behavior, as well as its in vivo efficacy and safety in a Sprague Dawley rat model of OSF.
Methods
In this study, various materials were utilized to investigate the effects of specific compounds on biological processes. Epigallocatechin gallate (EGCG) was sourced from TCI in Bangalore, India, while adrenaline bitartrate, arecoline hydrobromide, glyceryl monooleate (GMO), poloxamer-188, xanthan gum, gellan gum, and octadecylamine were obtained from Sigma-Aldrich-Merck, also in Bangalore. Additionally, areca nut extract and betamethasone injection were acquired from Vital Herbs and Laborate Pharmaceuticals, respectively. For the assessment of collagen type I alpha 1 (COL1α1) and transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) levels, ELISA kits were provided by Elabscience and Maxome Labsciences.
The methods employed in this research involved the use of analytical grade chemicals and excipients to ensure the reliability and validity of the experimental results. The specific procedures for the assays and experimental setups were not detailed in the provided text, but the selection of materials indicates a focus on evaluating the biochemical interactions and effects of the listed compounds in a controlled environment.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It details the outcomes of the study, highlighting significant data points and trends observed. The results are often accompanied by relevant statistical analyses, which may include p-values, confidence intervals, or effect sizes, to substantiate the findings.
Additionally, the section may include visual representations such as graphs or tables that illustrate the data clearly, allowing for easier interpretation of the results. The implications of these findings are typically discussed in relation to the research questions posed, providing insights into the broader context of the study and its contributions to the field. Overall, this section serves as a critical foundation for the subsequent discussion and conclusions drawn in the paper.
Discussion
In this study, the formulation of EGCG-loaded NanoCuboSpray (NCS) was optimized using Box-Behnken Design (BBD) to enhance its efficacy and retention in buccal mucosa. The preparation involved a melt emulsification technique followed by probe sonication, resulting in NanoCubes with an average particle size of 140.3 ± 1.12 nm and an encapsulation efficiency of 59.0 ± 1.73%. The formulation’s characteristics, including viscosity, drying time, and mucoadhesive strength, were systematically evaluated. Notably, the optimized formulation demonstrated a significant improvement in ex vivo permeation through porcine buccal mucosa compared to conventional EGCG-loaded sprays, indicating enhanced delivery potential.
The in vivo efficacy studies conducted on Sprague Dawley rats revealed that the NCS formulation significantly improved mouth opening and epithelial thickness compared to the disease control group, which exhibited symptoms of oral submucous fibrosis (OSF). Histopathological analysis confirmed the therapeutic benefits of the NCS formulation, showing reduced collagen deposition and improved tissue architecture. Furthermore, the safety profile of the NCS was validated through histopathological evaluations of various organs, which indicated no significant adverse effects. Overall, the findings suggest that the EGCG NCS formulation is a promising candidate for the treatment of OSF, offering enhanced therapeutic effects and safety compared to standard treatments.