Preparation and Characterisation of Vitamin-Loaded Electrospun Nanofibres as Promising Transdermal Patches

Parın, Fatma Nur; Yıldırım, Kenan

doi:10.5604/01.3001.0014.3148

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Preparation and Characterisation of Vitamin-Loaded Electrospun Nanofibres as Promising Transdermal Patches

Autorzy

Parın Fatma Nur , Yıldırım Kenan

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.3148

Warianty tytułu

Przygotowanie i charakterystyka elektroprzędzionych nanowłókien z witaminą stosowanych w plastrach transdermalnych

Języki publikacji

Abstrakty

In this study, bioactive fibres were produced using polyvinyl alcohol (PVA), gelatin, polyvinyl pyrrolidone (PVP) as a polymer matrix, and different amounts of folic acid (FA) as a vitamin using the electrospinning technique. Loading of the folic acid in the polymers was determined by Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR); morphologies and average diameters were analysed by Scanning Electron Microscopy (SEM), and Thermal Gravimetric Analysis (TGA) was applied to determine thermal behaviours. The FTIR spectra and TGA thermograms showed the successful incorporation of folic acid into the fibres. SEM images showed that various smooth and heterogenous electrospun fibres were produced with average diameters ranging from 125 to 980 nm. An in-vitro study was carried out using dissolved FA in an artificial sweat solution (acidic media, pH 5.44), and UV-Vis analysis of electrospun fibres was made. The in vitro release study showed that the FA loaded nanofibres had initial vitamin burst release behaviour. The maximum vitamin release percentage of the PVA/FA, gelatin/FA, and PVP/FA fibres was obtained as 86.88%, 80.2%, and 76.66%, respectively. From these results, we can state that FA-loaded fibres can be potential candidates for transdermal patches and topical applications.

Wyprodukowano elektroprzędzione bioaktywne włókna, do których wytworzenia użyto polialkoholu winylowego (PVA), żelatyny, poliwinylopirolidonu (PVP) jako matrycy polimerowej oraz różnych ilości kwasu foliowego (FA) jako witaminy. Obecność kwasu foliowegow w polimerach określono metodą spektroskopii w podczerwieni z osłabionym całkowitym odbiciem i transformacją Fouriera (ATR-FTIR); morfologię i średnie średnice analizowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), a do określenia zachowań termicznych zastosowano analizę termograwimetryczną (TGA). Widma FTIR i termogramy TGA wykazały udane włączenie kwasu foliowego do włókien. Obrazy SEM pokazały, że wytworzono gładkie i heterogeniczne włókna elektroprzędzone o średnich średnicach w zakresie od 125 do 980 nm. Przeprowadzono badanie in vitro z użyciem rozpuszczonego FA w roztworze sztucznego potu (środowisko kwaśne, pH 5,44) oraz wykonano analizę UV-Vis włókien elektroprzędzonych. Badanie uwalniania in vitro wykazało, że nanowłókna obciążone FA wykazywały początkowo gwałtowne uwalnianie witamin. Maksymalny procent uwalniania witamin z włókien PVA/FA, żelatyna/FA i PVP/FA wyniósł odpowiednio 86,88%, 80,2% i 76,66%. Na podstawie tych wyników stwierdzono, że włókna obciążone FA mogą być potencjalnymi kandydatami do stosowania plastrów przezskórnych i zastosowań miejscowych.

Słowa kluczowe

vitamin release folic acid nanofibre in vitro study electrospinning

uwalnianie witamin kwas foliowy nanowłókno badanie in vitro elektroprzędzenie

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2021

Tom

Vol. 29, no. 1 (145)

Strony

17--25

Opis fizyczny

Bilbiogr. 75 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Parın Fatma Nur

nur.parin@btu.edu.tr

Bursa Technical University, Department of Polymer Materials Engineering,16310 Bursa, Turkey

autor

Yıldırım Kenan

kenan.yildirim@btu.edu.tr

Bursa Technical University, Department of Polymer Materials Engineering, 16310 Bursa, Turkey

Bibliografia

1. Yılmaz F, Celep G, Tetik G. Nanofiber Research 2016; 7, 127-146.
2. Pathak C, Vaidya FU, Pandey SM. Applications of Targeted Nano Drugs and Delivery Systems, 2019; 3, 1-33.
3. A. Frenot and I. S. Chronakis, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2003; 8, 64-75.
4. Zuo F, Tan DH, Wang ZS, Jeung WC, Bates M, Bates F S. ACS Macro Lett. 2013; 2: 301-305.
5. Brown TD, Dalton PD, Hutmacher DW. Prog. Polym. Sci. 2016; 56: 116-166.
6. Lian H, Meng Z. Bioactive Materials 2017; 2, 96-100.
7. Zhou FL, Gong RH. Polym. Int., 2008; 57, 837-845.
8. Ma PX, Zhang RJ. Biomed. Mater. Res. 1999; 46: 60-72.
9. Hartgerink JD, Beniash E, Stupp SI. Science 2001; 294:1684-1688.
10. Damien X, Samways SK, Dong H. Bioactive Materials 2017; 2, 260-268.
11. Abdolahi A, Hamzah E, Ibrahim Z, Hashim S. Materials 2012; 5, 1487-1494.
12. Esenturk İ, Erdal M, Gungor S. J. Fac. Pharm. I.U. 2016; 46, 49-69.
13. Sabantina L, Hes L, Mirasol JR, Cordero T, Ehrmann A. Water Vapor Permeability through PAN Nanofiber Mat with Varying Membrane-Like Areas. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2019; 27, 1(133): 12-15. DOI: 10.5604/01.3001.0012.7502.
14. Yildiz A, Atav R, Aydi M. Production of Polyvinylpyrrolidone Nanowebs Containing Zinc Cyclohexane Mono Carboxylate via Electrospinning and Investigation of Antibacterial Efficiency. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2019; 27, 6(138): 91-96. DOI: 10.5604/01.3001.0013.4473
15. Yan T, Zhang M, Shi Y, Li Y. Dichloromethane-Extract of Propolis (DEP) and DEP/PLA Electrospun Fiber Membranes. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2018; 26, 6(132): 57-62. DOI: 10.5604/01.3001.0012.5163.
16. Stratton S, Shelke NB, Hoshino K, Rudraiah S, Kumbar SG. Bioactive Materials 2016; 1: 93-108.
17. Wu J, Hong Y. Bioactive Materials 2016; 1, 93-108.
18. Waghmare VS, Wadke PR, Dyawanapelly S, Deshpande A, Jain R. Bioactive Materials 2018; 3: 255-266.
19. Rather HA, Thakore R, Singh R, Jhala D, Singh S, Vasita R. Bioactive Materials 2018; 3: 201-211.
20. Mark R, Langer P, Langer R. Nat. Biotechnol 2008; 26: 1261-1268.
21. Rramaswamy R, Mani G, Venkatachalam S, Venkata RY, Lavanya JS, Choi EY. J. Drug Delivery Sci. Technol. 2018; 44, 342-348.
22. Shi Y, Wei Z, Zhao H, Liu T, Dong A, Zhang J. J. Nanosci. Nanotechnol. 2013; 13: 3855-3863.
23. Fathi-Azarbayjani A, Qun L, Chan Y W, Cha S Y. AAPS Pharm. Sci. Tech. 2010; 11: 1164-1170.
24. Sheng X, Fan L, He C, Zhang K, Mo X, Wang H. Int. J. Biol. Macromol. 2013; 56: 49-56.
25. Son YJ, Kim WJ, Yoo HS, Arch. Pharmacal Res. 2013; 37: 69-78.
26. Kaestli LZ, Wasilewski-Rasca AF, Bonnabry P, Vogt-Ferrier N. Drugs Aging 2008; 25, 269-280.
27. Kamble P, Sadarani B, Majumdar A, Bhullar S. J. Drug Delivery Sci. Technol. 2017; 41: 124-133.
28. Estevinho BN, Carlan I, Blaga A, Rocha F. Powder Technol. 2016; 289: 71-78.
29. Colombo VE, Gerber F. Food Struct. 1991; 10: 161-170.
30. Braga D, Chelazzi L, Grepioni F, Maschio L, Nanna S, Taddei P. Cryst. Growth Des. 2016; 16: 2218-2224.
31. Uy SJY, Cabrera MJF, Camacho DH. DLSU Research Congress 2016; ISSN: 2449-3309.
32. Liang XS, Ma CH, Li PX, Liu XL, Zhao FQ. Adv. Mater. Res. 2012; 549: 74-77.
33. Taepaiboon P, Rungsardthong U, Supaphol P. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2007; 67, 387-397.
34. Madhaiyan K, Sridhar R, Sundarrajan S, Venugopal JR, Ramakrishna S. Int. J. Pharm. 2013; 444, 70-76.
35. Li H, Wang M, Williams GR, Wu J, Sun X, Lv Y, Zhu LM. RSC Adv. 2016; 6: 50267-50277.
36. Fan L, Wang H, Zhang K, Cai Z, He C, Sheng X, Mo X. RSC Adv. 2012; 2: 4110.
37. Zarandi MA, Rezaeian I, Motealleh B, Gholami M, Zahedi P, Salehpour A. IET Nanobiotechnol 2015; 9: 191-200.
38. Schmid-Wendtner MH, Korting HC. Skin Pharmacol. Physiol. 2006; 19, 296-302.
39. Mendes AC, Gorzelanny C, Halter N, Schneider SW, Chronakis IS. Int. J. Pharm. 2016; 510: 48-56.
40. Kuo TY, Jhang CF, Lin CM, Hsien TY, Hsieh HJ. Open Phys. 2017; 15: 1004-1014.
41. Zhang C, Li Y, Wang P, Zhang H. Comp. Rev. Food Sci. Food Saf. 2020; 1-24.
42. Yao ZC, Yuan Q, Ahmad Z, Huang J, Li JS, Chang MW. Polymers 2017; 9, 265.
43. Lu W, Sun J, Jiang X. J. Mater. Chem. B. 2014; 2: 2369.
44. Jankovi B. AAPS Pharm. Sci. Tech. 2010; 11: 103-112.
45. Hamed E, Attia MS, Bassiouny K. Bioinorg. Chem. Appl. 2009; 1-6.
46. Vora A, Riga A, Dollimore D, Alexander KJ. Therm. Anal. Calorim. 2004; 75, 709-717.
47. Vora A, Riga A, Dollimore D, Alexander KJ. Thermochim. Acta, 2002; 392-393: 209-220.
48. Vora A, Riga A, Alexander K. Instrum. Sci. Technol. 2002; 30: 193-203.
49. Bandara S, Carnegie C, Johnson C, Akindoju F, Williams E, Swaby JM, Oki A, Carson LE. Heliyon 2018 4, e00737.
50. Yadav V, Rohilla Y, Choudhary M, Choudhary N, Budhwar V. Int. Res. J. Pharm. 2018; 9, 6-15.
51. Branton A, Trivedi MK, Trivedi D, Nayak G, Jana S.J. Nat. Ayurveda Integr. Med., 2019 https://doi.org/10.23880/jonam-16000176.
52. Rianjanu A, Kusumaatmaja A, Suyono EA, Triyana K. Heliyon 2018; 4, 1-19.
53. HuiLee J, SooLee U, Jeong K, Seo Y, Park S, Kim H. Polym. Int. 2010; 59: 1683-1689.
54. Jalaja K, Kumar PRA, Dey T, Kundu SC, James NR. Carbohydr. Polym. 2014; 114, 467-475.
55. Salles THC, Lombello C, D’Ávilaa MA. Mat. Res. 2015; 18, 509-518.
56. Rujitanaroj P, Pimpha N, Supaphol P. Polymer 2008; 49: 4723-4732.
57. Venkatasubbu GD, Ramasamy S, Ramakrishnan V, Janakiraman K. Adv. Powder Technol. 2013; 24: 947-954.
58. Kuo TY, Jhang CF, Lin CM, Hsien TY, Hsieh H J. Open Phys. 2017; 15: 1004-1014.
59. Sekar AD, Muthukumar H, Chandrasekaran NI, Matheswaran M. Chemosphere 2018; 205: 610-617.
60. Kim KO, Akada Y, Kai W, Kim BS, Kim IS. J. Biomater. Nanobiotechnol. 2011; 2: 353-360.
61. Kotatha D, Hirata M, Ogino M, Uchida S, Ishikawa M, Furuike T, Tamura HJ. Nanotechnol. 2019; 1-11.
62. Ji L, Qiao W, Zhang Y, Wu H, Miao S, Cheng Z, Gong Q, Liang J, Zhu A. Mater. Sci. Eng. C, 2017; 78: 362-369.
63. Haider S, Al-Masry WA, Bukhari N, Javid M. Polym. Eng. Sci. 2010; 50: 1887-1893.
64. Ke R, Yi W, Tao S, Wen Y, Hongyu Z. Mater. Sci. Eng. C, 2017; 78: 324-332.
65. Reksamunandar RP, Edikresnha D, Munir MM, Damayanti S, Khairurrijal S. Procedia Engineering, 2017; 170: 19-23.
66. Deniz AE, Vural HA, Ortaç B, Uyar T. Mater. Lett., 2011; 65: 2941-2943.
67. Szilagyi IM, Santala E, Heikkila M, Kemell M, Nikitin T, Khriachtchev L, Rasanen M, Ritala M, Leskela M. J. Therm. Anal. Calorim. 2011; 105, 73-81.
68. Bai J, Li Y, Zhang C, Liang X, Yang Q. Colloids Surf., A, 2008; 329: 165-168.
69. Sriyanti I, Edikresnha D, Rahma A, Munir MM, Rachmawati H, Khairurrijal K. Int. J. Nanomed. 2018; 13: 4927-4941.
70. Edikresnha KD, Sriyanti I, Munir MM, Khairurrijal S. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2017; 202: 1-7.
71. Fathi-Azarbayjani A, Talebi N, Kambiz Diba. Int. J. Polym. Anal. Ch. 2019; 24: 227-235.
72. Thakkar S, More N, Sharma D, Kapusetti G, Kalia K, Misra M. Drug Dev. Ind. Pharm. 2019; 45, 1920-1930.
73. Shen X, Xu Q, Xu2 Shi, Li J, Zhang N, Zhang L. J. Nanosci. Nanotechnol. 2014; 14: 5258-5265.
74. Aavani F, Khorshidi S, Karkhaneh A. J. Med. Eng. Technol. 2019; 43: 38-47.
75. Jain K, Awasthi S, Kumar P, Somashekariah BV, Phani AR. Middle East J. Sci. Res. 2014; 22: 1176-1180.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-9788579a-12b7-490d-a552-ee83608a5388