Published May 3, 2022 | Version v1
Publication Open

Enhanced Antifungal and Wound Healing Efficacy of Statistically Optimized, Physicochemically Evaluated Econazole-Triamcinolone Loaded Silica Nanoparticles

Creators

  • 1. University of Sargodha
  • 2. University of Education
  • 3. University of Okara
  • 4. University of Management and Technology
  • 5. Forman Christian College
  • 6. University of Gujrat
  • 7. Universiti Malaysia Sarawak
  • 8. King Khalid University
  • 9. King Abdulaziz University

Description

Co-encapsulated econazole nitrate-triamcinolone acetonide loaded biocompatible, physically stable, and non-irritating mesoporous silica nanoparticles (EN-TA–loaded MSNs) were prepared and optimized by using a central composite rotatable design (CCRD) for providing better therapeutic efficacy against commonly prevailed resistant fungal infections. These drugs loaded MSNs can significantly overcome the deficiencies and problems like short duration of action, requirement of frequent administration, erythema, and burning sensation and irritation associated with conventional drug delivery systems. The stability of optimized drugs loaded MSNs prepared with 100 gm of oil at pH 5.6 with a stirring time of 2 h was confirmed from a zeta potential value of −25 mV. The remarkable compatibility of formulation ingredients was depicted by X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra while scanning electron microscopy (SEM) and size analysis represented a very fine size distribution of nanoparticles ranging from 450–600 nm. The CCRD clearly predicted that the optimized parameters of drugs loaded MSNs have better values of percentage yield (85%), EN release (68%), and TA release (70%). Compared to pure drugs, the decreased cytotoxicity of EN-TA–loaded MSNs was quite evident because they showed a cell survival rate of 90%, while in the case of pure drugs, the survival rate was 85%. During in vivo antifungal testing against Candida albicans performed on three different groups, each consisting of six rabbits, the EN-TA–loaded MSNs were relatively superior in eradicating the fungal infection as a single animal exhibited a positive culture test. Rapid recovery of fungal infection and a better therapeutic effect of EN-TA–loaded MSN were quite evident in wound healing and histopathology studies. Likewise, on the 14th day, a larger inhibitory zone was measured for optimized nanoparticles (15.90 mm) compared to the suspension of pure drugs (13.90 mm). In skin irritation studies, MSNs did not show a grade of erythema compared to pure drugs, which showed a four-fold grade of erythema. As a result, MSNs loaded with combination therapy seem to have the potential of improving patient compliance and tolerability by providing enhanced synergistic antifungal effectiveness at a reduced dose with accelerated wound healing and reduced toxicity of therapeutics.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تحضير وتحسين نترات إيكونازول - تريامسينولون أسيتونيد المحملة بشكل متوافق حيوياً ومستقرة فيزيائيًا وغير مهيجة من جسيمات السيليكا النانوية متوسطة المسام (MSNs المحملة بـ EN - TA) باستخدام تصميم مركزي مركب قابل للدوران (CCRD) لتوفير فعالية علاجية أفضل ضد الالتهابات الفطرية المقاومة الشائعة. يمكن لهذه الأدوية المحملة MSNs التغلب بشكل كبير على أوجه القصور والمشاكل مثل مدة العمل القصيرة، ومتطلبات الإعطاء المتكرر، والحمامى، والإحساس بالحرق والتهيج المرتبط بأنظمة توصيل الأدوية التقليدية. تم تأكيد استقرار الأدوية المحسنة المحملة بـ MSNs المحضرة بـ 100 جرام من الزيت عند درجة الحموضة 5.6 مع وقت تحريك قدره ساعتين من قيمة زيتا المحتملة -25 مللي فولط. تم تصوير التوافق الملحوظ لمكونات التركيبة من خلال حيود الأشعة السينية (XRD)، وقياس مسعر المسح التفاضلي (DSC)، وأطياف مطياف فورييه للأشعة تحت الحمراء التحويلية (FTIR) أثناء مسح المجهر الإلكتروني (SEM) وتحليل الحجم يمثل توزيعًا دقيقًا جدًا لحجم الجسيمات النانوية التي تتراوح بين 450–600 نانومتر. توقع CCRD بوضوح أن المعلمات المحسنة للأدوية المحملة MSNs لها قيم أفضل لنسبة العائد (85 ٪)، وإطلاق EN (68 ٪)، وإطلاق TA (70 ٪). بالمقارنة مع الأدوية النقية، كان انخفاض السمية الخلوية لـ MSNs المحملة بـ EN - TA واضحًا تمامًا لأنها أظهرت معدل بقاء على قيد الحياة بنسبة 90 ٪، بينما في حالة الأدوية النقية، كان معدل البقاء على قيد الحياة 85 ٪. خلال الاختبار المضاد للفطريات في الجسم الحي ضد المبيضات البيضاء الذي تم إجراؤه على ثلاث مجموعات مختلفة، تتكون كل منها من ستة أرانب، كانت MSNs المحملة بـ EN - TA متفوقة نسبيًا في القضاء على العدوى الفطرية حيث أظهر حيوان واحد اختبار استنبات إيجابي. كان الشفاء السريع للعدوى الفطرية والتأثير العلاجي الأفضل لـ MSN المحملة بـ EN - TA واضحًا تمامًا في التئام الجروح ودراسات أمراض الأنسجة. وبالمثل، في اليوم الرابع عشر، تم قياس منطقة مثبطة أكبر للجسيمات النانوية المحسنة (15.90 ملم) مقارنة بتعليق الأدوية النقية (13.90 ملم). في دراسات تهيج الجلد، لم تظهر MSNs درجة من الحمامي مقارنة بالأدوية النقية، والتي أظهرت درجة أربعة أضعاف من الحمامي. ونتيجة لذلك، يبدو أن MSNs المحملة بالعلاج المركب لديها القدرة على تحسين امتثال المريض وتحمله من خلال توفير فعالية تآزرية معززة مضادة للفطريات بجرعة مخفضة مع تسريع التئام الجروح وتقليل سمية العلاجات.

Translated Description (French)

Des nanoparticules de silice mésoporeuses co-encapsulées de nitrate d'éconazole-triamcinolone chargées d'acétonide biocompatibles, physiquement stables et non irritantes (MSN chargées d'EN-TA) ont été préparées et optimisées en utilisant une conception rotative composite centrale (CCRD) pour fournir une meilleure efficacité thérapeutique contre les infections fongiques résistantes couramment prévalentes. Ces MSN chargés de médicaments peuvent surmonter de manière significative les carences et les problèmes tels que la courte durée d'action, l'exigence d'une administration fréquente, l'érythème et la sensation de brûlure et l'irritation associées aux systèmes d'administration de médicaments conventionnels. La stabilité des MSN chargées de médicaments optimisés préparés avec 100 gm d'huile à pH 5,6 avec un temps d'agitation de 2 h a été confirmée à partir d'une valeur potentielle zêta de −25 mV. La compatibilité remarquable des ingrédients de la formulation a été illustrée par la diffraction des rayons X (DRX), la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et les spectres de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), tandis que la microscopie électronique à balayage (MEB) et l'analyse de taille représentaient une distribution de taille très fine des nanoparticules allant de 450 à 600 nm. Le CCRD a clairement prédit que les paramètres optimisés des MSN chargés de médicaments ont de meilleures valeurs de rendement en pourcentage (85 %), de libération d'EN (68 %) et de libération d'AT (70 %). Par rapport aux médicaments purs, la diminution de la cytotoxicité des MSN chargées en EN-TA était assez évidente car elles présentaient un taux de survie cellulaire de 90%, alors que dans le cas des médicaments purs, le taux de survie était de 85%. Au cours des tests antifongiques in vivo contre Candida albicans effectués sur trois groupes différents, chacun composé de six lapins, les MSN chargées d'EN-TA étaient relativement supérieures pour éradiquer l'infection fongique car un seul animal présentait un test de culture positif. La récupération rapide de l'infection fongique et un meilleur effet thérapeutique de la MSN chargée d'EN-TA étaient tout à fait évidents dans les études de cicatrisation et d'histopathologie. De même, au 14ème jour, une zone inhibitrice plus importante a été mesurée pour les nanoparticules optimisées (15,90 mm) par rapport à la suspension de médicaments purs (13,90 mm). Dans les études d'irritation cutanée, les MSN n'ont pas montré de grade d'érythème par rapport aux médicaments purs, qui ont montré un grade d'érythème quatre fois supérieur. En conséquence, les MSN chargées de polythérapie semblent avoir le potentiel d'améliorer l'observance et la tolérance des patients en fournissant une efficacité antifongique synergique accrue à une dose réduite avec une cicatrisation accélérée des plaies et une toxicité réduite des traitements.

Translated Description (Spanish)

Las nanopartículas de sílice mesoporosa coencapsuladas cargadas con nitrato de econazol-triamcinolona acetónido biocompatibles, físicamente estables y no irritantes (MSN cargadas con EN-TA) se prepararon y optimizaron mediante el uso de un diseño giratorio compuesto central (CCRD) para proporcionar una mejor eficacia terapéutica contra las infecciones fúngicas resistentes comúnmente prevalentes. Estos MSN cargados con medicamentos pueden superar significativamente las deficiencias y problemas como la corta duración de la acción, el requisito de administración frecuente, el eritema y la sensación de ardor e irritación asociados con los sistemas convencionales de administración de medicamentos. La estabilidad de los MSN cargados con fármacos optimizados preparados con 100 gm de aceite a pH 5,6 con un tiempo de agitación de 2 h se confirmó a partir de un valor de potencial zeta de -25 mV. La notable compatibilidad de los ingredientes de la formulación se representó mediante difracción de rayos X (XRD), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y espectros de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), mientras que la microscopía electrónica de barrido (SEM) y el análisis de tamaño representaron una distribución de tamaño muy fina de nanopartículas que varía de 450–600 nm. El CCRD predijo claramente que los parámetros optimizados de los MSN cargados con fármacos tienen mejores valores de rendimiento porcentual (85%), liberación de EN (68%) y liberación de TA (70%). En comparación con los fármacos puros, la disminución de la citotoxicidad de los MSN cargados con EN-TA fue bastante evidente porque mostraron una tasa de supervivencia celular del 90%, mientras que en el caso de los fármacos puros, la tasa de supervivencia fue del 85%. Durante las pruebas antifúngicas in vivo contra Candida albicans realizadas en tres grupos diferentes, cada uno compuesto por seis conejos, las MSN cargadas con EN-TA fueron relativamente superiores en la erradicación de la infección fúngica, ya que un solo animal exhibió una prueba de cultivo positiva. La recuperación rápida de la infección fúngica y un mejor efecto terapéutico de la MSN cargada con EN-TA fueron bastante evidentes en los estudios de curación de heridas e histopatología. Asimismo, en el día 14, se midió una zona inhibidora más grande para las nanopartículas optimizadas (15.90 mm) en comparación con la suspensión de fármacos puros (13.90 mm). En los estudios de irritación de la piel, los MSN no mostraron un grado de eritema en comparación con los fármacos puros, que mostraron un grado de eritema de cuatro veces. Como resultado, las MSN cargadas con terapia de combinación parecen tener el potencial de mejorar el cumplimiento y la tolerabilidad del paciente al proporcionar una mayor eficacia antifúngica sinérgica a una dosis reducida con una cicatrización acelerada de las heridas y una menor toxicidad de los productos terapéuticos.

Files

pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:513804c106f7fadbbabdf2a02df66f75
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فعالية محسنة لمضادات الفطريات والتئام الجروح من جسيمات السيليكا النانوية المحملة بالإيكونازول- تريامسينولون المحسنة إحصائيًا والمقيمة كيميائيًا
Translated title (French)
Efficacité antifongique et cicatrisante accrue des nanoparticules de silice chargées d'éconazole-triamcinolone évaluées physico-chimiquement et optimisées statistiquement
Translated title (Spanish)
Mejora de la eficacia antifúngica y de cicatrización de heridas de nanopartículas de sílice cargadas con triamcinolona-econazol evaluadas fisicoquímicamente y estadísticamente optimizadas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4225426966
DOI
10.3389/fchem.2022.836678

Is supplement to
https://openalex.org/W2368301006 (Other)
https://openalex.org/W2366417846 (Other)
https://openalex.org/W2364481363 (Other)
https://openalex.org/W2360828567 (Other)
https://openalex.org/W2349108530 (Other)
https://openalex.org/W2126525162 (Other)
https://openalex.org/W2065376041 (Other)
https://openalex.org/W2024545241 (Other)
https://openalex.org/W2001968110 (Other)
https://openalex.org/W1620587886 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1789224823
  • https://openalex.org/W1852140377
  • https://openalex.org/W1978880462
  • https://openalex.org/W1980632854
  • https://openalex.org/W1998163046
  • https://openalex.org/W2006151727
  • https://openalex.org/W2012318066
  • https://openalex.org/W2024392158
  • https://openalex.org/W2026846412
  • https://openalex.org/W2029202873
  • https://openalex.org/W2033225573
  • https://openalex.org/W2037773144
  • https://openalex.org/W2040685164
  • https://openalex.org/W2062280806
  • https://openalex.org/W2073736306
  • https://openalex.org/W2085710081
  • https://openalex.org/W2090857211
  • https://openalex.org/W2098268195
  • https://openalex.org/W2103354196
  • https://openalex.org/W2120388413
  • https://openalex.org/W2133979891
  • https://openalex.org/W2138784313
  • https://openalex.org/W2311902495
  • https://openalex.org/W2313920907
  • https://openalex.org/W2331127727
  • https://openalex.org/W2333975681
  • https://openalex.org/W2506353217
  • https://openalex.org/W2557136389
  • https://openalex.org/W2754896911
  • https://openalex.org/W2944045214
  • https://openalex.org/W2966942807
  • https://openalex.org/W2993008912