a new amphotericin b-loaded trimethyl chitosan nanoparticles as a drug delivery system and antifungal activity on candida albicans biofilm

Amphotericin b (amb) is an effective antifungal agent; however, the application of amb is associated with a number of drawbacks. application of nanoparticles (nps) is known to improve the efficiency of drug delivery to the target tissues, compared to the traditional methods. in this study, a novel method of nps preparation was developed. the trimethyl chitosan (tmc) was synthesized using low molecular weight chitosan and was used for the preparation of tmc-nps through ionic gelation method. afterward, amb-loaded tmc-nps (tmcnps/ amb) were prepared and their drug delivery potential was testes. the tmc-nps and tmc-nps/amb were characterized for their structure, particle size, zeta potential, polydispersity index, morphology, loading efficiency, loading capacity, in vitro release profile, release kinetic, and entrapped amb potency. the cytotoxicity and antifungal activity of tmc-nps/amb against candida albicans biofilm were evaluated. the quaternization of tmc was estimated to be 36.4%. the mean particle size of tmc-nps and tmc nps/amb were 210±15 and 365±10 nm, respectively, with a pdi of 0.30 and 0.4, zp of +34±0.5 and +28±0.5 mv, respectively. electron microscopy analysis indicated uniform spherical shapes with smooth surfaces. the tmcnps/ amb indicated le of 76% and lc of 74.04 % with a potency of 110%. the release profile of tmcnps/ amb was best explained by the higuchi model. the initial release after 10 h was obtained at 38%, and the rates of release after 36 and 84 h were determined at 67% and 76% respectively, which was significantly different (p<0.05) from previous time points. the minimum inhibitory concentration (mic) (50%) of nps/amb and amb were 0.65 and 1.75 μg/ml, and the mic 80% were determined at 1.95 and 7.75 μg/ml, respectively, demonstrating a significant improvement in antifungal activity. the half-maximal inhibitory concentration for tmc-nps/amb and amb were estimated at 86 and 105 μg/ml, respectively, indicating a significant reduction in cytotoxicity and the adverse effect. this study could successfully introduce a practical method to synthesize tmc-nps. the encapsulation process was efficient and significantly improved the antifungal activity of amb. the developed method can be applied to improve the feasibility of oral delivery while reducing the adverse effects associated with traditional methods.

تهیه نانوذرات تری متیل کیتوزان و بارگیری آمفوتریسین ب برای طراحی سیستم جدید دارو رسانی و بررسی فعالیت ضد قارچی نانو داروی آمفوتریسین بر علیه بیوفیلم کاندیدا آلبیکنس

باوجود پتانسیل بالایی که آمفوتریسین ب در درمان انواع عفونت‌های قارچی دارد، عوارض جانبی گسترده آن منجر به عدم استفاده آن در خط اول درمان گردیده است. استفاده از فنّاوری تولید نانوذرات دارویی در این راستا می‌تواند در کاهش این محدودیت‌ها نقش مؤثری داشته باشد. در این مطالعه تری‏ متیل ‏کیتوزان با درصد کواتریزاسیون 36.4 با استفاده از کیتوزان با وزن مولکولی پایین سنتز و برای تهیه نانو ذرات دارویی با روش ژلاسیون یونی بکار گرفته شد. پس از بهینه‌سازی نانوذرات، دارو بارگیری شده و در بررسی‏های انجام‌شده سایز نانو ذرات، پتانسیل زتا و شاخص پراکندگی در نانو ذرات خالی و دارویی به ترتیب معادل 15±210 و 10±365 نانومتر، 0.5±34 و 0.5±28 میلی ولت و 0.3 و 0.4 به دست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی شکل کروی و سطح صاف نانو ذرات را قبل و بعد بارگیری دارو را نشان داد. ظرفیت و بازده بارگذاری در نانوذرات دارویی به ترتیب 76 و 74.04 درصد بود. رهایش اولیه نانو دارو پس از 10 ساعت، 38 درصد و میزان رهاسازی در مرحله بعدی پس از 36 و 84 ساعت به میزان 67 و 76 درصد مشاهده شد که ازنظر آماری اختلاف با زمان‌های قبلی داشته است (P <0.05). درتحلیل ضریب رگرسیون برای تعیین پروفایل رهایش، مدل هیگوشی سازگارترین بوده است و میزان توانمندی دارو 110درصد محاسبه شد. در آزمایش سمیت سلولی، میزان CT50 توسط داروی سنتی و فرم نانودارو به ترتیب معادل 105 و 86 میکروگرم در میلی‌لیتر بود که نشان‌دهنده کاهش میزان سمیت سلولی و عوارض جانبی نانو دارو است. در بررسی فعالیت ضد قارچی بر روی بیوفیلم کاندیدا آلبیکنس، میانگین MIC50% مهار بیوفیلم به ترتیب در داروی سنتی و نانو دارو معادل 0.65 و 1.75 و میانگین MIC80% آن به ترتیب معادل 1.95 و 7.75 میکروگرم در میلی‌لیتر بود. این مطالعه می‌تواند یک روش عملی را برای سنتز نانوذرات تری متیل کیتوزان معرفی کند. نتایج نشان می ‏دهد که روند تهیه نانوذرات دارویی کارآمد بوده و فعالیت ضد قارچی آمفوتریسین را بهبود بخشیده است. همچنین می‌تواند امکان استفاده از انواع روش های جذب دارو را تسهیل کند و درعین‌حال عوارض جانبی و محدودیت‌های استفاده از فرم سنتی آن را کاهش دهد.