Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 34-42.

Tissue damage is common and may range from simple cuts and wounds to grave damage and even organ failure. Our bodies are equipped with an endogenous auto-healing mechanism to aid in restoring tissue structure and function. Sadly, the mechanism is rather slow and only efficient in restoring tissues to their normal state of proper structure and function in case of simple tissue damage. In more severe cases, a scar is formed instead and neither the structure nor the function is completely restored. The gold standard therapy under such circumstances was tissue grafting and surgical procedures involving implanting of synthetic inert protheses. Tissue engineering had emerged as an answer avoiding the risks of grafting and patient inconvenience associated with inert protheses. Rosuvastatin calcium is a third-generation statin with stimulant activity on accelerating tissue healing
besides its cholesterol lowering action.
This thesis aims at directly delivering rosuvastatin to its site of action (damaged tissue) to
overcome its rather poor bioavailability (20%) and at the same time sustain its duration of action for better patient compliance. Two delivery systems were proposed
This thesis aims at directly delivering rosuvastatin to its site of action (damaged tissue) to First, a bi-polymeric hydrogel scaffold was fabricated and used to load rosuvastatin. The concept of using polymer blends was attained to increase medium viscosity and decrease the rate of drug release while improving mechanical strength of the fabricated hydrogel. The fabricated hydrogel scaffolds were based on different polymer blends and the optimum hydrogel was selected based on
% drug content assay, determining water uptake capacity and degradability susceptibility as well as in-vitro drug release kinetics. The selected hydrogel scaffold was further evaluated using FT-IR, DSC and SEM to check for crosslinking between the polymers and detect any incompatibilities, evaluate its thermal behavior and visualize its surface morphology, respectively. Mechanical strength of the hydrogel scaffold was tested, and finally in-vivo assessment of the selected hydrogel scaffold was carried on Wistar albino rats. Both macroscopical and microscopical evaluation concluded with the
ability of the hydrogel to fasten the rate of tissue healing and structure restoration.
The second approach was a double-loading technique in which rosuvastatin was first entrapped within silica nanoparticles then the drug-loaded nanoparticles were loaded into a single-polymer alginate hydrogel. The formulated nanoparticles were analyzed in terms of % drug content, particle size, zeta potential, polydispersity index and in-vitro drug release kinetics. The selected silica nanoparticle formulation was scanned using TEM and loaded into alginate hydrogel. The hydrogel
was tested for in-vitro release kinetics and its surface morphology was visualized using SEM. FT-IR
and DSC were carried to evaluate any interactions between ingredients and the thermal behavior of the resultant hydrogels along with its individual components. At last, in-vivo assessment of the system’s efficacy in healing of damaged jawbone in New Zealand rabbits was conducted where both macroscopic and microscopic examination revealed an enhanced tissue regeneration capability of the
new hydrogel.
Tissue engineering is indeed a proper solution to the conventional, painful, and risky approaches. Moreover, rosuvastatin is a strong candidate of the active agents’ category to be included within the
structure of hydrogel scaffold for implementation in tissue engineering and tissue restoration.
overcome its rather poor bioavailability (20%) and at the same time sustain its duration of action for better patient compliance. Two delivery systems were proposed

يعد تلف الأنسجة أمرًا شائعًا وقد يتراوح بين الجروح البسيطة إلى الأضرار الجسيمة وفشل الأعضاء. لذلك نجد اجسامنا مزودة بآلية الشفاء الذاتية للمساعدة في استعادة بنية الأنسجة ووظيفتها. لكن هذه الآلية بطيئة نوعًا ما وفعالة فقط في إعادة الأنسجة إلى حالتها الطبيعية من البنية والوظيفة في حالة التلف البسيط للأنسجة. في الحالات الأكثر خطورة، تتشكل ندبة بدلاً من ذلك ولا يتم استعادة البنية أو الوظيفة بالكامل. لذلك يعد العلاج الانسب في مثل هذه الظروف هو زراعة الأنسجة واجراء العمليات الجراحية. لقد ظهر مجال هندسة الأنسجة كحل لتجنب مخاطر زراعة الانسجة وانزعاج المرضى المرتبط بالعمليات الجراحية.
يعتبر عقار الروسوفاستاتين كالسيوم أحد عقارات الجيل الثالث من مجموعة ادوية الستاتن. أظهر روسوفاستاتين تأثيرًا إيجابيًا على تجديد الأنسجة وشفاء الجروح. ويعزى ذلك إلى تأثيره المضاد للإنزيمات المضادة لشفاء الجروح، وتأثيره الإيجابي على كل من الأوعية الدموية ونمو العظام. على الرغم من الفعالية الإيجابية للروسوفاستاتين، إلا أن التوافر الحيوي الضعيف وقصر مدة الفعالية يمثلان العقبتان الرئيسيتان خاصة في أغراض هندسة الأنسجة.

لذلك تهدف هذه الرسالة إلى إيصال عقار الروسوفاستاتين مباشرة إلى موقع عمله (الأنسجة التالفة) للتغلب على ضعف توافره الحيوي (20٪) وفي نفس الوقت الحفاظ على تأثيره لمدة اطول من أجل امتثال أفضل للمريض. فقد تم اقتراح نظامين لتسليم العقار.
أولاً، تم تصنيع سقالة هيدروجيل ثنائية البوليمر واستخدامها لتحميل عقار الروسوفاستاتين. لقد تم اختيار الهيدروجيل الأمثل بناءً على اختبار نسبة تحميل الدواء، وتحديد قدرة امتصاص الماء وقابلية التحلل بالإضافة إلى معدل إطلاق الدواء في المختبر. تم تقييم سقالة الهيدروجيل المختارة أيضًا باستخدام FT-IR وDSC وSEM للتحقق من التشابك بين البوليمرات، تقييم سلوكها الحراري وتصور شكل سطحها، على التوالي. تم اختبار القدرة الميكانيكية لسقالة الهيدروجيل، وأخيراً تم إجراء تقييم على الجسم الحي لسقالة الهيدروجيل المختارة على فئران من نوع الويستار ألبينو. خلص التقييم العياني والمجهري إلى قدرة الهيدروجيل على تسريع معدل شفاء الأنسجة واستعادة بنيتها.

كان النهج الثاني عبارة عن اتباع تقنية التحميل المزدوج حيث تم تحميل الروسوفاستاتين في البداية داخل جسيمات السيليكا النانوية ثم تم تحميل الجسيمات النانوية المحملة بالدواء بداخل هيدروجيل مصنوع من بوليمر احادي هو الصوديوم ألجينات. تم تحليل الجسيمات النانوية المصنعة من حيث نسبة محتوى الدواء وحجم الجسيمات وجهد الزيتا ومؤشر تعدد التشتت ومعدل إطلاق العقارفي المختبر. تم فحص تركيبة جسيمات السيليكا النانوية المختارة باستخدام ال TEM ثم تحميلها في هيدروجيل ألجينات. تم اختبار الهيدروجيل من أجل حركية الإطلاق في المختبر وتم تصوير معالم سطحه باستخدام تقنية ال SEM. تم إجراء FT-IR وDSC لتقييم أي تفاعلات بين المكونات والسلوك الحراري للهيدروجيلات الناتجة بالإضافة إلى مكوناتها الفردية. أخيرًا، تم إجراء تقييم داخل الجسم الحي لفعالية النظام في شفاء عظم الفك التالف على أرانب من النوع النيوزيلندي، حيث كشف الفحص المجهري والمجهري عن قدرة هيدروجيل جديدة على تجديد الأنسجة.
إن هندسة الأنسجة هي في الواقع حل مناسب عن الطرق التقليدية والمؤلمة والمحفوفة بالمخاطر. علاوة على ذلك، يعتبر عقار الروسوفاستاتين مرشحًا قويًا ذو تأثيرً إيجابيً على تجديد الأنسجة وشفاء الجروح وذلك عند تحميله في صورة هيدروجيل.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.