Optimization and Pharmaceutical Study on an Antifungal Drug /
Mohad Osama Mohamed,
Optimization and Pharmaceutical Study on an Antifungal Drug / تعظيم و دراسه صيدليه على عقار مضاد للفطريات / By Mohad Osama Mohamed; Under the supervision of Prof. Dr. Mohamed Ahmed El-Nabarawi, Prof. Dr. Mahmoud Hassan Teaima, Ass. Prof. Dr. Sahar Mostafa Fayez, Dr. Khaled Mohamed Abdel-Haleem - 83 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 76-83.
Oral candidiasis is a fungal infection triggered by an overabundance of
Candida albicans. Fluconazole (FLC) is the most commonly favored drug for
treating oral candidiasis. Nevertheless, it is imperative to address the obstacle
of drug resistance related to its use. Therefore, exploring alternative
therapeutic approaches becomes essential. One promising approach involves
encapsulating FLC in nano-vesicular carriers to combat drug resistance,
enhancing its efficacy in oral candidiasis treatment. Accordingly, Niosomes
(NSs) are hypothesized to be a potential delivery system for FLC. The
common administration route of FLC is the oral route, but it can cause
gastrointestinal disturbances. To mitigate these adverse effects, buccal local
therapy of oral candidiasis is recommended. Buccal mucoadhesive films,
which stick to the buccal mucosa for a considerable period of time and offer
a local therapeutic effect in the specified area, might show promise in oral
candidiasis treatment. Patients with oral candidiasis often endure painful
inflammation that significantly impacts their quality of life. Therefore,
merging FLC with nonsteroidal anti-inflammatory drugs such as Etoricoxib
(ET) could be beneficial in combating the fungal infection and its underlying
pain, ultimately enhancing the patient’s quality of life.
So, this study aimed to formulate FLC-loaded NSs/ET buccal bi-layer
mucoadhesive film to develop an effective local treatment for oral
candidiasis. For the construction and optimization of FLC NSs, a 32 full
factorial design was conducted to evaluate the influence of surfactant type and
surfactant: cholesterol ratio on encapsulation efficiency percent (EE%) and
vesicle size (VS). The optimized formula was identified based on attaining
maximum EE% and minimum VS and then subjected to a microbiological
assay. It was subsequently embedded into a mucoadhesive film and
paired with a second layer containing ET, forming a bi-layer film named FLC
NSs/ET film, which was assessed through in-vivo testing.
Therefore, the work in this thesis was divided into three chapters:
Chapter I: Unleashing the power of niosomes for enhanced fluconazole
delivery: Formulation, evaluation, optimization, and qRT-PCR assay.
Chapter II: Unveiling a dual-purpose bi-layer buccal mucoadhesive film
comprising fluconazole-loaded niosomes and etoricoxib: Formulation and
evaluation.
Chapter III: In-vivo evaluation of the bi-layer buccal mucoadhesive film via
histopathological examination and assessment of NF-қB/IL-1β/IL-36
signaling pathway. داء المبيضات الفموي هو عدوى فطرية ناجمة عن وفرة من المبيضات البيضاء. الفلوكونازول هو الدواء المفضل لعلاج داء المبيضات الفموي. ومع ذلك، فمن الضروري مواجهة التحدي المتمثل في مقاومة الدواء المرتبط باستخدامه. وبالتالي، يصبح التفكير في الأساليب العلاجية البديلة ضروريا. يمكن أن يكون تغليف الدواء فى حاملات الحويصلات النانوية طريقة واعدة للتغلب على مقاومة الأدوية، مما يؤدي إلى تعزيز نشاط الدواء وبالتالي تحسين علاج داء المبيضات الفموي. وبناءً على ذلك، يُفترض ان تكون النيوزومات هو نظام توصيل محتمل للدواء (الفلوكونازل).
الطريقه الشائعه لتناول فلوكونازول هو الطريق الفموي. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات الجهاز الهضمي. لذا فإن العلاج الموضعي لداء المبيضات الفموي يمكن أن يقلل من هذه الآثار الضارة غير المرغوب فيها. ولذلك، فإن الأغشيه الفميه المحاطيه، التى تلتصق بالغشاء المخاطي الشدقى للفم لفترة طويلة من الزمن ويحافظ على التأثير العلاجي المحلي في المنطقة المحددة، يعد واعدًا بشكل خاص في علاج داء المبيضات الفموي. يعاني المرضى المصابون بداء المبيضات الفموي من التهاب مؤلم يؤثر على حياتهم. ولذلك، فإن دمج فلوكونازول مع مضادات الالتهاب غير الستيرويدية مثل ايتوريكوكسيب قد يكون مفيدًا في معالجة العدوى الفطرية والالم و الالتهابات المصاحبه للعدوى ، وبالتالي تحسين حياة المريض.
لذلك ، تهدف هذه الدراسة إلى صياغة غشاء لاصق مخاطي ثنائي الطبقة محمل بـالعقارين ( الفلوكونازول المحمل فى النيوزومات و الايتوريكوكسيب) لتحسين العلاج الموضعي لداء المبيضات الفموي.
تم إجراء تصميم لتقييم تأثير نوع الماده الخافضه للتوتر السطحى ونسبه الماده الخافضه للتوتر السطحى: الكوليسترول على كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء وعلى حجم الحويصله. تم تحديد الصيغة الأمثل من النيوزومات المحمله بالفلوكونازول بناءً على تحقيق الحد الأقصى من كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و وأقل حجم الحويصلة ثم إخضاعها لفحص ميكروبيولوجي.
تم بعد ذلك تحميلها في غشاء لاصق مخاطي ودمجه بطبقة ثانية تحتوي على ايتوريكوكسيب و تم تقييمه من خلال الاختبار داخل الجسم الحي.
ولذلك قسم العمل في هذه الرسالة إلى ثلاثة فصول:
الفصل الأول: إطلاق العنان لقوة النيوزومات لتعزيز توصيل الفلوكونازول: الصياغة والتقييم والتحسين وقياس تفاعل البوليميريز المتسلسل الكمى.
الفصل الثاني: الكشف عن غشاء فمى لاصق مخاطي شدقي ثنائي الطبقة يشتمل على نيوزومات محملة بالفلوكونازول وإيتوريكوكسيب: الصياغة والتقييم.
الفصل الثالث: التقييم داخل الجسم الحي للغشاءالمخاطي الشدقي ثنائي الطبقة عن طريق الفحص النسيجي ومساراالمؤشرات الحيويه (العامل النووى المعزز لسلسه كابا للخلايا البائيه و انترلوكين 1 بيتا و انترلوكين 36).
الفصل الأول: إطلاق العنان لقوة النيوزومات لتعزيز توصيل الفلوكونازول: الصياغة والتقييم والتحسين وقياس تفاعل البوليميريز المتسلسل الكمى
يهدف هذا الفصل إلى صياغه وتقييم وتحسين النيوزومات المختلفه المحمله بالفلوكونازول لعلاج داء المبيضات الفموي.
تم دراسة المتغيرات التي تؤثر على خصائص النيوزومات المحمله بالفلوكونازول.
تم اختيار الصيغه الأمثل وفقًا لمعايير تحقيق الحد الأقصى من كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و وأقل حجم الحويصلة.
خضعت الصيغة الأمثل للدراسة الميكروبيولوجية والتى تتضمن الكشف عن الحد الأدنى للتركيز
المثبط للمبيضات البيضاء بالإضافة إلى تفاعل البوليميرز المتسلسل الكمى لجينات
لتحديد التاثير المثبط مقارنه بالمنتج المسوق (ديفلوكان®)
ويمكن تلخيص النتائج التي توصل إليها هذا الفصل على النحو التالي:
• تم إجراء المسح الطيفي لـ فلوكونازول و قد ظهر الحد اللأقصى للطول الموجى عند 260 نانومتر.
• تم تنفيذ صياغة وتحسين النيوزومات المحمله بالفلوكونازول وفقًا لتصميم عاملي كامل مكون من فحص متغيرين مستقلين، على وجه التحديد نوع الماده الخافضه للتوتر السطحى و نسبه الماده الخافضه للتوتر السطحى: الكوليسترول، لكل منهما ثلاثة مستويات، سبان60، سبان40 ،و سبان 20 لللمتغير الأول و50:50 و70: 30 و20:80 للمتغير الثانى. كانت كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و حجم الحويصلة هي المتغيرات التابعة المعتمدة للتحليل.
• كانت نتيجة التصميم العاملى صياغه تسعه مجموعات من النيوزومات المحمله بالفلوكونازول .
• تم تقييم النيوزومات المحمله بالفلوكونازول من حيث كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء ، حجم الحويصلة ، مؤشر التشتت المتعدد ، وجهد زيتا.
• تراوح معدل كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء ما بين 56.47±0.59% الى 77.35±2.47%.
• تراوح حجم الحويصله ما بين 167.36±1.33 نانومتر الى 494.43±24.2 نانومتر.
• تراوحت قيم مؤشر التشتت المتعدد من 0.078±0.00 إلى 0.865±0.03.
• تراوحت قيم جهد زيتا من -32.43±2.04 مللي فولت إلى -56.41±1.21 مللي فولت.
• تم اختيار الصيغه الأمثل من النيوزومات المحمله بالفلوكونازول وفقًا لمعايير تحقيق الحد الأقصى من كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و وأقل حجم الحويصلة.
• تم اختيار صيغه النيوزومات
Text in English and abstract in Arabic & English.
Pharmaceutics
Oral candidiasis Fluconazole Niosomes Etoricoxib
615.6
Optimization and Pharmaceutical Study on an Antifungal Drug / تعظيم و دراسه صيدليه على عقار مضاد للفطريات / By Mohad Osama Mohamed; Under the supervision of Prof. Dr. Mohamed Ahmed El-Nabarawi, Prof. Dr. Mahmoud Hassan Teaima, Ass. Prof. Dr. Sahar Mostafa Fayez, Dr. Khaled Mohamed Abdel-Haleem - 83 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 76-83.
Oral candidiasis is a fungal infection triggered by an overabundance of
Candida albicans. Fluconazole (FLC) is the most commonly favored drug for
treating oral candidiasis. Nevertheless, it is imperative to address the obstacle
of drug resistance related to its use. Therefore, exploring alternative
therapeutic approaches becomes essential. One promising approach involves
encapsulating FLC in nano-vesicular carriers to combat drug resistance,
enhancing its efficacy in oral candidiasis treatment. Accordingly, Niosomes
(NSs) are hypothesized to be a potential delivery system for FLC. The
common administration route of FLC is the oral route, but it can cause
gastrointestinal disturbances. To mitigate these adverse effects, buccal local
therapy of oral candidiasis is recommended. Buccal mucoadhesive films,
which stick to the buccal mucosa for a considerable period of time and offer
a local therapeutic effect in the specified area, might show promise in oral
candidiasis treatment. Patients with oral candidiasis often endure painful
inflammation that significantly impacts their quality of life. Therefore,
merging FLC with nonsteroidal anti-inflammatory drugs such as Etoricoxib
(ET) could be beneficial in combating the fungal infection and its underlying
pain, ultimately enhancing the patient’s quality of life.
So, this study aimed to formulate FLC-loaded NSs/ET buccal bi-layer
mucoadhesive film to develop an effective local treatment for oral
candidiasis. For the construction and optimization of FLC NSs, a 32 full
factorial design was conducted to evaluate the influence of surfactant type and
surfactant: cholesterol ratio on encapsulation efficiency percent (EE%) and
vesicle size (VS). The optimized formula was identified based on attaining
maximum EE% and minimum VS and then subjected to a microbiological
assay. It was subsequently embedded into a mucoadhesive film and
paired with a second layer containing ET, forming a bi-layer film named FLC
NSs/ET film, which was assessed through in-vivo testing.
Therefore, the work in this thesis was divided into three chapters:
Chapter I: Unleashing the power of niosomes for enhanced fluconazole
delivery: Formulation, evaluation, optimization, and qRT-PCR assay.
Chapter II: Unveiling a dual-purpose bi-layer buccal mucoadhesive film
comprising fluconazole-loaded niosomes and etoricoxib: Formulation and
evaluation.
Chapter III: In-vivo evaluation of the bi-layer buccal mucoadhesive film via
histopathological examination and assessment of NF-қB/IL-1β/IL-36
signaling pathway. داء المبيضات الفموي هو عدوى فطرية ناجمة عن وفرة من المبيضات البيضاء. الفلوكونازول هو الدواء المفضل لعلاج داء المبيضات الفموي. ومع ذلك، فمن الضروري مواجهة التحدي المتمثل في مقاومة الدواء المرتبط باستخدامه. وبالتالي، يصبح التفكير في الأساليب العلاجية البديلة ضروريا. يمكن أن يكون تغليف الدواء فى حاملات الحويصلات النانوية طريقة واعدة للتغلب على مقاومة الأدوية، مما يؤدي إلى تعزيز نشاط الدواء وبالتالي تحسين علاج داء المبيضات الفموي. وبناءً على ذلك، يُفترض ان تكون النيوزومات هو نظام توصيل محتمل للدواء (الفلوكونازل).
الطريقه الشائعه لتناول فلوكونازول هو الطريق الفموي. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات الجهاز الهضمي. لذا فإن العلاج الموضعي لداء المبيضات الفموي يمكن أن يقلل من هذه الآثار الضارة غير المرغوب فيها. ولذلك، فإن الأغشيه الفميه المحاطيه، التى تلتصق بالغشاء المخاطي الشدقى للفم لفترة طويلة من الزمن ويحافظ على التأثير العلاجي المحلي في المنطقة المحددة، يعد واعدًا بشكل خاص في علاج داء المبيضات الفموي. يعاني المرضى المصابون بداء المبيضات الفموي من التهاب مؤلم يؤثر على حياتهم. ولذلك، فإن دمج فلوكونازول مع مضادات الالتهاب غير الستيرويدية مثل ايتوريكوكسيب قد يكون مفيدًا في معالجة العدوى الفطرية والالم و الالتهابات المصاحبه للعدوى ، وبالتالي تحسين حياة المريض.
لذلك ، تهدف هذه الدراسة إلى صياغة غشاء لاصق مخاطي ثنائي الطبقة محمل بـالعقارين ( الفلوكونازول المحمل فى النيوزومات و الايتوريكوكسيب) لتحسين العلاج الموضعي لداء المبيضات الفموي.
تم إجراء تصميم لتقييم تأثير نوع الماده الخافضه للتوتر السطحى ونسبه الماده الخافضه للتوتر السطحى: الكوليسترول على كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء وعلى حجم الحويصله. تم تحديد الصيغة الأمثل من النيوزومات المحمله بالفلوكونازول بناءً على تحقيق الحد الأقصى من كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و وأقل حجم الحويصلة ثم إخضاعها لفحص ميكروبيولوجي.
تم بعد ذلك تحميلها في غشاء لاصق مخاطي ودمجه بطبقة ثانية تحتوي على ايتوريكوكسيب و تم تقييمه من خلال الاختبار داخل الجسم الحي.
ولذلك قسم العمل في هذه الرسالة إلى ثلاثة فصول:
الفصل الأول: إطلاق العنان لقوة النيوزومات لتعزيز توصيل الفلوكونازول: الصياغة والتقييم والتحسين وقياس تفاعل البوليميريز المتسلسل الكمى.
الفصل الثاني: الكشف عن غشاء فمى لاصق مخاطي شدقي ثنائي الطبقة يشتمل على نيوزومات محملة بالفلوكونازول وإيتوريكوكسيب: الصياغة والتقييم.
الفصل الثالث: التقييم داخل الجسم الحي للغشاءالمخاطي الشدقي ثنائي الطبقة عن طريق الفحص النسيجي ومساراالمؤشرات الحيويه (العامل النووى المعزز لسلسه كابا للخلايا البائيه و انترلوكين 1 بيتا و انترلوكين 36).
الفصل الأول: إطلاق العنان لقوة النيوزومات لتعزيز توصيل الفلوكونازول: الصياغة والتقييم والتحسين وقياس تفاعل البوليميريز المتسلسل الكمى
يهدف هذا الفصل إلى صياغه وتقييم وتحسين النيوزومات المختلفه المحمله بالفلوكونازول لعلاج داء المبيضات الفموي.
تم دراسة المتغيرات التي تؤثر على خصائص النيوزومات المحمله بالفلوكونازول.
تم اختيار الصيغه الأمثل وفقًا لمعايير تحقيق الحد الأقصى من كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و وأقل حجم الحويصلة.
خضعت الصيغة الأمثل للدراسة الميكروبيولوجية والتى تتضمن الكشف عن الحد الأدنى للتركيز
المثبط للمبيضات البيضاء بالإضافة إلى تفاعل البوليميرز المتسلسل الكمى لجينات
لتحديد التاثير المثبط مقارنه بالمنتج المسوق (ديفلوكان®)
ويمكن تلخيص النتائج التي توصل إليها هذا الفصل على النحو التالي:
• تم إجراء المسح الطيفي لـ فلوكونازول و قد ظهر الحد اللأقصى للطول الموجى عند 260 نانومتر.
• تم تنفيذ صياغة وتحسين النيوزومات المحمله بالفلوكونازول وفقًا لتصميم عاملي كامل مكون من فحص متغيرين مستقلين، على وجه التحديد نوع الماده الخافضه للتوتر السطحى و نسبه الماده الخافضه للتوتر السطحى: الكوليسترول، لكل منهما ثلاثة مستويات، سبان60، سبان40 ،و سبان 20 لللمتغير الأول و50:50 و70: 30 و20:80 للمتغير الثانى. كانت كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و حجم الحويصلة هي المتغيرات التابعة المعتمدة للتحليل.
• كانت نتيجة التصميم العاملى صياغه تسعه مجموعات من النيوزومات المحمله بالفلوكونازول .
• تم تقييم النيوزومات المحمله بالفلوكونازول من حيث كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء ، حجم الحويصلة ، مؤشر التشتت المتعدد ، وجهد زيتا.
• تراوح معدل كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء ما بين 56.47±0.59% الى 77.35±2.47%.
• تراوح حجم الحويصله ما بين 167.36±1.33 نانومتر الى 494.43±24.2 نانومتر.
• تراوحت قيم مؤشر التشتت المتعدد من 0.078±0.00 إلى 0.865±0.03.
• تراوحت قيم جهد زيتا من -32.43±2.04 مللي فولت إلى -56.41±1.21 مللي فولت.
• تم اختيار الصيغه الأمثل من النيوزومات المحمله بالفلوكونازول وفقًا لمعايير تحقيق الحد الأقصى من كفاءة الحويصله فى تغليف الدواء و وأقل حجم الحويصلة.
• تم اختيار صيغه النيوزومات
Text in English and abstract in Arabic & English.
Pharmaceutics
Oral candidiasis Fluconazole Niosomes Etoricoxib
615.6