Biodistribution and toxicity study of Gallic Acid (GA)-loaded mesoporous silica nanoparticles coated with lipid in male Wistar rats /
Amena Sayed Mohamed Sayed,
Biodistribution and toxicity study of Gallic Acid (GA)-loaded mesoporous silica nanoparticles coated with lipid in male Wistar rats / دراسة التوزيع الحيوي والسمية لجسيمات السيليكا النانوية المسامية المحملة بحمض الجاليك والمغلفة بالدهون في ذكور جرذان ويستار by Amena Sayed Mohamed Sayed ; Supervisor Dr. Heba Mohamed Fahmy, Prof. Dr. Neveen Amin Noor. - 52 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages: 41-47.
The Blood-Brain Barrier (BBB) is a major obstacle that prevents
many drugs from reaching the brain and limits the development of new
neurological treatments. To overcome this challenge, our research
investigates the use of lipid bilayer-coated (LB) mesoporous silica
nanoparticles (MSNs) as a delivery system for gallic acid (GA) to
enhance its absorption across the BBB and improve its therapeutic
potential for neurological applications. Physicochemical characterization
of the GA-loaded nanoparticles (GA-MSNs and LB-GA-MSNs) was
performed using techniques such as Fourier transform infrared
spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron
microscopy (TEM), drug release studies, encapsulation efficiency,
loading capacity, and dynamic light scattering to assess particle size and
zeta potential. The biodistribution, oxidative stress, and histopathological
changes in the cortex and hippocampus were evaluated in male Wistar
rats divided into five groups: control, MSN, GA (20 mg/kg), MSN-GA,
and LB-GA-MSNs.
The results demonstrate that GA can be successfully encapsulated
into both MSN-GA and LB-GA-MSN formulations with good loading
capacities and encapsulation efficiencies. FTIR and XRD analyses
confirmed the mesoporosity of the nanoparticles. The LB-GA-MSN
group showed altered GA distribution patterns in the cortex and
hippocampus, suggesting improved BBB penetration and potential
neuroprotective effects. Additionally, the LB-GA-MSN formulation
exhibited promising effects on cortical and hippocampal histopathological
and biochemical parameters.
This study's findings indicate that using LB-GA-MSN nanoparticles
is a promising strategy to overcome the limitations of the BBB and
enhance the therapeutic efficacy of GA for neurological disorders.
Further investigations are warranted to fully elucidate the mechanisms
underlying the observed neuroprotective effects of this nanoformulation. الحاجز الدماغي الدموي هو عائق رئيسي يمنع الكثير من الأدوية من الوصول إلى الدماغ ويحد من تطوير علاجات عصبية جديدة. لتجاوز هذا التحدي، تبحث أبحاثنا في استخدام جسيمات السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني كنظام توصيل للحمض الجاليك لتعزيز امتصاصه عبر الحاجز الدماغي-الدموي وتحسين إمكانياته العلاجية للتطبيقات العصبية.
تم إجراء التوصيف الفيزيوكيميائي لجسيمات النانو المحملة بالحمض الجاليك وجسيمات النانو السيليكا المسامية المحملة بالحمض الجاليك والمغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني باستخدام تقنيات مثل مطيافية الأشعة تحت الحمراء، حيود الأشعة السينية، المجهر الإلكتروني النافذ، دراسات إطلاق الدواء، كفاءة التغليف، قدرة التحميل، وتشتت الضوء الديناميكي لتقييم حجم الجسيمات والجهد السالب.
تم تقييم التوزيع البيولوجي، وإجهاد الأكسدة، والتغيرات النسيجية المرضية في القشرة المخية والحصين في جرذان ويستار الذكور المقسمة إلى خمس مجموعات: ضابطة، جسيمات النانو السيليكا المسامية، الحمض الجاليك (20 مل/كجم)، الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية، والحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني.
أظهرت النتائج أن الحمض الجاليك يمكن تغليفه بنجاح في كل من صياغات الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية والحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني مع قدرات تحميل وكفاءات تغليف جيدة. أكدت تحليلات مطيافية الأشعة تحت الحمراء وحيود الأشعة السينية مساميّة الجسيمات النانوية.
على وجه الخصوص، أظهرت مجموعة الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني أنماطًا معدلة لتوزيع الحمض الجاليك في القشرة المخية والحصين، مما يشير إلى تحسُّن في اختراق الحاجز الدماغي-الدموي وآثار وقائية محتملة على الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت صياغة الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني آثارًا واعدة على المعايير النسيجية المرضية والكيميائية الحيوية للقشرة المخية والحصين.
تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن استخدام جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني والمحملة بالحمض الجاليك هي استراتيجية واعدة لتجاوز قيود الحاجز الدماغي-الدموي وتعزيز الفعالية العلاجية للحمض الجاليك لاضطرابات عصبية. يتطلب ذلك مزيدًا من الأبحاث لإيضاح الآليات الكامنة وراء الآثار الوقائية على الدماغ المُلاحظة لهذه الصياغة النانوية
Text in English and abstract in Arabic & English.
Medical Biophysics
الفيزياء الحيوية
Gallic acid nanoparticles drug delivery biodistribution oxidative stress lipid coat and blood-brain barrier
612.1181
Biodistribution and toxicity study of Gallic Acid (GA)-loaded mesoporous silica nanoparticles coated with lipid in male Wistar rats / دراسة التوزيع الحيوي والسمية لجسيمات السيليكا النانوية المسامية المحملة بحمض الجاليك والمغلفة بالدهون في ذكور جرذان ويستار by Amena Sayed Mohamed Sayed ; Supervisor Dr. Heba Mohamed Fahmy, Prof. Dr. Neveen Amin Noor. - 52 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages: 41-47.
The Blood-Brain Barrier (BBB) is a major obstacle that prevents
many drugs from reaching the brain and limits the development of new
neurological treatments. To overcome this challenge, our research
investigates the use of lipid bilayer-coated (LB) mesoporous silica
nanoparticles (MSNs) as a delivery system for gallic acid (GA) to
enhance its absorption across the BBB and improve its therapeutic
potential for neurological applications. Physicochemical characterization
of the GA-loaded nanoparticles (GA-MSNs and LB-GA-MSNs) was
performed using techniques such as Fourier transform infrared
spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron
microscopy (TEM), drug release studies, encapsulation efficiency,
loading capacity, and dynamic light scattering to assess particle size and
zeta potential. The biodistribution, oxidative stress, and histopathological
changes in the cortex and hippocampus were evaluated in male Wistar
rats divided into five groups: control, MSN, GA (20 mg/kg), MSN-GA,
and LB-GA-MSNs.
The results demonstrate that GA can be successfully encapsulated
into both MSN-GA and LB-GA-MSN formulations with good loading
capacities and encapsulation efficiencies. FTIR and XRD analyses
confirmed the mesoporosity of the nanoparticles. The LB-GA-MSN
group showed altered GA distribution patterns in the cortex and
hippocampus, suggesting improved BBB penetration and potential
neuroprotective effects. Additionally, the LB-GA-MSN formulation
exhibited promising effects on cortical and hippocampal histopathological
and biochemical parameters.
This study's findings indicate that using LB-GA-MSN nanoparticles
is a promising strategy to overcome the limitations of the BBB and
enhance the therapeutic efficacy of GA for neurological disorders.
Further investigations are warranted to fully elucidate the mechanisms
underlying the observed neuroprotective effects of this nanoformulation. الحاجز الدماغي الدموي هو عائق رئيسي يمنع الكثير من الأدوية من الوصول إلى الدماغ ويحد من تطوير علاجات عصبية جديدة. لتجاوز هذا التحدي، تبحث أبحاثنا في استخدام جسيمات السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني كنظام توصيل للحمض الجاليك لتعزيز امتصاصه عبر الحاجز الدماغي-الدموي وتحسين إمكانياته العلاجية للتطبيقات العصبية.
تم إجراء التوصيف الفيزيوكيميائي لجسيمات النانو المحملة بالحمض الجاليك وجسيمات النانو السيليكا المسامية المحملة بالحمض الجاليك والمغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني باستخدام تقنيات مثل مطيافية الأشعة تحت الحمراء، حيود الأشعة السينية، المجهر الإلكتروني النافذ، دراسات إطلاق الدواء، كفاءة التغليف، قدرة التحميل، وتشتت الضوء الديناميكي لتقييم حجم الجسيمات والجهد السالب.
تم تقييم التوزيع البيولوجي، وإجهاد الأكسدة، والتغيرات النسيجية المرضية في القشرة المخية والحصين في جرذان ويستار الذكور المقسمة إلى خمس مجموعات: ضابطة، جسيمات النانو السيليكا المسامية، الحمض الجاليك (20 مل/كجم)، الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية، والحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني.
أظهرت النتائج أن الحمض الجاليك يمكن تغليفه بنجاح في كل من صياغات الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية والحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني مع قدرات تحميل وكفاءات تغليف جيدة. أكدت تحليلات مطيافية الأشعة تحت الحمراء وحيود الأشعة السينية مساميّة الجسيمات النانوية.
على وجه الخصوص، أظهرت مجموعة الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني أنماطًا معدلة لتوزيع الحمض الجاليك في القشرة المخية والحصين، مما يشير إلى تحسُّن في اختراق الحاجز الدماغي-الدموي وآثار وقائية محتملة على الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت صياغة الحمض الجاليك المحمل على جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني آثارًا واعدة على المعايير النسيجية المرضية والكيميائية الحيوية للقشرة المخية والحصين.
تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن استخدام جسيمات النانو السيليكا المسامية المغطاة بطبقة ثنائية الغشاء الدهني والمحملة بالحمض الجاليك هي استراتيجية واعدة لتجاوز قيود الحاجز الدماغي-الدموي وتعزيز الفعالية العلاجية للحمض الجاليك لاضطرابات عصبية. يتطلب ذلك مزيدًا من الأبحاث لإيضاح الآليات الكامنة وراء الآثار الوقائية على الدماغ المُلاحظة لهذه الصياغة النانوية
Text in English and abstract in Arabic & English.
Medical Biophysics
الفيزياء الحيوية
Gallic acid nanoparticles drug delivery biodistribution oxidative stress lipid coat and blood-brain barrier
612.1181