Estabilidad e influencia de las condiciones de almacenamiento en una película nanofibrosa que contiene un agente blanqueador dental, parte 3

Apr 26, 2023

3.8. Cambios en la interacción molecular después del almacenamiento a largo plazo

Según estudios relevantes,cistanchees una hierba común que se conoce como "la hierba milagrosa que prolonga la vida". Su principal componente escistanósido, que tiene varios efectos tales comoantioxidante, antiinflamatorio, ypromoción de la función inmunológica. El mecanismo entre la cistanche yblanqueamiento de la pielreside en el efecto antioxidante de la cistancheglucósidos. La melanina en la piel humana es producida por la oxidación de tirosina catalizada portirosinasa, y la reacción de oxidación requiere la participación de oxígeno, por lo que los radicales libres de oxígeno en el cuerpo se convierten en un factor importanteafectando la producción de melanina.Cistanche contiene cistanosido, que es un antioxidante y puede reducir la generación de radicales libres en el cuerpo, por lo tantoinhibiendo la producción de melanina.

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Además, la cistanche también tiene la función de promover la producción de colágeno, lo que puede aumentar la elasticidad y el brillo de la piel y ayudar a reparar las células dañadas de la piel.CistancheLos glucósidos de feniletanol tienen un efecto de regulación negativa significativo sobre la actividad de la tirosinasa, y se ha demostrado que el efecto sobre la tirosinasa es una inhibición competitiva y reversible, lo que puede proporcionar una base científica para desarrollar y utilizar los ingredientes blanqueadores en Cistanche. Por lo tanto, la cistanche tiene un papel clave en el blanqueamiento de la piel. Puede inhibir la producción de melanina para reducir la decoloración y la opacidad; y promover la producción de colágeno para mejorar la elasticidad y el brillo de la piel. Debido al reconocimiento generalizado de estos efectos de la cistanche, muchos productos para blanquear la piel han comenzado a infundir ingredientes a base de hierbas como la cistanche para satisfacer la demanda de los consumidores, aumentando así el valor comercial de la cistanche en los productos para blanquear la piel. En resumen, el papel de la cistanche en el blanqueamiento de la piel es crucial. Su efecto antioxidante y su efecto productor de colágeno pueden reducir la decoloración y la falta de brillo, mejorar la elasticidad y el brillo de la piel y, por lo tanto, lograr un efecto blanqueador. Además, la amplia aplicación de Cistanche en productos para blanquear la piel demuestra que no se puede subestimar su papel en el valor comercial.

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La interacción a nivel molecular entre un fármaco y un polímero es fundamental para explicar la estabilidad en formas farmacéuticas sólidas [46]. FTIR es una técnica útil para la determinación de interacciones moleculares entre fármacos y polímeros. La figura 7 muestra los espectros FTIR de CP-F antes y después del almacenamiento en diferentes condiciones, obtenidos dentro del rango de 4000 cm−1 a 600 cm−1. El espectro FTIR de CP mostró la banda en 1670 cm−1 denominada estiramiento C=O. Las bandas en 1627, 3448 y 3356 cm−1 correspondieron al estiramiento N–H de CP. El espectro FTIR de la película nanofibrosa en blanco representó picos de absorción a 3290 cm−1 que se referían a la vibración de estiramiento O–H del grupo hidroxilo del polímero base. Los picos en 1444 y 2944 cm-1 se referían a la flexión de CH2 y al estiramiento de CH de PVA, respectivamente [47, 48]. Los picos de absorción a 1696 cm−1 se denominan C=O del grupo amida de la PVP [49]. El pico alrededor de 1044 cm-1 fue el estiramiento de Si-O [50]. El patrón espectral FTIR de CP-F fue similar al de la película nanofibrosa en blanco. Los picos de absorción en torno a 1446–1440 cm−1 se refieren a la flexión de CH2 del PVA. La banda ancha débil del grupo hidroxilo en la región espectral de 3500–3200 cm−1 se asignó a la vibración de estiramiento O–H del grupo hidroxilo del PVA. Se observó un pico de baja frecuencia del espectro de vibraciones de estiramiento C=O de PVP de 1696 a 1650 cm-1 y se presentó un pico de absorción fuerte a 1092 cm-1.

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Se observó que la baja frecuencia de la vibración de estiramiento C=O a 1696 cm−1 de PVP en la película nanofibrosa en blanco se desplazó a 1650 cm−1 después de cargar CP en la película nanofibrosa. Esto podría deberse a la interacción del peróxido y la PVP [51]. Además, el fuerte pico de absorción a 1044 cm−1 se debió al puente de siloxano (Si–O–Si) de las formulaciones. Sin embargo, después de cargar CP en la película nanofibrosa, este pico se desplazó a 1092 cm−1, lo que indica una interacción molecular con el puente de siloxano. Se ha informado que el peróxido de hidrógeno podría formar un fuerte enlace de hidrógeno con el oxígeno del puente de siloxano [52]. El pico espectral desplazado a 1092 cm−1 representó las interacciones del peróxido de hidrógeno de las moléculas de CP, que se adsorbieron en la superficie de sílice al puente de siloxano del gel de sílice.

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El espectro FTIR de CP-F después del almacenamiento a 25 grados/75 por ciento de HR mostró un aumento en la intensidad del pico a 3700–3200 cm−1. Como se mencionó anteriormente, el contenido de agua de CP-F podría aumentar debido a la absorción de agua de CP-F durante el almacenamiento en condiciones de alta humedad, por lo tanto, la banda en la región de 3700–3200 cm−1 correspondía a la vibración de estiramiento –OH de los enlaces de hidrógeno de las moléculas de agua [53]. Sin embargo, el espectro FTIR de CP-F después del almacenamiento a 45 grados/30 por ciento de HR mostró una intensidad muy baja en la región de 3700–3200 cm−1, y el pico de 1092 cm−1 estuvo ausente. Solo se encontró la vibración de estiramiento de N–H a 1635 cm−1. Estos resultados sugirieron que las altas temperaturas podrían conducir a una disminución en el contenido de agua y los grupos hidroxilo [54]. Por lo tanto, faltaban muchos picos debido al daño causado por el calor. Curiosamente, el espectro FTIR de CP-F después del almacenamiento a 25 ◦C/30 % de HR durante 12 meses no mostró cambios en la interacción molecular durante el período de almacenamiento. Este resultado sugirió que la condición de 25 ◦C/30 por ciento de HR era adecuada para mantener CP-F.

3.9. Cambios en las propiedades mecánicas después del almacenamiento a largo plazo

El efecto de las condiciones de almacenamiento sobre las propiedades mecánicas de CP-F es de interés. Los resultados que se muestran en la Tabla 5 indican que no hubo una diferencia estadísticamente significativa en la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y los valores del módulo de Young entre las mediciones iniciales y después del almacenamiento a 25 ◦C/30 por ciento de HR. Sin embargo, se detectaron cambios en las propiedades mecánicas en CP-F almacenado a 25 ◦C/75 por ciento de HR y 45 ◦C/30 por ciento de HR. El almacenamiento con mayor humedad condujo a una disminución en la resistencia a la tracción y el valor del módulo de Young de CP-F, mientras que el porcentaje de elongación a la rotura aumentó en comparación con el valor inicial. Esto probablemente estaba relacionado con las moléculas de agua en CP-F, que disminuyen las interacciones originales en la matriz polimérica de la película nanofibrosa [55]. Las moléculas de agua pueden reestructurar las redes de cadenas a través de enlaces de hidrógeno intermoleculares e intramoleculares [56], lo que da como resultado un aumento en el alargamiento a la rotura y una disminución en la resistencia a la tracción y los valores del módulo de Young. En el caso de la alta temperatura de almacenamiento de 45 ◦C/30 por ciento de HR, se encontró una disminución en la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y los valores del módulo de Young. Se pudo notar que la temperatura más alta afectó la fuerza y ​​flexibilidad de la película nanofibrosa, resultando en una película más quebradiza. Este resultado corresponde al patrón FTIR que muestra el efecto negativo de las condiciones de almacenamiento sobre la interacción molecular de CP-F, por lo que también ocurrieron cambios en las propiedades mecánicas.

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3.10. Cambios en las propiedades del adhesivo después del almacenamiento a largo plazo

La adhesión de la película nanofibrosa es importante ya que afecta la función prevista del blanqueamiento dental. El CP-F recién preparado podía adherirse a la superficie de la mucosa y se encontró que la fuerza adhesiva medida era 0.79 ± 0.07 N. Después del almacenamiento a 25 ◦ C/3{{10}} por ciento de HR durante 12 meses, la formulación no mostró una diferencia significativa en las propiedades adhesivas de la película con respecto a su valor inicial. La fuerza adhesiva de la película almacenada fue {{20}}.75 ± 0.06 N. La fuerza adhesiva de CP-F después del almacenamiento a 25 ◦C/75 por ciento de HR y 45 ◦ C/30 por ciento de HR durante 12 meses se redujo a 0,54 ± 0,03 N y 0,31 ± 0,05 N, respectivamente. Por lo tanto, se sugirió que la humedad y la temperatura influyeron en las propiedades adhesivas de CP-F.

3.11. CP restante después del almacenamiento a largo plazo

La estabilidad de CP durante el almacenamiento a largo plazo en diferentes condiciones se presenta como perfiles de degradación, como se muestra en la Figura 8. Después del almacenamiento durante 12 meses a 25 ◦C/75 por ciento de HR y 45 ◦C/30 por ciento de HR , el contenido de PC disminuyó significativamente desde el valor inicial (p < 0,05). Sin embargo, la CP en CP-F mantenida a 25 ◦C/30 por ciento de HR mostró una estabilidad significativamente mayor que la mantenida en las otras condiciones de almacenamiento. Se observó una ligera reducción en PB, sin una diferencia significativa en el contenido de PB entre los intervalos de tiempo. Al final del período de prueba de 12 meses, se encontró que el contenido de PC restante en esta condición era de hasta 96,23 ± 3,05 por ciento, seguido por el que se mantuvo a 25 ◦C/75 por ciento de HR (68,37 ± 4,17 por ciento). Almacenado a 45 ◦C/30 por ciento de HR, no se pudo encontrar CP después de 6 meses, lo que sugiere que todo el CP podría haberse degradado por completo. Los resultados también indican que la temperatura tuvo un mayor efecto sobre la degradación de la PC que la humedad.

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De acuerdo con la estabilidad a corto plazo en condiciones de estrés de 60, 70 y 80 ◦C, como se mencionó anteriormente, la vida útil calculada de CP en CP-F, obtenida a partir de la tasa de degradación pronosticada de las parcelas de Arrhenius a 25 ◦C, es aproximadamente 1 año. Este resultado está de acuerdo con el valor real medido de CP en CP-F almacenado a 25 °C/30 por ciento de HR. Sin embargo, a 25 ◦C/75 por ciento de HR, los resultados muestran que la degradación de CP ocurrió después de 3 meses. Este resultado indica que la presencia de humedad en el ambiente puede aumentar la tasa de degradación de CP.

A partir de estos resultados, se sugiere que la condición más adecuada para mantener CP-F es baja temperatura y baja humedad. En almacenamiento a altas temperaturas se incrementó la pérdida de PB. Esto puede influir en la eficacia del producto, dando lugar a una eficacia clínica inferior a la esperada. Además, es probable que el tratamiento de blanqueamiento dental no logre el resultado deseado. La temperatura y la humedad, como se describe en el presente estudio, desempeñaron un papel importante en la concentración de CP, así como en el desempeño de la película nanofibrosa para entregar CP a los dientes. Por lo tanto, la formulación debe almacenarse en condiciones adecuadas para garantizar una respuesta clínica satisfactoria. Además, la formulación debe envasarse cuidadosamente en un recipiente impermeable a la humedad para proporcionar una barrera permanente que proteja al fármaco de la degradación provocada por la humedad.

4. Conclusiones

La cinética de degradación de CP en el CP-F, CP-P y CP-W preparado siguió la reacción de primer orden. CP en CP-F poseía una estabilidad significativamente mayor que CP-P y CP-W. La vida media de CP en CP-F fue de 6,5 ± 0,2 años, muy superior a la de CP-P (13,8 ± 0,8 días) y CP-W (1,3 ± { {21}}.2 días). Además, la película nanofibrosa mostró una alta eficiencia para proteger CP de la luz. El almacenamiento a largo plazo de CP-F a alta temperatura y humedad puede provocar un cambio de color, destruir la estructura de las nanofibras y disminuir las propiedades mecánicas y adhesivas de CP-F, así como aumentar la degradación química de CP. La alta humedad mejora la absorción de agua de CP-F, lo que conduce a la degradación de CP. Entre las tres condiciones de prueba de almacenamiento, la condición de almacenamiento de 25 ◦C/30 por ciento de HR fue la más adecuada para estabilizar CP-F. En conclusión, los resultados del presente estudio sugieren que la carga de CP en una película nanofibrosa y el almacenamiento en condiciones adecuadas de baja temperatura y baja humedad pueden mejorar potencialmente la estabilidad de CP.

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Materiales complementarios:Los siguientes están disponibles en línea, Figura S1: cromatograma HPLC de (a) óxido de trifenilfosfina y residuos de trifenilfosfina después de la oxidación por CP y (b) cromatograma HPLC de trifenilfosfina.

Contribuciones de autor: Conceptualización, SO, PC y AK; metodología, SO, PC y AK; validación, SO; análisis formal, SO y AK; investigación, AK; redacción—preparación del borrador original, AK; redacción—revisión y edición, SO y AK; supervisión, SO; administración de proyectos, SO; adquisición de fondos, SO Todos los autores han leído y están de acuerdo con la versión publicada del manuscrito.

Fondos: Esta investigación fue financiada por el Fondo de Investigación de Tailandia a través de la Investigación e Investigador para la Industria (Subvención No. PHD58I0012), la Agencia de Desarrollo de la Investigación Agrícola y el Proyecto de la Universidad Nacional de Investigación y Promoción de la Investigación de Educación Superior de Tailandia, Oficina de la Comisión de Educación Superior.

Declaración de la Junta de Revisión Institucional: No aplica.

Declaración de consentimiento informado: No aplica.

Declaración de disponibilidad de datos:Los datos están disponibles previa solicitud al autor correspondiente.

Expresiones de gratitud:Los autores agradecen al Centro de Investigación de Nanotecnología Farmacéutica de la Universidad de Chiang Mai, Tailandia, por el equipo y el apoyo de las instalaciones.

Conflictos de interés: Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

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