Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে CSS-এর জন্য সীমিত সমর্থন রয়েছে। সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্যতা মোড বন্ধ করুন)। ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটি প্রদর্শন করব।
উচ্চ লোডিং কন্টেন্ট সহ ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেল (NPs) বিভিন্ন ডোজ আকারে বিভিন্ন প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে। এই কাজের লক্ষ্য হল ইনসুলিন-লোডেড কাইটোসান ন্যানো পার্টিকেলের কাঠামোর উপর ফ্রিজ-ড্রাইং এবং স্প্রে-ড্রাইং প্রক্রিয়ার প্রভাব মূল্যায়ন করা, ম্যানিটলকে ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট হিসাবে ব্যবহার করা হোক বা না হোক। আমরা এই ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে পুনরায় দ্রবীভূত করে তাদের গুণমানও মূল্যায়ন করেছি। ডিহাইড্রেশনের আগে, কাইটোসান/সোডিয়াম ট্রাইপলিফসফেট/ইনসুলিন ক্রস-লিঙ্কযুক্ত ন্যানো পার্টিকেলের কণার আকার 318 nm, PDI ছিল 0.18, এনক্যাপসুলেশন দক্ষতা ছিল 99.4% এবং লোডিং ছিল 25.01%। পুনর্গঠনের পরে, ম্যানিটল ব্যবহার না করে ফ্রিজ-ড্রাইং পদ্ধতিতে উৎপাদিত ন্যানো পার্টিকেলগুলি ছাড়া সমস্ত ন্যানো পার্টিকেল তাদের গোলাকার কণার কাঠামো বজায় রেখেছিল। স্প্রে দ্বারা ডিহাইড্রেটেড ম্যানিটল-ধারণকারী ন্যানো পার্টিকেলের তুলনায়, ম্যানিটল-মুক্ত স্প্রে-ড্রাই ন্যানো পার্টিকেলগুলিও একই রকম এনক্যাপসুলেশন হার সহ ক্ষুদ্রতম গড় কণার আকার (376 nm) এবং সর্বোচ্চ লোডিং কন্টেন্ট (25.02%) দেখিয়েছিল। (৯৮.৭%) এবং শুকানোর বা ফ্রিজ-শুকানোর কৌশল দ্বারা PDI (০.২০)। ম্যানিটল ছাড়াই স্প্রে শুকানোর মাধ্যমে শুকনো ন্যানো পার্টিকেলগুলি ইনসুলিনের দ্রুততম নিঃসরণ এবং কোষীয় শোষণের সর্বোচ্চ দক্ষতার ফলাফল। এই কাজটি দেখায় যে স্প্রে শুকানোর ফলে প্রচলিত ফ্রিজ শুকানোর পদ্ধতির তুলনায় ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্টের প্রয়োজন ছাড়াই ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলি ডিহাইড্রেট করা যায়, যার ফলে লোডিং ক্ষমতা বেশি, সংযোজনের প্রয়োজনীয়তা কম এবং অপারেটিং খরচ উল্লেখযোগ্য সুবিধা।
১৯২২ সালে আবিষ্কারের পর থেকে, ইনসুলিন এবং এর ওষুধ প্রস্তুতি টাইপ ১ ডায়াবেটিস (T1DM) এবং টাইপ ২ ডায়াবেটিস (T1DM) রোগীদের জীবন বাঁচিয়েছে। তবে, উচ্চ আণবিক ওজনের প্রোটিন হিসাবে এর বৈশিষ্ট্যের কারণে, ইনসুলিন সহজেই একত্রিত হয়, প্রোটিওলাইটিক এনজাইম দ্বারা ভেঙে যায় এবং প্রথম-পাস প্রভাব দ্বারা নির্মূল হয়। টাইপ ১ ডায়াবেটিসে আক্রান্ত ব্যক্তিদের তাদের বাকি জীবনের জন্য ইনসুলিন ইনজেকশন প্রয়োজন। প্রাথমিকভাবে টাইপ ২ ডায়াবেটিসে আক্রান্ত অনেক রোগীরও দীর্ঘমেয়াদী ইনসুলিন ইনজেকশন প্রয়োজন। দৈনিক ইনসুলিন ইনজেকশন এই ব্যক্তিদের জন্য দৈনিক ব্যথা এবং অস্বস্তির একটি গুরুতর উৎস, যার মানসিক স্বাস্থ্যের উপর নেতিবাচক প্রভাব পড়ে। ফলস্বরূপ, অন্যান্য ধরণের ইনসুলিন প্রশাসন যা কম অস্বস্তি সৃষ্টি করে, যেমন মৌখিক ইনসুলিন প্রশাসন, ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হচ্ছে5 কারণ তাদের বিশ্বব্যাপী ডায়াবেটিসে আক্রান্ত প্রায় ৫ বিলিয়ন মানুষের জীবনযাত্রার মান পুনরুদ্ধার করার সম্ভাবনা রয়েছে।
ন্যানো পার্টিকেল প্রযুক্তি মৌখিক ইনসুলিন গ্রহণের প্রচেষ্টায় উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি সাধন করেছে4,6,7। এটি কার্যকরভাবে ইনসুলিনকে ক্যাপসুলেট করে এবং নির্দিষ্ট দেহের স্থানে লক্ষ্যবস্তুতে সরবরাহের জন্য অবক্ষয় থেকে রক্ষা করে। তবে, ন্যানো পার্টিকেল ফর্মুলেশন ব্যবহারের বেশ কয়েকটি সীমাবদ্ধতা রয়েছে, মূলত কণা সাসপেনশনের স্থিতিশীলতার সমস্যার কারণে। সংরক্ষণের সময় কিছু সংহতকরণ ঘটতে পারে, যা ইনসুলিন-লোডেড ন্যানো পার্টিকেলের জৈব উপলভ্যতা হ্রাস করে8। এছাড়াও, ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেল (NP) এর স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য ন্যানো পার্টিকেল এবং ইনসুলিনের পলিমার ম্যাট্রিক্সের রাসায়নিক স্থিতিশীলতাও বিবেচনা করা উচিত। বর্তমানে, ফ্রিজ-ড্রাইং প্রযুক্তি হল স্থিতিশীল NP তৈরির জন্য সোনার মান, একই সাথে স্টোরেজের সময় অবাঞ্ছিত পরিবর্তনগুলি প্রতিরোধ করার জন্য9।
তবে, ফ্রিজ-শুকানোর জন্য ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট যুক্ত করা প্রয়োজন যাতে বরফের স্ফটিকের যান্ত্রিক চাপের ফলে NP-এর গোলাকার গঠন প্রভাবিত না হয়। এটি লাইওফিলাইজেশনের পরে ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের লোডিং উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, কারণ ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট ওজন অনুপাতের বেশিরভাগ অংশ দখল করে। অতএব, উৎপাদিত ইনসুলিন NP-গুলিকে প্রায়শই শুকনো পাউডার ফর্মুলেশন, যেমন মৌখিক ট্যাবলেট এবং মৌখিক ফিল্ম তৈরির জন্য অনুপযুক্ত বলে মনে করা হয়, কারণ ইনসুলিনের থেরাপিউটিক উইন্ডো অর্জনের জন্য প্রচুর পরিমাণে শুকনো ন্যানো পার্টিকেলের প্রয়োজন হয়।
স্প্রে শুকানো ওষুধ শিল্পে তরল পর্যায় থেকে শুষ্ক পাউডার উৎপাদনের জন্য একটি সুপরিচিত এবং সস্তা শিল্প-স্কেল প্রক্রিয়া 10,11। কণা গঠন প্রক্রিয়ার উপর নিয়ন্ত্রণ বেশ কয়েকটি জৈব সক্রিয় যৌগের সঠিক এনক্যাপসুলেশনকে সম্ভব করে তোলে 12, 13। তদুপরি, এটি মৌখিক প্রশাসনের জন্য এনক্যাপসুলেটেড প্রোটিন প্রস্তুত করার জন্য একটি কার্যকর কৌশল হয়ে উঠেছে। স্প্রে শুকানোর সময়, জল খুব দ্রুত বাষ্পীভূত হয়, যা কণার মূলের তাপমাত্রা কম রাখতে সাহায্য করে 11,14, তাপ-সংবেদনশীল উপাদানগুলিকে এনক্যাপসুলেট করতে এর প্রয়োগকে সক্ষম করে। স্প্রে শুকানোর আগে, আবরণ উপাদানটিকে এনক্যাপসুলেটেড উপাদান ধারণকারী দ্রবণ দিয়ে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে একজাত করা উচিত 11,14। ফ্রিজ-শুকানোর বিপরীতে, স্প্রে-শুকানোর সময় এনক্যাপসুলেট করার আগে একজাতকরণ ডিহাইড্রেশনের সময় এনক্যাপসুলেশন দক্ষতা উন্নত করে। যেহেতু স্প্রে-শুকানোর এনক্যাপসুলেশন প্রক্রিয়ায় ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্টের প্রয়োজন হয় না, তাই স্প্রে-শুকানোর মাধ্যমে উচ্চ লোডিং কন্টেন্ট সহ শুকনো এনপি তৈরি করা যেতে পারে।
এই গবেষণায় আয়ন জেল পদ্ধতি ব্যবহার করে কাইটোসান এবং সোডিয়াম ট্রাইপলিফসফেটের ক্রস-লিঙ্কিং দ্বারা ইনসুলিন-লোডেড এনপি উৎপাদনের প্রতিবেদন করা হয়েছে। আয়ন জেলেশন হল একটি প্রস্তুতি পদ্ধতি যা নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে দুই বা ততোধিক আয়নিক প্রজাতির মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে ন্যানো পার্টিকেল উৎপাদনের অনুমতি দেয়। অপ্টিমাইজড কাইটোসান/সোডিয়াম ট্রাইপলিফসফেট/ইনসুলিন ক্রস-লিঙ্কড ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে ডিহাইড্রেট করার জন্য ফ্রিজ-ড্রাইং এবং স্প্রে-ড্রাইং উভয় কৌশল ব্যবহার করা হয়েছিল। ডিহাইড্রেশনের পরে, SEM দ্বারা তাদের রূপবিদ্যা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। তাদের আকার বিতরণ, পৃষ্ঠের চার্জ, PDI, এনক্যাপসুলেশন দক্ষতা এবং লোডিং কন্টেন্ট পরিমাপ করে তাদের পুনর্মিলন ক্ষমতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। বিভিন্ন ডিহাইড্রেশন পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত দ্রবণীয় ন্যানো পার্টিকেলের গুণমান তাদের ইনসুলিন সুরক্ষা, মুক্তি আচরণ এবং কোষীয় গ্রহণ কার্যকারিতা তুলনা করেও মূল্যায়ন করা হয়েছিল।
মিশ্র দ্রবণের pH এবং chitosan এবং ইনসুলিনের অনুপাত হল দুটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যা চূড়ান্ত NP-এর কণার আকার এবং এনক্যাপসুলেশন দক্ষতা (EE) প্রভাবিত করে, কারণ তারা সরাসরি আয়নোট্রপিক জেলেশন প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। মিশ্র দ্রবণের pH কণার আকার এবং এনক্যাপসুলেশন দক্ষতার সাথে অত্যন্ত সম্পর্কিত বলে দেখানো হয়েছে (চিত্র 1a)। চিত্র 1a-তে দেখানো হয়েছে, pH 4.0 থেকে 6.0-এ বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, গড় কণার আকার (nm) হ্রাস পেয়েছে এবং EE উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, যখন pH 6.5-এ বৃদ্ধি পেয়েছে, তখন গড় কণার আকার বৃদ্ধি পেতে শুরু করেছে এবং EE অপরিবর্তিত রয়েছে। chitosan-ইনসুলিনের অনুপাত বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, গড় কণার আকারও বৃদ্ধি পায়। অধিকন্তু, 2.5:1 (w/w) (চিত্র 1b) এর চেয়ে বেশি chitosan/ইনসুলিনের ভর অনুপাতে ন্যানো পার্টিকেল প্রস্তুত করার সময় EE-তে কোনও পরিবর্তন লক্ষ্য করা যায়নি। অতএব, এই গবেষণায় সর্বোত্তম প্রস্তুতির অবস্থা (pH 6.0, chitosan/ইনসুলিন ভর অনুপাত) 2.5:1) ব্যবহার করে আরও গবেষণার জন্য ইনসুলিন-লোডেড ন্যানো পার্টিকেল প্রস্তুত করা হয়েছিল। এই প্রস্তুতির শর্তে, ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের গড় কণার আকার 318 nm (চিত্র 1c), PDI ছিল 0.18, এমবেডিং দক্ষতা ছিল 99.4%, জিটা পটেনশিয়াল ছিল 9.8 mv, এবং ইনসুলিন লোডিং ছিল 25.01% (m/m)। ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (TEM) ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, অপ্টিমাইজড ন্যানো পার্টিকেলগুলি মোটামুটি গোলাকার এবং বিচ্ছিন্ন ছিল তুলনামূলকভাবে অভিন্ন আকারের (চিত্র 1d)।
ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের প্যারামিটার অপ্টিমাইজেশন: (ক) ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের গড় ব্যাস এবং এনক্যাপসুলেশন দক্ষতার (EE) উপর pH এর প্রভাব (চিটোসান এবং ইনসুলিনের 5:1 ভর অনুপাতের উপর প্রস্তুত); (খ) চিটোসান এবং ইনসুলিন NPs এর গড় ব্যাস এবং এনক্যাপসুলেশন দক্ষতার (EE) উপর ইনসুলিনের ভর অনুপাতের প্রভাব (পিএইচ 6 এ প্রস্তুত); (গ) অপ্টিমাইজড ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের কণা আকার বন্টন; (ঘ) অপ্টিমাইজড ইনসুলিন NPs এর TEM মাইক্রোগ্রাফ।
এটা সুপরিচিত যে কাইটোসান হল একটি দুর্বল পলিইলেক্ট্রোলাইট যার pKa 6.5। এটি অ্যাসিডিক মিডিয়াতে ধনাত্মকভাবে চার্জিত হয় কারণ এর প্রধান অ্যামিনো গ্রুপ হাইড্রোজেন আয়ন দ্বারা প্রোটোনেটেড হয়15। অতএব, এটি প্রায়শই নেতিবাচকভাবে চার্জিত ম্যাক্রোমোলিকিউলগুলিকে ধারণ করার জন্য বাহক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই গবেষণায়, 5.3 এর আইসোইলেকট্রিক বিন্দু সহ ইনসুলিনকে ধারণ করার জন্য কাইটোসান ব্যবহার করা হয়েছিল। যেহেতু কাইটোসান একটি আবরণ উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়, এর অনুপাত বৃদ্ধির সাথে সাথে, ন্যানো পার্টিকেলগুলির বাইরের স্তরের পুরুত্ব অনুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায়, যার ফলে গড় কণার আকার বড় হয়। উপরন্তু, কাইটোসানের উচ্চ স্তর আরও ইনসুলিনকে ধারণ করতে পারে। আমাদের ক্ষেত্রে, যখন কাইটোসান এবং ইনসুলিনের অনুপাত 2.5:1 এ পৌঁছায় তখন EE সর্বোচ্চ ছিল এবং অনুপাত বৃদ্ধি পেলে EE তে কোনও উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয়নি।
কাইটোসান এবং ইনসুলিনের অনুপাত ছাড়াও, পিএইচ এনপি তৈরিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। গ্যান এট আল। ১৭ কাইটোসান ন্যানো পার্টিকেলের কণার আকারের উপর পিএইচের প্রভাব অধ্যয়ন করেছেন। তারা পিএইচ 6.0 এ পৌঁছানো পর্যন্ত কণার আকারে ক্রমাগত হ্রাস দেখতে পেয়েছেন এবং পিএইচ > 6.0 এ কণার আকারে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি লক্ষ্য করা গেছে, যা আমাদের পর্যবেক্ষণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই ঘটনাটি এই কারণে যে পিএইচ বৃদ্ধির সাথে সাথে, ইনসুলিন অণু একটি নেতিবাচক পৃষ্ঠ চার্জ অর্জন করে, ফলে, কাইটোসান/সোডিয়াম ট্রাইপলিফসফেট (TPP) কমপ্লেক্সের সাথে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়াকে সমর্থন করে, যার ফলে ছোট কণার আকার এবং উচ্চ EE হয়। যাইহোক, যখন pH 6.5 এ সামঞ্জস্য করা হয়েছিল, তখন কাইটোসানের অ্যামিনো গ্রুপগুলি ডিপ্রোটোনেট হয়ে গিয়েছিল, যার ফলে কাইটোসান ভাঁজ হয়েছিল। সুতরাং, উচ্চ pH এর ফলে TPP এবং ইনসুলিনের সাথে অ্যামিনো আয়নের কম এক্সপোজার হয়, যার ফলে ক্রস-লিংকিং কম হয়, চূড়ান্ত গড় কণার আকার বড় হয় এবং EE কম হয়।
ফ্রিজ-ড্রাইড এবং স্প্রে-ড্রাইড এনপিগুলির রূপগত বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করলে আরও ভালো ডিহাইড্রেশন এবং পাউডার গঠনের কৌশল নির্বাচন করা সম্ভব। পছন্দের পদ্ধতিটি ওষুধের স্থিতিশীলতা, অভিন্ন কণার আকৃতি, উচ্চ ওষুধ লোডিং এবং মূল দ্রবণে ভালো দ্রাব্যতা প্রদান করা উচিত। এই গবেষণায়, দুটি কৌশলের আরও ভালো তুলনা করার জন্য, ডিহাইড্রেশনের সময় 1% ম্যানিটল সহ বা ছাড়া ইনসুলিন এনপি ব্যবহার করা হয়েছিল। ফ্রিজ শুকানোর এবং স্প্রে শুকানোর জন্য বিভিন্ন শুকনো পাউডার ফর্মুলেশনে ম্যানিটল একটি বাল্কিং এজেন্ট বা ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। চিত্র 2a-তে দেখানো হয়েছে যে ম্যানিটল ছাড়া লাইওফিলাইজড ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের জন্য, স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) এর অধীনে বৃহৎ, অনিয়মিত এবং রুক্ষ পৃষ্ঠ সহ একটি অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত পাউডার কাঠামো পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। ডিহাইড্রেশনের পরে পাউডারে কয়েকটি বিচ্ছিন্ন কণা সনাক্ত করা হয়েছিল (চিত্র 2e)। এই ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে বেশিরভাগ এনপি কোনও ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট ছাড়াই ফ্রিজ-ড্রাইড করার সময় পচে গিয়েছিল। ফ্রিজ-ড্রাইড এবং স্প্রে-ড্রাইড ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের জন্য 1% ম্যানিটল ধারণকারী, মসৃণ পৃষ্ঠ সহ গোলাকার ন্যানো পার্টিকেল পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল (চিত্র)। 2b,d,f,h)। ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-শুকনো ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলি গোলাকার থাকে কিন্তু পৃষ্ঠে কুঁচকে থাকে (চিত্র 2c)। গোলাকার এবং কুঁচকে যাওয়া পৃষ্ঠগুলি নীচে মুক্তি আচরণ এবং কোষীয় শোষণ পরীক্ষায় আরও আলোচনা করা হয়েছে। শুকনো NP-গুলির দৃশ্যমান চেহারার উপর ভিত্তি করে, ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-শুকনো NP এবং ম্যানিটল দিয়ে NP-গুলি ফ্রিজ-শুকনো এবং স্প্রে-শুকনো উভয়ই সূক্ষ্ম NP-গুলি পাউডার তৈরি করে (চিত্র 2f,g,h)। কণা পৃষ্ঠের মধ্যে পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল যত বড় হবে, দ্রাব্যতা তত বেশি হবে এবং তাই মুক্তির হার তত বেশি হবে।
বিভিন্ন ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন NP-এর রূপবিদ্যা: (ক) ম্যানিটল ছাড়া লাইওফিলাইজড ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র; (খ) ম্যানিটল সহ লাইওফিলাইজড ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র; (গ) ম্যানিটল ছাড়াই স্প্রে-ড্রাই করা ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র; (ঘ) ম্যানিটল দিয়ে স্প্রে-ড্রাই করা ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র; (ঙ) ম্যানিটল ছাড়াই লাইওফিলাইজড ইনসুলিন NP-এর পাউডারের চিত্র; (চ) ম্যানিটল সহ লাইওফিলাইজড ইনসুলিন NP-এর চিত্র; (ছ) ম্যানিটল ছাড়াই স্প্রে-ড্রাই করা ইনসুলিন NP-এর পাউডারের চিত্র; (জ) ম্যানিটল সহ স্প্রে-ড্রাই করা ইনসুলিন NP-এর পাউডারের চিত্র।
ফ্রিজ-শুকানোর সময়, ম্যানিটল একটি ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট হিসেবে কাজ করে, NP গুলিকে একটি নিরাকার আকারে রাখে এবং বরফের স্ফটিক দ্বারা ক্ষতি প্রতিরোধ করে19। বিপরীতে, স্প্রে শুকানোর সময় কোনও জমাট বাঁধার ধাপ নেই। অতএব এই পদ্ধতিতে ম্যানিটলের প্রয়োজন হয় না। প্রকৃতপক্ষে, ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-শুকানো NP গুলি পূর্বে বর্ণিত হিসাবে সূক্ষ্ম NP গুলি তৈরি করে। যাইহোক, ম্যানিটল এখনও স্প্রে-শুকানোর প্রক্রিয়ায় একটি ফিলার হিসেবে কাজ করতে পারে যাতে NP গুলিকে আরও গোলাকার গঠন দেওয়া যায়20 (চিত্র 2d), যা এই ধরনের এনক্যাপসুলেটেড NP গুলির অভিন্ন মুক্তি আচরণ পেতে সহায়তা করে। উপরন্তু, এটি স্পষ্ট যে কিছু বড় কণা ফ্রিজ-শুকানো এবং স্প্রে-শুকানো ইনসুলিন NP গুলিতে সনাক্ত করা যেতে পারে যার মধ্যে ম্যানিটল রয়েছে (চিত্র 2b,d), যা এনক্যাপসুলেটেড ইনসুলিনের সাথে কণার কোরে ম্যানিটল জমা হওয়ার কারণে হতে পারে। প্রতি.চিটোসান স্তর। এটি লক্ষণীয় যে এই গবেষণায়, ডিহাইড্রেশনের পরে গোলাকার কাঠামো অক্ষত থাকে তা নিশ্চিত করার জন্য, ম্যানিটল এবং চিটোসানের অনুপাত 5:1 রাখা হয়েছে, যাতে প্রচুর পরিমাণে ফিলার শুকনো এনপিগুলির কণার আকারও বড় করতে পারে।
ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড অ্যাটেনুয়েটেড টোটাল রিফ্লেকশন (FTIR-ATR) স্পেকট্রোস্কোপি ফ্রি ইনসুলিন, চিটোসান, চিটোসান, TPP এবং ইনসুলিনের ভৌত মিশ্রণকে চিহ্নিত করে। FTIR-ATR স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে সমস্ত ডিহাইড্রেটেড NP-কে চিহ্নিত করা হয়েছিল। উল্লেখযোগ্যভাবে, 1641, 1543 এবং 1412 cm-1 ব্যান্ডের তীব্রতা ম্যানিটল দিয়ে ফ্রিজে-ড্রাই করা এনক্যাপসুলেটেড NP-তে এবং ম্যানিটল দিয়ে এবং ছাড়াই স্প্রে-ড্রাই করা NP-তে পরিলক্ষিত হয়েছিল (চিত্র 3)। পূর্বে রিপোর্ট করা হয়েছে, শক্তির এই বৃদ্ধি চিটোসান, TPP এবং ইনসুলিনের মধ্যে ক্রস-লিঙ্কিংয়ের সাথে যুক্ত ছিল। চিটোসান এবং ইনসুলিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া তদন্তে দেখা গেছে যে ইনসুলিন-লোডেড চিটোসান ন্যানো পার্টিকেলের FTIR স্পেকট্রাতে, চিটোসান ব্যান্ড ইনসুলিনের সাথে ওভারল্যাপ করে, কার্বনিল তীব্রতা (1641 cm-1) এবং অ্যামিন (1543 cm-1) বেল্ট বৃদ্ধি করে। TPP-এর ট্রাইপলিফসফেট গ্রুপগুলি অ্যামোনিয়ামের সাথে সংযুক্ত। চিটোসানে গ্রুপ, ১৪১২ সেমি-১ ব্যান্ড তৈরি করে।
বিভিন্ন পদ্ধতিতে ডিহাইড্রেটেড ফ্রি ইনসুলিন, চিটোসান, চিটোসান/টিপিপি/ইনসুলিনের ভৌত মিশ্রণ এবং এনপি-এর FTIR-ATR স্পেকট্রা।
তদুপরি, এই ফলাফলগুলি SEM-তে দেখানো ফলাফলগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা দেখিয়েছে যে ম্যানিটল দিয়ে স্প্রে করা এবং ফ্রিজে শুকানোর সময় এনক্যাপসুলেটেড NPগুলি অক্ষত থাকে, কিন্তু ম্যানিটলের অনুপস্থিতিতে, কেবল স্প্রে-শুকানোর ফলে এনক্যাপসুলেটেড কণা তৈরি হয়। বিপরীতে, ম্যানিটল ছাড়া ফ্রিজে শুকানো NPগুলির FTIR-ATR বর্ণালী ফলাফল চিটোসান, TPP এবং ইনসুলিনের ভৌত মিশ্রণের সাথে খুব মিল ছিল। এই ফলাফলটি ইঙ্গিত দেয় যে ম্যানিটল ছাড়া ফ্রিজে শুকানো NPগুলিতে চিটোসান, TPP এবং ইনসুলিনের মধ্যে ক্রস-লিঙ্কগুলি আর উপস্থিত থাকে না। ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট ছাড়াই ফ্রিজে শুকানোর সময় NPs কাঠামো ধ্বংস হয়ে যায়, যা SEM ফলাফলে দেখা যায় (চিত্র 2a)। ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন NPs-এর রূপবিদ্যা এবং FTIR ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, শুধুমাত্র লাইওফিলাইজড, স্প্রে-শুকানো এবং ম্যানিটল-মুক্ত NPs পুনর্গঠন পরীক্ষা এবং ম্যানিটল-মুক্ত NPs-এর জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল কারণ ম্যানিটল-মুক্ত NPs-এর পচন ঘটে। পানিশূন্যতা। আলোচনা করুন।
দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণ এবং অন্যান্য ফর্মুলেশনে পুনঃপ্রক্রিয়াকরণের জন্য ডিহাইড্রেশন ব্যবহার করা হয়। ট্যাবলেট এবং ফিল্মের মতো বিভিন্ন ফর্মুলেশনে ব্যবহারের জন্য শুকনো NP-এর সংরক্ষণের পরে পুনর্গঠনের ক্ষমতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। আমরা লক্ষ্য করেছি যে ম্যানিটলের অনুপস্থিতিতে স্প্রে-শুকনো ইনসুলিন NP-এর গড় কণার আকার পুনর্গঠনের পরে সামান্য বৃদ্ধি পেয়েছে। অন্যদিকে, ম্যানিটলের সাথে স্প্রে-শুকনো এবং ফ্রিজ-শুকনো ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের কণার আকার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে (সারণী 1)। এই গবেষণায় (সারণী 1) সমস্ত NP-এর পুনর্মিলনের পরে PDI এবং EE উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়নি (p > 0.05)। এই ফলাফলটি নির্দেশ করে যে পুনঃদ্রবণের পরেও বেশিরভাগ কণা অক্ষত ছিল। যাইহোক, ম্যানিটল যোগ করার ফলে লাইওফিলাইজড এবং স্প্রে-শুকনো ম্যানিটল ন্যানো পার্টিকেলের ইনসুলিন লোডিং অনেক কমে গেছে (সারণী 1)। বিপরীতে, ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-শুকনো NP-এর ইনসুলিন লোড সামগ্রী আগের মতোই রয়ে গেছে (সারণী 1)।
এটা সুপরিচিত যে ওষুধ সরবরাহের উদ্দেশ্যে ব্যবহার করার সময় ন্যানো পার্টিকেল লোড করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। কম লোডিং সহ NP-এর জন্য, থেরাপিউটিক থ্রেশহোল্ডে পৌঁছানোর জন্য খুব বেশি পরিমাণে উপাদানের প্রয়োজন হয়। যাইহোক, এই ধরনের উচ্চ NP ঘনত্বের উচ্চ সান্দ্রতা মৌখিক প্রশাসন এবং ইনজেকশনযোগ্য ফর্মুলেশনে অসুবিধা এবং অসুবিধার দিকে পরিচালিত করে, যথাক্রমে 22। এছাড়াও, ইনসুলিন NP-গুলি ট্যাবলেট এবং সান্দ্র জৈবফিল্ম তৈরিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে 23, 24, যার জন্য কম লোডিং স্তরে প্রচুর পরিমাণে NP-এর ব্যবহার প্রয়োজন, যার ফলে বড় ট্যাবলেট এবং পুরু জৈবফিল্ম তৈরি হয় যা মৌখিক প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত নয়। অতএব, উচ্চ ইনসুলিন লোড সহ ডিহাইড্রেটেড NP-গুলি অত্যন্ত আকাঙ্ক্ষিত। আমাদের ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে ম্যানিটল-মুক্ত স্প্রে-শুকনো NP-গুলির উচ্চ ইনসুলিন লোড এই বিকল্প বিতরণ পদ্ধতিগুলির জন্য অনেক আকর্ষণীয় সুবিধা প্রদান করতে পারে।
সমস্ত ডিহাইড্রেটেড NP গুলিকে তিন মাসের জন্য রেফ্রিজারেটরে রাখা হয়েছিল। SEM ফলাফলে দেখা গেছে যে তিন মাসের সংরক্ষণের সময় সমস্ত ডিহাইড্রেটেড NP গুলির আকারবিদ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়নি (চিত্র 4)। জলে পুনর্গঠনের পরে, সমস্ত NP গুলিতে EE-তে সামান্য হ্রাস দেখা গেছে এবং তিন মাসের সংরক্ষণের সময়কালে প্রায় অল্প পরিমাণে (~5%) ইনসুলিন নির্গত হয়েছে (সারণী 2)। তবে, সমস্ত ন্যানো পার্টিকেলের গড় কণার আকার বৃদ্ধি পেয়েছে। ম্যানিটল ছাড়াই স্প্রে-ড্রাই করা NP গুলির কণার আকার 525 nm বৃদ্ধি পেয়েছে, যেখানে ম্যানিটল সহ স্প্রে-ড্রাই এবং ফ্রিজ-ড্রাই করা NP গুলির কণার আকার যথাক্রমে 872 এবং 921 nm বৃদ্ধি পেয়েছে (সারণী 2)।
তিন মাস ধরে সংরক্ষিত বিভিন্ন ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন NP-এর রূপতত্ত্ব: (ক) ম্যানিটল সহ লাইওফিলাইজড ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র; (খ) ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-ড্রাই ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের SEM চিত্র; (গ) ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-ড্রাই ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র।
অধিকন্তু, ম্যানিটল এবং ফ্রিজ-ড্রাই দিয়ে স্প্রে-ড্রাই করা পুনর্গঠিত ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলিতে অবক্ষেপ দেখা গেছে (চিত্র S2)। এটি বড় কণাগুলি পানিতে সঠিকভাবে ঝুলে না থাকার কারণে হতে পারে। উপরের সমস্ত ফলাফল প্রমাণ করে যে স্প্রে শুকানোর কৌশল ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে ডিহাইড্রেশন থেকে রক্ষা করতে পারে এবং কোনও ফিলার বা ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট ছাড়াই ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের উচ্চ লোডিং পাওয়া যেতে পারে।
ডিহাইড্রেশনের পরে এনজাইমেটিক হজমের বিরুদ্ধে NP-এর প্রতিরক্ষামূলক ক্ষমতা প্রদর্শনের জন্য pH = 2.5 মাধ্যমে পেপসিন, ট্রিপসিন এবং α-কাইমোট্রিপসিন দিয়ে ইনসুলিন ধারণ পরীক্ষা করা হয়েছিল। ডিহাইড্রেটেড NP-এর ইনসুলিন ধারণকে সদ্য প্রস্তুত NP-এর সাথে তুলনা করা হয়েছিল এবং বিনামূল্যে ইনসুলিনকে নেতিবাচক নিয়ন্ত্রণ হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। এই গবেষণায়, তিনটি এনজাইমেটিক চিকিৎসায় 4 ঘন্টার মধ্যে বিনামূল্যে ইনসুলিন দ্রুত ইনসুলিন নির্মূল দেখিয়েছে (চিত্র 5a–c)। বিপরীতে, ম্যানিটল দিয়ে ফ্রিজে শুকানো NP-এর ইনসুলিন নির্মূল পরীক্ষা এবং ম্যানিটল সহ বা ছাড়াই স্প্রে-শুকানো NP-এর ইনসুলিন নির্মূল পরীক্ষায় এনজাইমেটিক হজমের বিরুদ্ধে এই NP-গুলির উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ সুরক্ষা দেখানো হয়েছে, যা সদ্য প্রস্তুত ইনসুলিন NP-এর মতো ছিল (চিত্র 1)। 5a–c)। পেপসিন, ট্রিপসিন এবং α-কাইমোট্রিপসিনে ন্যানো পার্টিকেলের সাহায্যে, যথাক্রমে 50%, 60% এবং 75% এর বেশি ইনসুলিন 4 ঘন্টার মধ্যে সুরক্ষিত করা যেতে পারে (চিত্র 5a–c)। ইনসুলিন-প্রতিরক্ষামূলক ক্ষমতা রক্তপ্রবাহে উচ্চতর ইনসুলিন শোষণের সম্ভাবনা বাড়িয়ে দিতে পারে। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ম্যানিটল দিয়ে বা ছাড়াই স্প্রে শুকানো এবং ম্যানিটল দিয়ে ফ্রিজে শুকানো ডিহাইড্রেশনের পরে NP-এর ইনসুলিন-প্রতিরক্ষামূলক ক্ষমতা সংরক্ষণ করতে পারে।
ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন এনপিগুলির সুরক্ষা এবং মুক্তির আচরণ: (ক) পেপসিন দ্রবণে ইনসুলিনের সুরক্ষা; (খ) ট্রিপসিন দ্রবণে ইনসুলিনের সুরক্ষা; (গ) α-কাইমোট্রিপসিন দ্রবণ দ্বারা ইনসুলিনের সুরক্ষা; (ঘ) পিএইচ = 2.5 দ্রবণে ডিহাইড্রেটেড এনপিগুলির মুক্তির আচরণ; (ঙ) পিএইচ = 6.6 দ্রবণে ডিহাইড্রেটেড এনপিগুলির মুক্তির আচরণ; (চ) পিএইচ = 7.0 দ্রবণে ডিহাইড্রেটেড এনপিগুলির মুক্তির আচরণ।
ইনসুলিন প্রতিরোধের উপর ইনসুলিনের প্রভাব পরীক্ষা করার জন্য, পাকস্থলী, ডুওডেনাম এবং উপরের ক্ষুদ্রান্ত্রের pH পরিবেশের অনুকরণ করে, নতুনভাবে প্রস্তুত এবং পুনর্গঠিত শুকনো ইনসুলিন NP গুলিকে 37 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বিভিন্ন বাফারে (pH = 2.5, 6.6, 7.0) ইনকিউবেটেড করা হয়েছিল। বিভিন্ন পরিবেশে মুক্তির আচরণ। গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল ট্র্যাক্টের টুকরো। pH = 2.5 এ, ইনসুলিন-লোডেড NPs এবং দ্রবীভূত শুষ্ক ইনসুলিন NPs প্রথম এক ঘন্টার মধ্যে একটি প্রাথমিক বিস্ফোরণ মুক্তি দেখিয়েছে, তারপরে পরবর্তী 5 ঘন্টার মধ্যে একটি ধীর মুক্তি (চিত্র 5d)। শুরুতে এই দ্রুত মুক্তি সম্ভবত প্রোটিন অণুগুলির দ্রুত পৃষ্ঠের শোষণের ফলাফল যা কণার অভ্যন্তরীণ কাঠামোতে সম্পূর্ণরূপে স্থির নয়। pH = 6.5 এ, ইনসুলিন-লোডেড NPs এবং পুনর্গঠিত শুষ্ক ইনসুলিন NPs 6 ঘন্টার মধ্যে একটি মসৃণ এবং ধীর মুক্তি দেখিয়েছে, কারণ পরীক্ষার দ্রবণের pH NPs-প্রস্তুত দ্রবণের অনুরূপ ছিল (চিত্র 5e)। pH = 7 এ, NPs অস্থির ছিল এবং প্রথম দুই ঘন্টার মধ্যে প্রায় সম্পূর্ণরূপে পচে গিয়েছিল (চিত্র 5f)। এর কারণ হল উচ্চ pH এ চিটোসানের ডিপ্রোটোনেশন ঘটে, যার ফলে কম কম্প্যাক্ট পলিমার নেটওয়ার্ক এবং লোডেড ইনসুলিন মুক্তি হয়।
অধিকন্তু, ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-শুকনো ইনসুলিন NP গুলি অন্যান্য ডিহাইড্রেটেড NP গুলির তুলনায় দ্রুত মুক্তির প্রোফাইল দেখিয়েছে (চিত্র 5d–f)। পূর্বে বর্ণিত হিসাবে, ম্যানিটল ছাড়া শুকানো পুনর্গঠিত ইনসুলিন NP গুলি সবচেয়ে ছোট কণার আকার দেখিয়েছে। ছোট কণাগুলি একটি বৃহত্তর পৃষ্ঠভূমি প্রদান করে, তাই বেশিরভাগ প্রাসঙ্গিক ওষুধ কণার পৃষ্ঠের কাছে বা কাছাকাছি থাকবে, যার ফলে দ্রুত ওষুধ মুক্তি হবে26।
MTT অ্যাস দ্বারা NP-এর সাইটোটক্সিসিটি পরীক্ষা করা হয়েছিল। চিত্র S4-তে দেখানো হয়েছে, 50-500 μg/ml ঘনত্বে সমস্ত ডিহাইড্রেটেড NP-এর কোষের কার্যকারিতার উপর কোনও উল্লেখযোগ্য প্রভাব নেই, যা পরামর্শ দেয় যে সমস্ত ডিহাইড্রেটেড NP-কে থেরাপিউটিক উইন্ডোতে পৌঁছানোর জন্য নিরাপদে ব্যবহার করা যেতে পারে।
লিভার হল প্রধান অঙ্গ যার মাধ্যমে ইনসুলিন তার শারীরবৃত্তীয় কার্য সম্পাদন করে। HepG2 কোষ হল একটি মানব হেপাটোমা কোষ লাইন যা সাধারণত ইন ভিট্রো হেপাটোসাইট আপটেক মডেল হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এখানে, HepG2 কোষগুলি ফ্রিজ-ড্রাইং এবং স্প্রে-ড্রাইং পদ্ধতি ব্যবহার করে ডিহাইড্রেটেড NPs এর কোষীয় গ্রহণ মূল্যায়ন করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। 25 μg/mL ঘনত্বে বিনামূল্যে FITC ইনসুলিন দিয়ে কয়েক ঘন্টা ইনকিউবেশনের পর ফ্লো সাইটোমেট্রি এবং দৃষ্টি ব্যবহার করে কনফোকাল লেজার স্ক্যানিং দ্বারা কোষীয় গ্রহণ, সদ্য প্রস্তুত FITC ইনসুলিন-লোডেড NPs এবং সমান ইনসুলিন ঘনত্বে ডিহাইড্রেটেড FITC ইনসুলিন-লোডেড NPs কোয়ান্টেটিভেটিভ মাইক্রোস্কোপি (CLSM) পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। ম্যানিটল ছাড়া লাইওফিলাইজড NPs ডিহাইড্রেশনের সময় ধ্বংস হয়ে গিয়েছিল এবং এই পরীক্ষায় মূল্যায়ন করা হয়নি। ম্যানিটল সহ এবং ম্যানিটল ছাড়া সদ্য প্রস্তুত ইনসুলিন-লোডেড NPs, ম্যানিটল সহ লাইওফিলাইজড NPs এবং স্প্রে-ড্রাইড NPs (চিত্র 6a) এর অন্তঃকোষীয় প্রতিপ্রভ তীব্রতা ছিল 4.3, 2.6, FITC-ইনসুলিন গ্রুপ, যথাক্রমে মুক্ত ইনসুলিনের তুলনায় 2.4 এবং 4.1 গুণ বেশি (চিত্র 6b)। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে এনক্যাপসুলেটেড ইনসুলিন মুক্ত ইনসুলিনের তুলনায় কোষীয় শোষণে বেশি শক্তিশালী, মূলত গবেষণায় উৎপাদিত ইনসুলিন-লোডেড ন্যানো পার্টিকেলের আকার ছোট হওয়ার কারণে।
সদ্য প্রস্তুত NP এবং ডিহাইড্রেটেড NP দিয়ে 4 ঘন্টা ইনকিউবেশনের পরে HepG2 কোষের গ্রহণ: (a) HepG2 কোষ দ্বারা FITC-ইনসুলিন গ্রহণের বিতরণ। (b) ফ্লো সাইটোমেট্রি দ্বারা বিশ্লেষণ করা ফ্লুরোসেন্স তীব্রতার জ্যামিতিক গড় (n = 3), *P < 0.05 বিনামূল্যে ইনসুলিনের তুলনায়।
একইভাবে, CLSM চিত্রগুলি দেখিয়েছে যে সদ্য প্রস্তুত FITC-ইনসুলিন-লোডেড NPs এবং FITC-ইনসুলিন-লোডেড স্প্রে-ড্রাইড NPs (ম্যানিটল ছাড়া) এর FITC ফ্লুরোসেন্স তীব্রতা অন্যান্য নমুনার তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী ছিল (চিত্র 6a)। অধিকন্তু, ম্যানিটল যোগ করার সাথে সাথে, দ্রবণের উচ্চ সান্দ্রতা কোষীয় গ্রহণের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে, যার ফলে ইনসুলিনের বিস্তার হ্রাস পায়। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ম্যানিটল-মুক্ত স্প্রে-ড্রাইড NPs সর্বোচ্চ কোষীয় গ্রহণ দক্ষতা প্রদর্শন করে কারণ পুনঃদ্রবণের পরে তাদের কণার আকার ফ্রিজ-ড্রাইড NPs এর তুলনায় ছোট ছিল।
চিটোসান (গড় আণবিক ওজন ১০০ কেডিএ, ৭৫-৮৫% ডিএসিটাইলেটেড) সিগমা-অ্যালড্রিচ (ওকভিল, অন্টারিও, কানাডা) থেকে কেনা হয়েছিল। সোডিয়াম ট্রাইপলিফসফেট (টিপিপি) ভিডব্লিউআর (র্যাডনর, পেনসিলভানিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) থেকে কেনা হয়েছিল। এই গবেষণায় ব্যবহৃত রিকম্বিন্যান্ট হিউম্যান ইনসুলিন ফিশার সায়েন্টিফিক (ওয়ালথাম, এমএ, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) থেকে কেনা হয়েছিল। ফ্লুরোসেসিন আইসোথিওসায়ানেট (এফআইটিসি)-লেবেলযুক্ত হিউম্যান ইনসুলিন এবং ৪′,৬-ডায়ামিডিনো-২-ফেনিলিন্ডোল ডাইহাইড্রোক্লোরাইড (ডিএপিআই) সিগমা-অ্যালড্রিচ (ওকভিল, অন্টারিও, কানাডা) থেকে কেনা হয়েছিল। হেপজি২ কোষ লাইনটি ATCC (মানাসাস, ভার্জিনিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) থেকে প্রাপ্ত হয়েছিল। অন্যান্য সমস্ত রিএজেন্ট বিশ্লেষণাত্মক বা ক্রোমাটোগ্রাফিক গ্রেড ছিল।
০.১% অ্যাসিটিক অ্যাসিডযুক্ত ডাবল ডিস্টিলেটেড ওয়াটার (DD ওয়াটার) এ দ্রবীভূত করে ১ মিলিগ্রাম/মিলি সিএস দ্রবণ তৈরি করুন। TPP এবং ইনসুলিনের ১ মিলিগ্রাম/মিলি দ্রবণ যথাক্রমে DD ওয়াটার এবং ০.১% অ্যাসিটিক অ্যাসিডে দ্রবীভূত করে প্রস্তুত করুন। প্রি-ইমালসনটি একটি পলিট্রন PCU-2-110 হাই স্পিড হোমোজেনাইজার (ব্রিঙ্কম্যান ইন্ডাস্ট্রিজ ওয়েস্টবেরি, NY, USA) দিয়ে প্রস্তুত করা হয়েছিল। প্রস্তুতির প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: প্রথমে, ৪ মিলি ইনসুলিন দ্রবণে ২ মিলি টিপিপি দ্রবণ যোগ করা হয়, এবং মিশ্রণটি ৩০ মিনিটের জন্য নাড়াচাড়া করা হয় এবং সম্পূর্ণরূপে মিশ্রিত করা হয়। তারপর, মিশ্র দ্রবণটি উচ্চ-গতির নাড়াচাড়া (১০,০০০ rpm) এর অধীনে একটি সিরিঞ্জের মাধ্যমে CS দ্রবণে ড্রপওয়াইজ যোগ করা হয়। মিশ্রণগুলিকে ৩০ মিনিটের জন্য একটি বরফ স্নানে উচ্চ-গতির নাড়াচাড়া (১৫,০০০ rpm) এর অধীনে রাখা হয়েছিল, এবং ক্রস-লিঙ্কড ইনসুলিন NP পেতে একটি নির্দিষ্ট pH-তে সামঞ্জস্য করা হয়েছিল। ইনসুলিনের কণার আকার আরও একজাত করতে এবং কমাতে। NPs, তাদের একটি প্রোব-টাইপ সোনিকেটর (UP 200ST, Hielscher Ultrasonics, Teltow, জার্মানি) ব্যবহার করে বরফ স্নানে অতিরিক্ত 30 মিনিটের জন্য সোনিকেটেড করা হয়েছিল।
ইনসুলিন NPS-কে Z-গড় ব্যাস, পলিডিসপারসিটি সূচক (PDI) এবং জিটা পটেনশিয়ালের জন্য Litesizer 500 (Anton Par, Graz, Austria) ব্যবহার করে গতিশীল আলো বিচ্ছুরণ (DLS) পরিমাপ ব্যবহার করে 25°C তাপমাত্রায় DD জলে পাতলা করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। রূপবিদ্যা এবং আকার বন্টন একটি Hitachi H7600 ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ (TEM) (Hitachi, Tokyo, Japan) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল এবং পরবর্তীতে Hitachi ইমেজিং সফ্টওয়্যার (Hitachi, Tokyo, Japan) ব্যবহার করে চিত্রগুলি বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ইনসুলিন NP-এর এনক্যাপসুলেশন দক্ষতা (EE) এবং লোডিং ক্ষমতা (LC) মূল্যায়ন করার জন্য, NP-গুলিকে 100 kDa এর আণবিক ওজন কাট-অফ সহ আল্ট্রাফিল্ট্রেশন টিউবে পাইপেট করা হয়েছিল এবং 30 মিনিটের জন্য 500 xg এ সেন্ট্রিফিউজ করা হয়েছিল। ফিল্টারেটে আনএনক্যাপসুলেটেড ইনসুলিন একটি Agilent 1100 সিরিজ HPLC সিস্টেম (Agilent, Santa Clara, California, USA) ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল যার মধ্যে একটি কোয়াটারনারি পাম্প, অটোস্যাম্পলার, কলাম হিটার এবং ডিএডি ডিটেক্টর। ইনসুলিন একটি C18 কলাম (জোরব্যাক্স, 3.5 μm, 4.6 মিমি × 150 মিমি, অ্যাজিলেন্ট, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং 214 এনএম সনাক্ত করা হয়েছিল। মোবাইল ফেজটি ছিল অ্যাসিটোনিট্রাইল এবং জল, যার মধ্যে 0.1% TFA ছিল, গ্রেডিয়েন্ট অনুপাত 10/90 থেকে 100/0, এবং 10 মিনিটের জন্য চালিত হয়েছিল। মোবাইল ফেজটি 1.0 মিলি/মিনিট প্রবাহ হারে পাম্প করা হয়েছিল। কলামের তাপমাত্রা 20 °C এ সেট করা হয়েছিল। সমীকরণগুলি ব্যবহার করে EE এবং LC এর শতাংশ গণনা করুন।(1) এবং সমীকরণ (2)।
ইনসুলিন NP অপ্টিমাইজ করার জন্য 2.0 থেকে 4.0 পর্যন্ত বিভিন্ন CS/ইনসুলিন অনুপাত পরীক্ষা করা হয়েছিল। প্রস্তুতির সময় বিভিন্ন পরিমাণে CS দ্রবণ যোগ করা হয়েছিল, যখন ইনসুলিন/TPP মিশ্রণটি স্থির রাখা হয়েছিল। সমস্ত দ্রবণ (ইনসুলিন, TPP এবং CS) যোগ করার পরে মিশ্রণের pH সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করে 4.0 থেকে 6.5 এর pH পরিসরে ইনসুলিন NP প্রস্তুত করা হয়েছিল। ইনসুলিন NP গঠনকে অপ্টিমাইজ করার জন্য ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলের EE এবং কণার আকার বিভিন্ন pH মান এবং CS/ইনসুলিন ভর অনুপাতের উপর মূল্যায়ন করা হয়েছিল।
অপ্টিমাইজড ইনসুলিন এনপিগুলিকে অ্যালুমিনিয়াম পাত্রে স্থাপন করা হয়েছিল এবং কিছু টেপ দিয়ে শক্ত করে টিস্যু দিয়ে ঢেকে দেওয়া হয়েছিল। পরবর্তীতে, স্ক্রু করা পাত্রগুলিকে একটি ল্যাবকনকো ফ্রিজোন ফ্রিজ ড্রায়ারে (ল্যাবকনকো, ক্যানসাস সিটি, MO, USA) স্থাপন করা হয়েছিল যেখানে একটি ট্রে ড্রায়ার রয়েছে। শুষ্ক ইনসুলিন এনপি পেতে তাপমাত্রা এবং ভ্যাকুয়াম চাপ -10 °C, প্রথম 2 ঘন্টার জন্য 0.350 টর এবং 24 ঘন্টার বাকি 22 ঘন্টার জন্য 0 °C এবং 0.120 টর সেট করা হয়েছিল।
বুচি মিনি স্প্রে ড্রায়ার B-290 (BÜCHI, Flawil, সুইজারল্যান্ড) এনক্যাপসুলেটেড ইনসুলিন তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। নির্বাচিত শুকানোর পরামিতিগুলি ছিল: তাপমাত্রা 100 °C, ফিড প্রবাহ 3 লি/মিনিট, এবং গ্যাস প্রবাহ 4 লি/মিনিট।
ডিহাইড্রেশনের আগে এবং পরে ইনসুলিন এনপিগুলি FTIR-ATR স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে চিহ্নিত করা হয়েছিল। ডিহাইড্রেটেড ন্যানো পার্টিকেলগুলির পাশাপাশি ফ্রি ইনসুলিন এবং চিটোসান একটি স্পেকট্রাম 100 FTIR স্পেকট্রোফটোমিটার (পারকিনএলমার, ওয়ালথাম, ম্যাসাচুসেটস, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল যা একটি সার্বজনীন ATR নমুনা আনুষঙ্গিক (পারকিনএলমার, ওয়ালথাম, ম্যাসাচুসেটস, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) দিয়ে সজ্জিত ছিল। 4000-600 cm2 ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে 4 cm2 রেজোলিউশনে 16টি স্ক্যান থেকে সংকেত গড় পাওয়া গেছে।
Helios NanoLab 650 Focused Ion Beam-Scanning Electron Microscope (FIB-SEM) (FEI, Hillsboro, Oregon, USA) দ্বারা ধারণ করা ফ্রিজ-ড্রাই এবং স্প্রে-ড্রাই ইনসুলিন NP-এর SEM চিত্র দ্বারা শুষ্ক ইনসুলিন NP-এর রূপবিদ্যা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। ব্যবহৃত প্রধান প্যারামিটার ছিল ভোল্টেজ 5 keV এবং কারেন্ট 30 mA।
সমস্ত ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন NP গুলিকে dd জলে পুনরায় দ্রবীভূত করা হয়েছিল। ডিহাইড্রেশনের পরে তাদের গুণমান মূল্যায়ন করার জন্য পূর্বে উল্লিখিত একই পদ্ধতি ব্যবহার করে কণার আকার, PDI, EE এবং LC আবার পরীক্ষা করা হয়েছিল। দীর্ঘস্থায়ী সংরক্ষণের পরে NP গুলির বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করে অ্যানহাইড্রোইনসুলিন NP গুলির স্থায়িত্বও পরিমাপ করা হয়েছিল। এই গবেষণায়, ডিহাইড্রেশনের পরে সমস্ত NP গুলিকে তিন মাসের জন্য রেফ্রিজারেটরে সংরক্ষণ করা হয়েছিল। তিন মাস সংরক্ষণের পরে, NP গুলিকে রূপগত কণার আকার, PDI, EE এবং LC পরীক্ষা করা হয়েছিল।
ডিহাইড্রেশনের পরে এনপিগুলিকে রক্ষা করার জন্য ইনসুলিনের কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য সিমুলেটেড গ্যাস্ট্রিক ফ্লুইড (পিএইচ ১.২, ১% পেপসিন ধারণকারী), অন্ত্রের তরল (পিএইচ ৬.৮, ১% ট্রিপসিন ধারণকারী) অথবা কাইমোট্রিপসিন দ্রবণ (১০০ গ্রাম/মিলি, ফসফেট বাফারে, পিএইচ ৭.৮) ধারণকারী ৪৫ মিলিতে ৫ মিলি পুনর্গঠিত এনপি দ্রবীভূত করুন। ১০০ আরপিএম গতিতে ৩৭ ডিগ্রি সেলসিয়াসে এগুলি ইনকিউবেট করা হয়েছিল। বিভিন্ন সময়ে ৫০০ μL দ্রবণ সংগ্রহ করা হয়েছিল এবং এইচপিএলসি দ্বারা ইনসুলিনের ঘনত্ব নির্ধারণ করা হয়েছিল। ইনসুলিনের ঘনত্ব এইচপিএলসি দ্বারা নির্ধারণ করা হয়েছিল।
ডায়ালাইসিস ব্যাগ পদ্ধতি (আণবিক ওজন কাটা 100 kDa, Spectra Por Inc.) দ্বারা সদ্য প্রস্তুত এবং ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন NP-এর ইন ভিট্রো রিলিজ আচরণ পরীক্ষা করা হয়েছিল। পাকস্থলী, ডুওডেনাম এবং উপরের ক্ষুদ্রান্ত্রের pH পরিবেশ অনুকরণ করার জন্য সদ্য প্রস্তুত এবং পুনর্গঠিত শুকনো NP-গুলিকে যথাক্রমে pH 2.5, pH 6.6 এবং pH 7.0 (0.1 M ফসফেট-বাফারযুক্ত স্যালাইন, PBS) তরলে ডায়ালাইজ করা হয়েছিল। সমস্ত নমুনা 200 rpm-এ ক্রমাগত ঝাঁকান সহ 37 °C তাপমাত্রায় ইনকিউবেট করা হয়েছিল। নিম্নলিখিত সময়ে 5 mL ডায়ালাইসিস ব্যাগের বাইরে তরলটি অ্যাসপিরেট করুন: 0.5, 1, 2, 3, 4, এবং 6 ঘন্টা, এবং অবিলম্বে তাজা ডায়ালাইসেট দিয়ে ভলিউমটি পূরণ করুন। HPLC দ্বারা তরলে ইনসুলিন দূষণ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, এবং ন্যানো পার্টিকেল থেকে ইনসুলিন নিঃসরণের হার ন্যানো পার্টিকেলগুলিতে এনক্যাপসুলেটেড মোট ইনসুলিনের সাথে মুক্তিপ্রাপ্ত মুক্ত ইনসুলিনের অনুপাত থেকে গণনা করা হয়েছিল (সমীকরণ 3)।
মানব হেপাটোসেলুলার কার্সিনোমা কোষ লাইন HepG2 কোষগুলি 60 মিমি ব্যাসের থালাগুলিতে Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) ব্যবহার করে জন্মানো হয়েছিল যার মধ্যে 10% fetal bovine serum, 100 IU/mL পেনিসিলিন এবং 100 μg/mL streptomycin ছিল। সংস্কৃতিগুলি 37°C, 95% আপেক্ষিক আর্দ্রতা এবং 5% CO2 এ বজায় রাখা হয়েছিল। আপটেক অ্যাসের জন্য, HepG2 কোষগুলিকে 1 × 105 কোষ/ml এ 8-ওয়েল Nunc Lab-Tek চেম্বার স্লাইড সিস্টেমে (থার্মো ফিশার, NY, USA) বীজতলা করা হয়েছিল। সাইটোটক্সিসিটি অ্যাসের জন্য, তাদের 5 × 104 কোষ/ml ঘনত্বে 96-ওয়েল প্লেটে (কর্নিং, NY, USA) বীজতলা করা হয়েছিল।
MTT অ্যাসে সদ্য প্রস্তুত এবং ডিহাইড্রেটেড ইনসুলিন NPs30 এর সাইটোটক্সিসিটি মূল্যায়নের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। HepG2 কোষগুলিকে 5 × 104 কোষ/mL ঘনত্বে 96-ওয়েল প্লেটে বীজতলা করা হয়েছিল এবং পরীক্ষার আগে 7 দিন ধরে কালচার করা হয়েছিল। ইনসুলিন NPsগুলিকে কালচার মিডিয়ামে বিভিন্ন ঘনত্বে (50 থেকে 500 μg/mL) পাতলা করা হয়েছিল এবং তারপর কোষগুলিতে দেওয়া হয়েছিল। 24 ঘন্টা ইনকিউবেশনের পরে, কোষগুলিকে PBS দিয়ে 3 বার ধোয়া হয়েছিল এবং অতিরিক্ত 4 ঘন্টার জন্য 0.5 mg/ml MTT ধারণকারী মিডিয়াম দিয়ে ইনকিউব করা হয়েছিল। Tecan infinite M200 pro spectrophotometer প্লেট রিডার (Tecan, Männedorf, সুইজারল্যান্ড) ব্যবহার করে 570 nm এ হলুদ টেট্রাজোলিয়াম MTT থেকে বেগুনি ফর্মাজানে এনজাইমেটিক হ্রাস পরিমাপ করে সাইটোটক্সিসিটি মূল্যায়ন করা হয়েছিল।
কনফোকাল লেজার স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপি এবং ফ্লো সাইটোমেট্রি বিশ্লেষণের মাধ্যমে NP-এর কোষীয় গ্রহণ দক্ষতা পরীক্ষা করা হয়েছিল। Nunc Lab-Tek চেম্বার স্লাইড সিস্টেমের প্রতিটি কূপকে বিনামূল্যে FITC-ইনসুলিন, FITC-ইনসুলিন-লোডেড NP দিয়ে চিকিত্সা করা হয়েছিল এবং একই ঘনত্বে 25 μg/mL ডিহাইড্রেটেড FITC-ইনসুলিন NP পুনর্গঠন করা হয়েছিল এবং 4 ঘন্টার জন্য ইনকিউবেট করা হয়েছিল। কোষগুলিকে PBS দিয়ে 3 বার ধোয়া হয়েছিল এবং 4% প্যারাফর্মালডিহাইড দিয়ে স্থির করা হয়েছিল। নিউক্লিয়াসকে 4′,6-ডায়ামিডিনো-2-ফেনিলিনডোল (DAPI) দিয়ে দাগ দেওয়া হয়েছিল। একটি Olympus FV1000 লেজার স্ক্যানিং/টু-ফোটন কনফোকাল মাইক্রোস্কোপ (অলিম্পাস, শিনজুকু সিটি, টোকিও, জাপান) ব্যবহার করে ইনসুলিন স্থানীয়করণ পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। প্রবাহ সাইটোমেট্রি বিশ্লেষণের জন্য, 10 μg/mL ফ্রি FITC-ইনসুলিন, FITC-ইনসুলিন-লোডেড NP এবং দ্রবণীয় ডিহাইড্রেটেড FITC-ইনসুলিন NP-এর একই ঘনত্ব যোগ করা হয়েছিল। ৯৬টি ওয়েল প্লেট HepG2 কোষ দিয়ে বীজযুক্ত করা হয়েছিল এবং ৪ ঘন্টা ধরে ইনকিউবেট করা হয়েছিল। ৪ ঘন্টা ইনকিউবেট করার পর, কোষগুলি FBS দিয়ে ৩ বার অপসারণ করা হয়েছিল এবং ধৌত করা হয়েছিল। প্রতি নমুনায় ৫ × ১০৪ কোষ একটি BD LSR II ফ্লো সাইটোমিটার (BD, ফ্র্যাঙ্কলিন লেকস, নিউ জার্সি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
সমস্ত মান গড় ± আদর্শ বিচ্যুতি হিসাবে প্রকাশ করা হয়। ম্যাকের জন্য IBM SPSS পরিসংখ্যান 26 (IBM, Endicott, New York, USA) দ্বারা একমুখী ANOVA বা t-পরীক্ষা ব্যবহার করে সমস্ত গোষ্ঠীর মধ্যে তুলনা মূল্যায়ন করা হয়েছিল এবং p < 0.05 পরিসংখ্যানগতভাবে তাৎপর্যপূর্ণ বলে বিবেচিত হয়েছিল।
এই গবেষণাটি বাল্কিং এজেন্ট বা ক্রায়োপ্রোটেক্ট্যান্ট ক্ষমতা এবং উচ্চতর লোড ক্ষমতা ব্যবহার করে স্ট্যান্ডার্ড ফ্রিজ-ড্রাইং পদ্ধতির তুলনায় স্প্রে শুকানোর নমনীয়তা এবং ক্রস-লিঙ্কড কাইটোসান/টিপিপি/ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে ডিহাইড্রেট করার ক্ষমতা প্রদর্শন করে। অপ্টিমাইজড ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলি গড়ে 318 এনএম কণার আকার এবং 99.4% এনক্যাপসুলেশন দক্ষতা অর্জন করেছে। ডিহাইড্রেশনের পরে SEM এবং FTIR ফলাফলগুলি দেখায় যে গোলাকার কাঠামোটি কেবল স্প্রে-শুকনো NP-তে ম্যানিটল সহ এবং ছাড়াই এবং ম্যানিটল দিয়ে লাইওফিলাইজ করা হয়েছিল, তবে ম্যানিটল ছাড়াই লাইওফিলাইজড NP-গুলি ডিহাইড্রেশনের সময় পচে গিয়েছিল। পুনর্গঠন ক্ষমতা পরীক্ষায়, ম্যানিটল ছাড়াই স্প্রে-শুকনো ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলি ক্ষুদ্রতম গড় কণার আকার এবং পুনর্গঠনের সময় সর্বোচ্চ লোডিং দেখিয়েছিল। এই সমস্ত ডিহাইড্রেটেড NP-গুলির মুক্তির আচরণগুলি দেখিয়েছে যে এগুলি pH = 2.5 এবং pH = 7 এর দ্রবণে দ্রুত মুক্তি পেয়েছিল এবং pH = 6.5 এর দ্রবণে খুব স্থিতিশীল ছিল। অন্যান্য পুনঃদ্রবীভূত ডিহাইড্রেটেড NP-গুলির তুলনায়, NP-গুলি ম্যানিটল ছাড়া স্প্রে-ড্রাই ব্যবহারে দ্রুততম নিঃসরণ দেখা গেছে। এই ফলাফলটি সেলুলার আপটেক অ্যাসে পর্যবেক্ষণ করা ফলাফলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, কারণ ম্যানিটলের অনুপস্থিতিতে স্প্রে-ড্রাই ব্যবহারে NPগুলি সদ্য প্রস্তুত NPগুলির কোষীয় আপটেক দক্ষতা প্রায় সম্পূর্ণরূপে বজায় রেখেছিল। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ম্যানিটল-মুক্ত স্প্রে শুকানোর মাধ্যমে প্রস্তুত শুকনো ইনসুলিন ন্যানো পার্টিকেলগুলি অন্যান্য নির্জল ডোজ ফর্ম, যেমন মৌখিক ট্যাবলেট বা জৈব-আঠালো ফিল্মে আরও প্রক্রিয়াকরণের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।
বৌদ্ধিক সম্পত্তি সংক্রান্ত সমস্যার কারণে, বর্তমান গবেষণার সময় তৈরি এবং/অথবা বিশ্লেষণ করা ডেটাসেটগুলি সর্বজনীনভাবে উপলব্ধ নয়, তবে যুক্তিসঙ্গত অনুরোধের ভিত্তিতে সংশ্লিষ্ট লেখকদের কাছ থেকে পাওয়া যায়।
কাগান, এ. টাইপ ২ ডায়াবেটিস: সামাজিক ও বৈজ্ঞানিক উৎপত্তি, চিকিৎসাগত জটিলতা এবং রোগী ও অন্যদের জন্য এর প্রভাব। (ম্যাকফারলেন, ২০০৯)।
সিং, এপি, গুও, ওয়াই., সিং, এ., শি, ডব্লিউ. এবং জিয়াং, পি. ইনসুলিন এনক্যাপসুলেশনের বিকাশ: এখন কি মৌখিক প্রশাসন সম্ভব? জে. ফার্মেসি.বিও-ফার্মেসি.রিজার্ভোয়ার.১, ৭৪–৯২ (২০১৯)।
ওং, সিওয়াই, আল-সালামি, এইচ. এবং দাস, সিআর ডায়াবেটিসের চিকিৎসার জন্য মৌখিক ইনসুলিন-লোডেড লাইপোসোম ডেলিভারি সিস্টেমে সাম্প্রতিক অগ্রগতি। ব্যাখ্যা। জে. ফার্মেসি.৫৪৯, ২০১–২১৭ (২০১৮)।