Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Optimierte Synthese, Charakterisierung, antioxidative, antibakterielle, krebshemmende Zellproliferation und In-vitro-Freisetzungskinetikstudie von Chitosan- und N, N, N-Trimethylchitosan-Nanopartikeln, beladen mit ätherischem Ocimum gratissimum-Öl

Vertrauen Onyebuchi und Doga Kavaz

Die geringe Löslichkeit, der Verlust der Schleimhauthaftung und die schlechte Absorptionsfähigkeit von Chitosan (CS) bei physiologischem pH-Wert schränken seine Anwendbarkeit im biomedizinischen und pharmazeutischen Bereich ein. N,N,N-Trimethylchitosan (TMC) hat eine verbesserte Penetrationseigenschaft, eine gut definierte Struktur und eine verbesserte Löslichkeit über einen weiten pH-Bereich gezeigt. Ocimum gratissimum-ätherische Öle (OGEOs) und methanolische Extrakte (OGEO-MeOH) sind für ihre Bioaktivität bekannt. Die chemische qualitative Analyse der Extrakte mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) ergab neu entdeckte Verbindungen, die bisher nicht für OGEO gemeldet wurden, wie Eicosan, Heneicosan, Triphenylphosphinoxid, 1-Acetyl-2-methyl-2-cyclopenten, (E)-9-Octadecensäure, 2-Caren und Gamma-Terpinen.
Für die erfolgreiche Synthese von OGEO-beladenen Chitosan-Nanopartikeln (OGEO-CSNPs) und OGEO-beladenen Trimethyl-Chitosan-Nanopartikeln (OGEO-TMCNPs) wurden verschiedene Methoden und optimierte Techniken eingesetzt. Unter Bezugnahme auf Zetapotenzial und Polydispersitätsindex der Nanopartikel. Das synthetisierte Nanopartikel wurde mit UV-Vis-Spektrophotometrie, Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) charakterisiert.
Die In-vitro-Freisetzungskinetik der OGEO-Freisetzung zeigte über einen langen Zeitraum eine höhere (P < 0,05) OGEO-Freisetzungseffizienz von OGEO-TMCNPs im Vergleich zu OGEO-CSNPs. Der Test der antioxidativen Aktivität zeigte, dass OGEO-CSNPs und OGEO-TMCNPs nach 75 Stunden nie einen stationären Zustand erreichten. Alle Proben wiesen bei spezifischer Konzentration antimikrobielle Eigenschaften auf. OGEO-TMCNPs zeigten antibakterielle Aktivität bei niedrigeren Konzentrationen, insbesondere 40 mg mL-1 für E. coli, 20 mg mL-1 für B. cereus, 20 mg mL-1 für S. aureus und 80 mg mL-1 für S. typhimurium. In-vitro-Zytotoxizität an MDA-MB-231-Brustkrebszelllinien ergab, dass OGEO-TMCNPs eine höhere Toxizität aufwiesen (P < 0,05). Die physikochemischen Eigenschaften von OGEO-TMCNPs und OGEO-CSNPs haben vielversprechendere Anwendungsmöglichkeiten in der Pharma- und Lebensmittelindustrie gezeigt.