Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝર વર્ઝનનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો તેમાં CSS માટે મર્યાદિત સપોર્ટ છે. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટેડ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા ઇન્ટરનેટ એક્સપ્લોરરમાં સુસંગતતા મોડ બંધ કરો). આ દરમિયાન, સતત સપોર્ટ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને જાવાસ્ક્રિપ્ટ વિના સાઇટ પ્રદર્શિત કરીશું.
ઉચ્ચ લોડિંગ સામગ્રીવાળા ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ (NPs) ને વિવિધ ડોઝ સ્વરૂપોમાં વિવિધ એપ્લિકેશનો મળી છે. આ કાર્યનો ઉદ્દેશ્ય ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ અને સ્પ્રે-ડ્રાયિંગ પ્રક્રિયાઓની ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ ચાઇટોસન નેનોપાર્ટિકલ્સની રચના પર અસરનું મૂલ્યાંકન કરવાનો છે, ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ તરીકે મેનિટોલ સાથે અથવા વગર. અમે આ નેનોપાર્ટિકલ્સને ફરીથી ઓગાળીને તેમની ગુણવત્તાનું પણ મૂલ્યાંકન કર્યું. ડિહાઇડ્રેશન પહેલાં, ચાઇટોસન/સોડિયમ ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટ/ઇન્સ્યુલિન ક્રોસ-લિંક્ડ નેનોપાર્ટિકલ્સનું કણ કદ 318 nm, PDI 0.18, એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા 99.4% અને લોડિંગ 25.01% હતું. પુનર્ગઠન પછી, મેનિટોલનો ઉપયોગ કર્યા વિના ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પાદિત સિવાયના બધા નેનોપાર્ટિકલ્સે તેમની ગોળાકાર કણ રચના જાળવી રાખી. સ્પ્રે દ્વારા ડિહાઇડ્રેટેડ મેનિટોલ ધરાવતા નેનોપાર્ટિકલ્સની તુલનામાં, મેનિટોલ-મુક્ત સ્પ્રે-ડ્રાય નેનોપાર્ટિકલ્સમાં પણ સૌથી નાનું સરેરાશ કણ કદ (376 nm) અને સૌથી વધુ લોડિંગ સામગ્રી (25.02%) સમાન એન્કેપ્સ્યુલેશન દર સાથે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. (98.7%) અને PDI (0.20) સૂકવણી અથવા ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ તકનીકો દ્વારા. મેનિટોલ વિના સ્પ્રે સૂકવણી દ્વારા સૂકા નેનોપાર્ટિકલ્સ પણ ઇન્સ્યુલિનના સૌથી ઝડપી પ્રકાશન અને સેલ્યુલર શોષણની ઉચ્ચતમ કાર્યક્ષમતામાં પરિણમ્યા. આ કાર્ય દર્શાવે છે કે સ્પ્રે સૂકવણી પરંપરાગત ફ્રીઝ સૂકવણી પદ્ધતિઓની તુલનામાં ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સની જરૂરિયાત વિના ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સનું નિર્જલીકરણ કરી શકે છે, જેનાથી વધુ લોડિંગ ક્ષમતા, ઓછી એડિટિવ આવશ્યકતાઓ અને ઓપરેટિંગ ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ફાયદો થાય છે.
૧૯૨૨ માં તેની શોધ થઈ ત્યારથી, ઇન્સ્યુલિન અને તેની ફાર્માસ્યુટિકલ તૈયારીઓએ ટાઇપ ૧ ડાયાબિટીસ (T1DM) અને ટાઇપ ૨ ડાયાબિટીસ (T1DM) ના દર્દીઓના જીવન બચાવ્યા છે. જો કે, ઉચ્ચ પરમાણુ વજન પ્રોટીન તરીકેના તેના ગુણધર્મોને કારણે, ઇન્સ્યુલિન સરળતાથી એકત્ર થાય છે, પ્રોટીઓલિટીક ઉત્સેચકો દ્વારા તૂટી જાય છે અને પ્રથમ-પાસ અસર દ્વારા દૂર થાય છે. ટાઇપ ૧ ડાયાબિટીસનું નિદાન થયેલા લોકોને તેમના બાકીના જીવન માટે ઇન્સ્યુલિન ઇન્જેક્શનની જરૂર પડે છે. શરૂઆતમાં ટાઇપ ૨ ડાયાબિટીસનું નિદાન થયેલા ઘણા દર્દીઓને પણ લાંબા ગાળાના ઇન્સ્યુલિન ઇન્જેક્શનની જરૂર પડે છે. દૈનિક ઇન્સ્યુલિન ઇન્જેક્શન આ વ્યક્તિઓ માટે દૈનિક પીડા અને અસ્વસ્થતાનો ગંભીર સ્ત્રોત છે, જેની માનસિક સ્વાસ્થ્ય પર નકારાત્મક અસર પડે છે. પરિણામે, ઇન્સ્યુલિન વહીવટના અન્ય સ્વરૂપો જે ઓછી અસ્વસ્થતા લાવે છે, જેમ કે મૌખિક ઇન્સ્યુલિન વહીવટ, તેનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે5 કારણ કે તેમાં વિશ્વભરમાં ડાયાબિટીસ ધરાવતા આશરે ૫ અબજ લોકોના જીવનની ગુણવત્તા પુનઃસ્થાપિત કરવાની ક્ષમતા છે.
નેનોપાર્ટિકલ ટેકનોલોજીએ મૌખિક ઇન્સ્યુલિન 4,6,7 લેવાના પ્રયાસોમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ પ્રદાન કરી છે. એક એવી ટેકનોલોજી જે અસરકારક રીતે ઇન્સ્યુલિનને સમાવી લે છે અને ચોક્કસ શરીર સ્થળોએ લક્ષિત ડિલિવરી માટે ડિગ્રેડેશનથી સુરક્ષિત કરે છે. જો કે, નેનોપાર્ટિકલ ફોર્મ્યુલેશનના ઉપયોગમાં ઘણી મર્યાદાઓ છે, મુખ્યત્વે કણ સસ્પેન્શનની સ્થિરતા સમસ્યાઓને કારણે. સંગ્રહ દરમિયાન કેટલાક એકત્રીકરણ થઈ શકે છે, જે ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ નેનોપાર્ટિકલ્સની જૈવઉપલબ્ધતા ઘટાડે છે8. વધુમાં, ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ (NPs) ની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે નેનોપાર્ટિકલ્સ અને ઇન્સ્યુલિનના પોલિમર મેટ્રિક્સની રાસાયણિક સ્થિરતા પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. હાલમાં, ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ ટેકનોલોજી એ સંગ્રહ દરમિયાન અનિચ્છનીય ફેરફારોને અટકાવતી વખતે સ્થિર NPs બનાવવા માટે સુવર્ણ માનક છે9.
જોકે, ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ માટે ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ ઉમેરવાની જરૂર પડે છે જેથી NPs ની ગોળાકાર રચના બરફના સ્ફટિકોના યાંત્રિક તાણથી પ્રભાવિત ન થાય. આ લ્યોફિલાઇઝેશન પછી ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સનું લોડિંગ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, કારણ કે ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ મોટાભાગનો વજન ગુણોત્તર રોકે છે. તેથી, ઉત્પાદિત ઇન્સ્યુલિન NPs ઘણીવાર સૂકા પાવડર ફોર્મ્યુલેશન, જેમ કે મૌખિક ગોળીઓ અને મૌખિક ફિલ્મોના ઉત્પાદન માટે અયોગ્ય હોવાનું જણાય છે, કારણ કે ઇન્સ્યુલિનની ઉપચારાત્મક વિંડો પ્રાપ્ત કરવા માટે મોટી માત્રામાં સૂકા નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર પડે છે.
સ્પ્રે ડ્રાયિંગ એ ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં પ્રવાહી તબક્કાઓમાંથી સૂકા પાવડર બનાવવા માટે એક જાણીતી અને સસ્તી ઔદ્યોગિક-સ્તરની પ્રક્રિયા છે10,11. કણોની રચના પ્રક્રિયા પર નિયંત્રણ ઘણા બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના યોગ્ય એન્કેપ્સ્યુલેશનને મંજૂરી આપે છે 12, 13. વધુમાં, તે મૌખિક વહીવટ માટે એન્કેપ્સ્યુલેટેડ પ્રોટીન તૈયાર કરવા માટે એક અસરકારક તકનીક બની ગઈ છે. સ્પ્રે સૂકવણી દરમિયાન, પાણી ખૂબ જ ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, જે કણ કોરનું તાપમાન ઓછું રાખવામાં મદદ કરે છે11,14, તેના ઉપયોગને ગરમી-સંવેદનશીલ ઘટકોને સમાવિષ્ટ કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. સ્પ્રે સૂકવણી પહેલાં, કોટિંગ સામગ્રીને એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઘટકો ધરાવતા દ્રાવણ સાથે સંપૂર્ણપણે એકરૂપ બનાવવી જોઈએ11,14. ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગથી વિપરીત, સ્પ્રે-ડ્રાયિંગમાં એન્કેપ્સ્યુલેશન પહેલાં એકરૂપ બનાવવાથી ડિહાઇડ્રેશન દરમિયાન એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે. સ્પ્રે-ડ્રાયિંગ એન્કેપ્સ્યુલેશન પ્રક્રિયાને ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સની જરૂર હોતી નથી, તેથી સ્પ્રે-ડ્રાયિંગનો ઉપયોગ ઉચ્ચ લોડિંગ સામગ્રી સાથે સૂકા NPs ઉત્પન્ન કરવા માટે કરી શકાય છે.
આ અભ્યાસમાં આયન જેલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ચાઇટોસન અને સોડિયમ ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટના ક્રોસ-લિંકિંગ દ્વારા ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs ના ઉત્પાદનનો અહેવાલ આપવામાં આવ્યો છે. આયન જેલેશન એ એક તૈયારી પદ્ધતિ છે જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં બે અથવા વધુ આયનીય પ્રજાતિઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નેનોપાર્ટિકલ્સનું ઉત્પાદન કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઑપ્ટિમાઇઝ ચાઇટોસન/સોડિયમ ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટ/ઇન્સ્યુલિન ક્રોસ-લિંક્ડ નેનોપાર્ટિકલ્સ ડિહાઇડ્રેટ કરવા માટે ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ અને સ્પ્રે-ડ્રાયિંગ બંને તકનીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ડિહાઇડ્રેશન પછી, SEM દ્વારા તેમના મોર્ફોલોજીનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. તેમની પુનઃસંયોજન ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન તેમના કદ વિતરણ, સપાટી ચાર્જ, PDI, એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા અને લોડિંગ સામગ્રીને માપીને કરવામાં આવ્યું હતું. વિવિધ ડિહાઇડ્રેશન પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પાદિત રિસોલ્યુબિલાઇઝ્ડ નેનોપાર્ટિકલ્સની ગુણવત્તાનું મૂલ્યાંકન તેમના ઇન્સ્યુલિન સુરક્ષા, પ્રકાશન વર્તન અને સેલ્યુલર શોષણ અસરકારકતાની તુલના કરીને પણ કરવામાં આવ્યું હતું.
મિશ્ર દ્રાવણનો pH અને ચાઇટોસન અને ઇન્સ્યુલિનનો ગુણોત્તર એ બે મુખ્ય પરિબળો છે જે અંતિમ NPs ના કણોના કદ અને એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા (EE) ને અસર કરે છે, કારણ કે તે આયોનોટ્રોપિક જેલેશન પ્રક્રિયાને સીધી અસર કરે છે. મિશ્ર દ્રાવણનો pH કણોના કદ અને એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા (આકૃતિ 1a) સાથે ખૂબ જ સંબંધિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 1a માં બતાવ્યા પ્રમાણે, જેમ જેમ pH 4.0 થી 6.0 સુધી વધ્યો, સરેરાશ કણોનું કદ (nm) ઘટ્યું અને EE નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું, જ્યારે pH 6.5 સુધી વધ્યો, ત્યારે સરેરાશ કણોનું કદ વધવા લાગ્યું અને EE યથાવત રહ્યું. જેમ જેમ ચાઇટોસન અને ઇન્સ્યુલિનનો ગુણોત્તર વધે છે, તેમ તેમ સરેરાશ કણોનું કદ પણ વધે છે. વધુમાં, જ્યારે નેનોપાર્ટિકલ્સ 2.5:1 (w/w) (આકૃતિ 1b) કરતા વધારે ચાઇટોસન/ઇન્સ્યુલિનના માસ રેશિયો પર તૈયાર કરવામાં આવ્યા ત્યારે EE માં કોઈ ફેરફાર જોવા મળ્યો ન હતો. તેથી, આ અભ્યાસમાં શ્રેષ્ઠ તૈયારીની સ્થિતિઓ (pH 6.0, ચાઇટોસન/ઇન્સ્યુલિન માસ રેશિયો) 2.5:1) નો ઉપયોગ વધુ અભ્યાસ માટે ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ નેનોપાર્ટિકલ્સ તૈયાર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ તૈયારીની સ્થિતિમાં, ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સનું સરેરાશ કણ કદ 318 nm (આકૃતિ 1c) તરીકે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યું હતું, PDI 0.18 હતું, એમ્બેડિંગ કાર્યક્ષમતા 99.4% હતી, ઝેટા સંભવિત 9.8 mv હતું, અને ઇન્સ્યુલિન લોડિંગ 25.01% (m/m) હતું. ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (TEM) પરિણામોના આધારે, ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ નેનોપાર્ટિકલ્સ લગભગ ગોળાકાર અને પ્રમાણમાં સમાન કદ (આકૃતિ 1d) સાથે અલગ હતા.
ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સનું પરિમાણ ઑપ્ટિમાઇઝેશન: (a) ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ (ચાઇટોસન અને ઇન્સ્યુલિનના 5:1 માસ રેશિયો પર તૈયાર કરાયેલ) ના સરેરાશ વ્યાસ અને એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા (EE) પર pH ની અસર; (b) ઇન્સ્યુલિન NPs (pH 6 પર તૈયાર કરાયેલ) ના સરેરાશ વ્યાસ અને એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા (EE) પર ઇન્સ્યુલિનના માસ રેશિયોનો પ્રભાવ; (c) ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સનું કણ કદ વિતરણ; (d) ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs નો TEM માઇક્રોગ્રાફ.
તે જાણીતું છે કે ચાઇટોસન એક નબળું પોલીઇલેક્ટ્રોલાઇટ છે જેનો pKa 6.5 છે. તે એસિડિક મીડિયામાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે કારણ કે તેનો મુખ્ય એમિનો જૂથ હાઇડ્રોજન આયનો દ્વારા પ્રોટોનેટેડ છે15. તેથી, તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા મેક્રોમોલેક્યુલ્સને સમાવિષ્ટ કરવા માટે વાહક તરીકે થાય છે. આ અભ્યાસમાં, ચાઇટોસનનો ઉપયોગ 5.3 ના આઇસોઇલેક્ટ્રિક બિંદુ સાથે ઇન્સ્યુલિનને સમાવિષ્ટ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. કારણ કે ચાઇટોસનનો ઉપયોગ કોટિંગ સામગ્રી તરીકે થાય છે, તેના પ્રમાણમાં વધારો થવાથી, નેનોપાર્ટિકલ્સના બાહ્ય સ્તરની જાડાઈ અનુરૂપ વધે છે, જેના પરિણામે સરેરાશ કણોનું કદ મોટું થાય છે. વધુમાં, ચાઇટોસનનું ઉચ્ચ સ્તર વધુ ઇન્સ્યુલિનને સમાવિષ્ટ કરી શકે છે. અમારા કિસ્સામાં, જ્યારે ચાઇટોસન અને ઇન્સ્યુલિનનો ગુણોત્તર 2.5:1 સુધી પહોંચ્યો ત્યારે EE સૌથી વધુ હતું, અને જ્યારે ગુણોત્તર વધતો રહ્યો ત્યારે EE માં કોઈ નોંધપાત્ર ફેરફાર થયો ન હતો.
ચાઇટોસન અને ઇન્સ્યુલિનના ગુણોત્તર ઉપરાંત, NPs ની તૈયારીમાં pH એ પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી હતી. ગેન એટ અલ. 17 એ ચાઇટોસન નેનોપાર્ટિકલ્સના કણ કદ પર pH ની અસરનો અભ્યાસ કર્યો. pH 6.0 સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી તેમને કણ કદમાં સતત ઘટાડો જોવા મળ્યો, અને pH > 6.0 પર કણ કદમાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળ્યો, જે અમારા અવલોકનો સાથે સુસંગત છે. આ ઘટના એ હકીકતને કારણે છે કે વધતા pH સાથે, ઇન્સ્યુલિન પરમાણુ નકારાત્મક સપાટી ચાર્જ મેળવે છે, આમ, ચાઇટોસન/સોડિયમ ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટ (TPP) સંકુલ સાથે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની તરફેણ કરે છે, જેના પરિણામે નાના કણ કદ અને ઉચ્ચ EE થાય છે. જો કે, જ્યારે pH 6.5 પર ગોઠવવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે ચાઇટોસન પરના એમિનો જૂથો ડિપ્રોટોનેટેડ હતા, જેના પરિણામે ચાઇટોસન ફોલ્ડિંગ થયું. આમ, ઉચ્ચ pH એ TPP અને ઇન્સ્યુલિનમાં એમિનો આયનોના ઓછા સંપર્કમાં પરિણમે છે, જેના પરિણામે ક્રોસ-લિંકિંગ ઓછું થાય છે, અંતિમ સરેરાશ કણ કદ મોટું થાય છે અને EE ઓછું થાય છે.
ફ્રીઝ-ડ્રાય અને સ્પ્રે-ડ્રાય NPs ના મોર્ફોલોજિકલ ગુણધર્મોનું વિશ્લેષણ વધુ સારી ડિહાઇડ્રેશન અને પાવડર રચના તકનીકોની પસંદગીને માર્ગદર્શન આપી શકે છે. પસંદગીની પદ્ધતિએ ડ્રગ સ્થિરતા, એકસમાન કણો આકાર, ઉચ્ચ ડ્રગ લોડિંગ અને મૂળ દ્રાવણમાં સારી દ્રાવ્યતા પ્રદાન કરવી જોઈએ. આ અભ્યાસમાં, બે તકનીકોની વધુ સારી રીતે સરખામણી કરવા માટે, ડિહાઇડ્રેશન દરમિયાન 1% મેનિટોલ સાથે અથવા વગર ઇન્સ્યુલિન NPsનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ફ્રીઝ ડ્રાયિંગ અને સ્પ્રે ડ્રાયિંગ માટે વિવિધ ડ્રાય પાવડર ફોર્મ્યુલેશનમાં મેનિટોલનો ઉપયોગ બલ્કિંગ એજન્ટ અથવા ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ તરીકે થાય છે. આકૃતિ 2a માં બતાવ્યા પ્રમાણે, મેનિટોલ વિના લ્યોફિલાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ માટે, સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (SEM) હેઠળ મોટી, અનિયમિત અને ખરબચડી સપાટીઓ સાથે ખૂબ છિદ્રાળુ પાવડર માળખું જોવા મળ્યું. ડિહાઇડ્રેશન પછી પાવડરમાં થોડા ડિસ્ક્રીટ કણો મળી આવ્યા (આકૃતિ 2e). આ પરિણામો દર્શાવે છે કે મોટાભાગના NPs ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ દરમિયાન કોઈપણ ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ વિના વિઘટિત થયા હતા. ફ્રીઝ-ડ્રાય અને સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ માટે 1% મેનિટોલ ધરાવતા, સરળ સપાટીઓવાળા ગોળાકાર નેનોપાર્ટિકલ્સ જોવા મળ્યા હતા (આકૃતિ). 2b,d,f,h). મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ ગોળાકાર રહ્યા પરંતુ સપાટી પર કરચલીવાળા રહ્યા (આકૃતિ 2c). ગોળાકાર અને કરચલીવાળી સપાટીઓની ચર્ચા નીચે રિલીઝ બિહેવિયર અને સેલ્યુલર શોષણ પરીક્ષણોમાં કરવામાં આવી છે. સૂકા NPs ના દૃશ્યમાન દેખાવના આધારે, મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા NPs અને ફ્રીઝ-ડ્રાય કરેલા NPs અને મેનિટોલ સાથે સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા NPs બંનેને બારીક NPs પાવડર મળ્યા (આકૃતિ 2f,g,h). કણોની સપાટીઓ વચ્ચેનો સપાટી વિસ્તાર જેટલો મોટો હશે, દ્રાવ્યતા વધારે હશે અને તેથી રિલીઝ દર એટલો વધારે હશે.
વિવિધ ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs ની આકારશાસ્ત્ર: (a) મેનિટોલ વિના લિયોફિલાઈઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબી; (b) મેનિટોલ સાથે લિયોફિલાઈઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબી; (c) મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબી; (d) મેનિટોલ સાથે સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબી; (e) મેનિટોલ વિના લિયોફિલાઈઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs પાવડરની છબી; (f) મેનિટોલ સાથે લિયોફિલાઈઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs ની છબી; (g) મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs પાવડરની છબી; (h) મેનિટોલ સાથે સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs પાવડરની છબી.
ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ દરમિયાન, મેનિટોલ ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે, NPs ને આકારહીન સ્વરૂપમાં રાખે છે અને બરફના સ્ફટિકો દ્વારા થતા નુકસાનને અટકાવે છે19. તેનાથી વિપરીત, સ્પ્રે સૂકવણી દરમિયાન કોઈ ફ્રીઝિંગ પગલું નથી. તેથી આ પદ્ધતિમાં મેનિટોલની જરૂર નથી. હકીકતમાં, મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય NPs એ અગાઉ વર્ણવ્યા મુજબ ઝીણા NPs આપ્યા. જો કે, મેનિટોલ હજુ પણ સ્પ્રે-ડ્રાયિંગ પ્રક્રિયામાં ફિલર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે જેથી NPs ને વધુ ગોળાકાર માળખું મળે20 (આકૃતિ 2d), જે આવા એન્કેપ્સ્યુલેટેડ NPs ના સમાન પ્રકાશન વર્તન મેળવવામાં મદદ કરે છે. વધુમાં, તે સ્પષ્ટ છે કે કેટલાક મોટા કણો ફ્રીઝ-ડ્રાય અને સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs જેમાં મેનિટોલ (આકૃતિ 2b,d) હોય છે, બંનેમાં શોધી શકાય છે, જે એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઇન્સ્યુલિન સાથે કણ કોરમાં મેનિટોલના સંચયને કારણે હોઈ શકે છે. ચિટોસન સ્તર. એ નોંધવું યોગ્ય છે કે આ અભ્યાસમાં, ડિહાઇડ્રેશન પછી ગોળાકાર માળખું અકબંધ રહે તેની ખાતરી કરવા માટે, મેનિટોલ અને ચિટોસનનો ગુણોત્તર 5:1 રાખવામાં આવ્યો છે, જેથી મોટી માત્રામાં ફિલર સૂકા NPs ના કણોનું કદ પણ વધારી શકે..
ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ ઇન્ફ્રારેડ એટેન્યુએટેડ ટોટલ રિફ્લેક્શન (FTIR-ATR) સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીમાં ફ્રી ઇન્સ્યુલિન, ચિટોસન, ચિટોસન, TPP અને ઇન્સ્યુલિનના ભૌતિક મિશ્રણનું લક્ષણ હતું. બધા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ને FTIR-ATR સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને દર્શાવવામાં આવ્યા હતા. નોંધનીય રીતે, 1641, 1543 અને 1412 cm-1 ની બેન્ડ તીવ્રતા મેનિટોલ સાથે ફ્રીઝ-ડ્રાય કરેલા એનપીમાં અને મેનિટોલ સાથે અને વગર સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા NPs માં જોવા મળી હતી (આકૃતિ 3). અગાઉ અહેવાલ મુજબ, તાકાતમાં આ વધારો ચિટોસન, TPP અને ઇન્સ્યુલિન વચ્ચે ક્રોસ-લિંકિંગ સાથે સંકળાયેલો હતો. ચિટોસન અને ઇન્સ્યુલિન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની તપાસ દર્શાવે છે કે ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ ચિટોસન નેનોપાર્ટિકલ્સના FTIR સ્પેક્ટ્રામાં, ચિટોસન બેન્ડ ઇન્સ્યુલિન સાથે ઓવરલેપ થાય છે, જેનાથી કાર્બોનિલ તીવ્રતા (1641 cm-1) અને એમાઇન (1543 cm-1) બેલ્ટમાં વધારો થાય છે. TPP ના ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટ જૂથો એમોનિયમ સાથે જોડાયેલા છે. ચિટોસનમાં જૂથો, ૧૪૧૨ સેમી-૧ પર બેન્ડ બનાવે છે.
ફ્રી ઇન્સ્યુલિન, ચાઇટોસન, ચાઇટોસન/TPP/ઇન્સ્યુલિનના ભૌતિક મિશ્રણ અને વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા નિર્જલીકૃત NPsનું FTIR-ATR સ્પેક્ટ્રા.
વધુમાં, આ પરિણામો SEM માં દર્શાવેલ પરિણામો સાથે સુસંગત છે, જે દર્શાવે છે કે મેનિટોલ સાથે છંટકાવ અને ફ્રીઝ-ડ્રાય કરવામાં આવે ત્યારે એન્કેપ્સ્યુલેટેડ NPs અકબંધ રહે છે, પરંતુ મેનિટોલની ગેરહાજરીમાં, ફક્ત સ્પ્રે-ડ્રાયિંગથી એન્કેપ્સ્યુલેટેડ કણો ઉત્પન્ન થાય છે. તેનાથી વિપરીત, મેનિટોલ વિના ફ્રીઝ-ડ્રાય કરેલા NPs ના FTIR-ATR સ્પેક્ટ્રલ પરિણામો ચિટોસન, TPP અને ઇન્સ્યુલિનના ભૌતિક મિશ્રણ જેવા જ હતા. આ પરિણામ સૂચવે છે કે મેનિટોલ વિના ફ્રીઝ-ડ્રાય કરેલા NPs માં ચિટોસન, TPP અને ઇન્સ્યુલિન વચ્ચેના ક્રોસ-લિંક્સ હવે હાજર નથી. ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ વિના ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ દરમિયાન NPs સ્ટ્રક્ચર નાશ પામ્યું હતું, જે SEM પરિણામોમાં જોઈ શકાય છે (આકૃતિ 2a). ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs ના મોર્ફોલોજી અને FTIR પરિણામોના આધારે, ફક્ત લ્યોફિલાઇઝ્ડ, સ્પ્રે-ડ્રાય અને મેનિટોલ-ફ્રી NPs નો ઉપયોગ પુનર્ગઠન પ્રયોગો અને મેનિટોલ-ફ્રી NPs માટે કરવામાં આવ્યો હતો કારણ કે મેનિટોલ-ફ્રી NPs ના વિઘટન દરમિયાન. ડિહાઇડ્રેશન. ચર્ચા કરો.
ડિહાઇડ્રેશનનો ઉપયોગ લાંબા ગાળાના સંગ્રહ અને અન્ય ફોર્મ્યુલેશનમાં પુનઃપ્રક્રિયા માટે થાય છે. ગોળીઓ અને ફિલ્મ જેવા વિવિધ ફોર્મ્યુલેશનમાં તેમના ઉપયોગ માટે સંગ્રહ પછી સૂકા NPs ની પુનઃરચના કરવાની ક્ષમતા મહત્વપૂર્ણ છે. અમે નોંધ્યું છે કે મેનિટોલની ગેરહાજરીમાં સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ના સરેરાશ કણોનું કદ પુનર્ગઠન પછી માત્ર થોડું વધ્યું છે. બીજી બાજુ, મેનિટોલ સાથે સ્પ્રે-ડ્રાય અને ફ્રીઝ-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સના કણોનું કદ નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું (કોષ્ટક 1). આ અભ્યાસ (કોષ્ટક 1) માં બધા NPs ના પુનઃસંયોજન પછી PDI અને EE માં નોંધપાત્ર ફેરફાર થયો નથી (p > 0.05). આ પરિણામ સૂચવે છે કે મોટાભાગના કણો ફરીથી ઓગળ્યા પછી અકબંધ રહ્યા. જો કે, મેનિટોલ ઉમેરવાથી લિયોફિલાઇઝ્ડ અને સ્પ્રે-ડ્રાય મેનિટોલ નેનોપાર્ટિકલ્સ (કોષ્ટક 1) ના ઇન્સ્યુલિન લોડિંગમાં ઘણો ઘટાડો થયો. તેનાથી વિપરીત, મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય NPs ની ઇન્સ્યુલિન લોડ સામગ્રી પહેલા જેવી જ રહી (કોષ્ટક 1).
તે જાણીતું છે કે દવા પહોંચાડવાના હેતુ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે નેનોપાર્ટિકલ્સનું લોડિંગ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ઓછા લોડિંગવાળા NPs માટે, ઉપચારાત્મક થ્રેશોલ્ડ સુધી પહોંચવા માટે ખૂબ મોટી માત્રામાં સામગ્રીની જરૂર પડે છે. જો કે, આવા ઉચ્ચ NP સાંદ્રતાની ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા અનુક્રમે મૌખિક વહીવટ અને ઇન્જેક્ટેબલ ફોર્મ્યુલેશનમાં અસુવિધા અને મુશ્કેલી તરફ દોરી જાય છે 22. વધુમાં, ઇન્સ્યુલિન NPs નો ઉપયોગ ગોળીઓ અને ચીકણા બાયોફિલ્મ્સ બનાવવા માટે પણ થઈ શકે છે23, 24, જેના માટે ઓછા લોડિંગ સ્તરે મોટી માત્રામાં NPs નો ઉપયોગ જરૂરી છે, જેના પરિણામે મોટી ગોળીઓ અને જાડા બાયોફિલ્મ્સ બને છે જે મૌખિક ઉપયોગ માટે યોગ્ય નથી.તેથી, ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલિન લોડવાળા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ખૂબ ઇચ્છનીય છે.અમારા પરિણામો સૂચવે છે કે મેનિટોલ-મુક્ત સ્પ્રે-ડ્રાય NPs નો ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલિન લોડ આ વૈકલ્પિક ડિલિવરી પદ્ધતિઓ માટે ઘણા આકર્ષક ફાયદાઓ પ્રદાન કરી શકે છે.
બધા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ને ત્રણ મહિના માટે રેફ્રિજરેટરમાં રાખવામાં આવ્યા હતા. SEM પરિણામો દર્શાવે છે કે ત્રણ મહિનાના સંગ્રહ દરમિયાન બધા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ના આકારશાસ્ત્રમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થયો નથી (આકૃતિ 4). પાણીમાં પુનર્ગઠન પછી, બધા NPs એ EE માં થોડો ઘટાડો દર્શાવ્યો અને ત્રણ મહિનાના સંગ્રહ સમયગાળા દરમિયાન લગભગ થોડી માત્રામાં (~5%) ઇન્સ્યુલિન છોડ્યું (કોષ્ટક 2). જો કે, બધા નેનોપાર્ટિકલ્સના સરેરાશ કણોનું કદ વધ્યું. મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા NPs નું કણ કદ વધીને 525 nm થયું, જ્યારે મેનિટોલ સાથે સ્પ્રે-ડ્રાય અને ફ્રીઝ-ડ્રાય કરેલા NPs નું કણ કદ અનુક્રમે 872 અને 921 nm થયું (કોષ્ટક 2).
ત્રણ મહિના માટે સંગ્રહિત વિવિધ ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs ની આકારશાસ્ત્ર: (a) મેનિટોલ સાથે લિયોફિલાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબી; (b) મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સની SEM છબી; (c) મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબીઓ.
વધુમાં, મેનિટોલ અને ફ્રીઝ-ડ્રાય સાથે સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા પુનર્ગઠિત ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ (આકૃતિ S2) માં અવક્ષેપ જોવા મળ્યા હતા. આ મોટા કણો પાણીમાં યોગ્ય રીતે લટકતા ન હોવાને કારણે થઈ શકે છે. ઉપરોક્ત તમામ પરિણામો દર્શાવે છે કે સ્પ્રે સૂકવણી તકનીક ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સને ડિહાઇડ્રેશનથી બચાવી શકે છે અને ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સના ઉચ્ચ લોડિંગ કોઈપણ ફિલર અથવા ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ વિના મેળવી શકાય છે.
ડિહાઇડ્રેશન પછી એન્ઝાઇમેટિક પાચન સામે NPs ની રક્ષણાત્મક ક્ષમતા દર્શાવવા માટે pH = 2.5 માધ્યમમાં પેપ્સિન, ટ્રિપ્સિન અને α-કાયમોટ્રીપ્સિન સાથે ઇન્સ્યુલિન રીટેન્શનનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ની ઇન્સ્યુલિન રીટેન્શનની તુલના તાજી તૈયાર NPs સાથે કરવામાં આવી હતી, અને નકારાત્મક નિયંત્રણ તરીકે મુક્ત ઇન્સ્યુલિનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ અભ્યાસમાં, ત્રણેય એન્ઝાઇમેટિક સારવારમાં મુક્ત ઇન્સ્યુલિન 4 કલાકની અંદર ઝડપી ઇન્સ્યુલિન નાબૂદી દર્શાવે છે (આકૃતિ 5a–c). તેનાથી વિપરીત, મેનિટોલ સાથે ફ્રીઝ-ડ્રાય કરેલા NPs અને મેનિટોલ સાથે અથવા વગર સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા NPs ના ઇન્સ્યુલિન નાબૂદી પરીક્ષણમાં એન્ઝાઇમેટિક પાચન સામે આ NPs નું નોંધપાત્ર રીતે વધુ રક્ષણ દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જે તાજી તૈયાર ઇન્સ્યુલિન NPs (આકૃતિ 1) જેવું જ હતું. 5a–c). પેપ્સિન, ટ્રિપ્સિન અને α-કાયમોટ્રીપ્સિનમાં નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ કરીને, અનુક્રમે 50%, 60% અને 75% થી વધુ ઇન્સ્યુલિન 4 કલાકની અંદર સુરક્ષિત કરી શકાય છે (આકૃતિ 5a–c). ઇન્સ્યુલિન-રક્ષણાત્મક ક્ષમતા લોહીના પ્રવાહમાં ઇન્સ્યુલિનના શોષણની શક્યતા વધારી શકે છે25. આ પરિણામો સૂચવે છે કે મેનિટોલ સાથે અથવા વગર સ્પ્રે ડ્રાયિંગ અને મેનિટોલ સાથે ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ કરવાથી ડિહાઇડ્રેશન પછી NPs ની ઇન્સ્યુલિન-રક્ષણાત્મક ક્ષમતા જાળવી શકાય છે.
ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs નું રક્ષણ અને મુક્તિ વર્તન: (a) પેપ્સિન દ્રાવણમાં ઇન્સ્યુલિનનું રક્ષણ; (b) ટ્રિપ્સિન દ્રાવણમાં ઇન્સ્યુલિનનું રક્ષણ; (c) α-કાયમોટ્રીપ્સિન દ્રાવણ દ્વારા ઇન્સ્યુલિનનું રક્ષણ; (d) pH = 2.5 દ્રાવણમાં ડિહાઇડ્રેટેડ NPs નું મુક્તિ વર્તન; (e) pH = 6.6 દ્રાવણમાં ડિહાઇડ્રેટેડ NPs નું મુક્તિ વર્તન; (f) pH = 7.0 દ્રાવણમાં ડિહાઇડ્રેટેડ NPs નું મુક્તિ વર્તન.
ઇન્સ્યુલિન પ્રતિકાર પર ઇન્સ્યુલિનની અસરની તપાસ કરવા માટે, તાજી રીતે તૈયાર અને પુનર્ગઠિત ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ને 37 °C પર વિવિધ બફર (pH = 2.5, 6.6, 7.0) માં ઇન્ક્યુબેટેડ કરવામાં આવ્યા હતા, જે પેટ, ડ્યુઓડેનમ અને ઉપલા નાના આંતરડાના pH વાતાવરણનું અનુકરણ કરે છે. વિવિધ વાતાવરણમાં પ્રકાશન વર્તન. જઠરાંત્રિય માર્ગનો ટુકડો. pH = 2.5 પર, ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs અને રિસોલ્યુબિલાઇઝ્ડ ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs એ પ્રથમ એક કલાકમાં પ્રારંભિક વિસ્ફોટ પ્રકાશન દર્શાવ્યું, ત્યારબાદ આગામી 5 કલાકમાં ધીમું પ્રકાશન (આકૃતિ 5d). શરૂઆતમાં આ ઝડપી પ્રકાશન મોટે ભાગે પ્રોટીન પરમાણુઓના ઝડપી સપાટીના ડિસોર્પ્શનનું પરિણામ છે જે કણની આંતરિક રચનામાં સંપૂર્ણપણે સ્થિર નથી. pH = 6.5 પર, ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs અને પુનર્ગઠિત ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs એ 6 કલાકમાં સરળ અને ધીમું પ્રકાશન દર્શાવ્યું, કારણ કે પરીક્ષણ દ્રાવણનો pH NPs-તૈયાર દ્રાવણ (આકૃતિ 5e) જેવો જ હતો. pH = 7 પર, NPs અસ્થિર હતા અને પ્રથમ બે કલાકમાં લગભગ સંપૂર્ણપણે વિઘટિત થયા હતા (આકૃતિ 5f). આનું કારણ એ છે કે ચાઇટોસનનું ડિપ્રોટોનેશન ઉચ્ચ pH પર થાય છે, જેના પરિણામે ઓછા કોમ્પેક્ટ પોલિમર નેટવર્ક અને લોડેડ ઇન્સ્યુલિનનું પ્રકાશન થાય છે.
વધુમાં, મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા ઇન્સ્યુલિન NPs એ અન્ય ડિહાઇડ્રેટેડ NPs (આકૃતિ 5d–f) કરતાં ઝડપી રીલીઝ પ્રોફાઇલ દર્શાવી. અગાઉ વર્ણવ્યા મુજબ, મેનિટોલ વિના સૂકવવામાં આવેલા પુનર્ગઠિત ઇન્સ્યુલિન NPs એ સૌથી નાનું કણ કદ દર્શાવ્યું. નાના કણો મોટો સપાટી વિસ્તાર પૂરો પાડે છે, તેથી મોટાભાગની સંબંધિત દવા કણ સપાટી પર અથવા તેની નજીક હશે, જેના પરિણામે ઝડપી દવા રિલીઝ થશે26.
MTT પરીક્ષણ દ્વારા NPs ની સાયટોટોક્સિસિટીની તપાસ કરવામાં આવી હતી. આકૃતિ S4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, 50-500 μg/ml ની સાંદ્રતા પર બધા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs કોષ સધ્ધરતા પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર કરતા નથી, જે સૂચવે છે કે ઉપચારાત્મક વિંડો સુધી પહોંચવા માટે બધા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs નો સુરક્ષિત રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
યકૃત એ મુખ્ય અંગ છે જેના દ્વારા ઇન્સ્યુલિન તેના શારીરિક કાર્યો કરે છે. HepG2 કોષો એક માનવ હિપેટોમા સેલ લાઇન છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇન વિટ્રો હેપેટોસાઇટ અપટેક મોડેલ તરીકે થાય છે. અહીં, HepG2 કોષોનો ઉપયોગ ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ અને સ્પ્રે-ડ્રાયિંગ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ના સેલ્યુલર અપટેકનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. 25 μg/mL ની સાંદ્રતા પર મફત FITC ઇન્સ્યુલિન સાથે કેટલાક કલાકોના ઇન્ક્યુબેશન પછી ફ્લો સાયટોમેટ્રી અને દ્રષ્ટિનો ઉપયોગ કરીને કોન્ફોકલ લેસર સ્કેનિંગ દ્વારા સેલ્યુલર અપટેક, તાજા તૈયાર FITC ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs અને ડિહાઇડ્રેટેડ FITC ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs સમાન ઇન્સ્યુલિન સાંદ્રતા પર ક્વોન્ટિટેટિવ ​​માઇક્રોસ્કોપી (CLSM) અવલોકનો કરવામાં આવ્યા હતા. ડિહાઇડ્રેશન દરમિયાન મેનિટોલ વિના લ્યોફિલાઇઝ્ડ NPs નાશ પામ્યા હતા અને આ પરીક્ષણમાં તેનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું ન હતું. મેનિટોલ સાથે અને વગર તાજા તૈયાર ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs, મેનિટોલ સાથે લ્યોફિલાઇઝ્ડ NPs અને સ્પ્રે-ડ્રાય્ડ NPs (આકૃતિ 6a) ની ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ફ્લોરોસેન્સ તીવ્રતા 4.3, 2.6 હતી, ફ્રી ઇન્સ્યુલિન કરતાં અનુક્રમે 2.4 અને 4.1 ગણું વધારે (આકૃતિ 6b). આ પરિણામો સૂચવે છે કે એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઇન્સ્યુલિન ફ્રી ઇન્સ્યુલિન કરતાં સેલ્યુલર શોષણમાં વધુ શક્તિશાળી છે, મુખ્યત્વે અભ્યાસમાં ઉત્પાદિત ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ નેનોપાર્ટિકલ્સના નાના કદને કારણે.
તાજા તૈયાર કરેલા NPs અને ડિહાઇડ્રેટેડ NPs સાથે 4 કલાકના ઇન્ક્યુબેશન પછી HepG2 કોષનું શોષણ: (a) HepG2 કોષો દ્વારા FITC-ઇન્સ્યુલિન શોષણનું વિતરણ. (b) ફ્લો સાયટોમેટ્રી દ્વારા વિશ્લેષણ કરાયેલ ફ્લોરોસેન્સ તીવ્રતાનો ભૌમિતિક સરેરાશ (n = 3), *P < 0.05 મફત ઇન્સ્યુલિન સાથે સરખામણીમાં.
તેવી જ રીતે, CLSM છબીઓ દર્શાવે છે કે તાજા તૈયાર કરેલા FITC-ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs અને FITC-ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ સ્પ્રે-ડ્રાય NPs (મેનિટોલ વિના) ની FITC ફ્લોરોસેન્સ તીવ્રતા અન્ય નમૂનાઓ કરતા ઘણી મજબૂત હતી (આકૃતિ 6a). વધુમાં, મેનિટોલના ઉમેરા સાથે, દ્રાવણની ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાએ સેલ્યુલર શોષણ સામે પ્રતિકાર વધાર્યો, જેના પરિણામે ઇન્સ્યુલિન પ્રસારમાં ઘટાડો થયો. આ પરિણામો સૂચવે છે કે મેનિટોલ-મુક્ત સ્પ્રે-ડ્રાય NPs એ સૌથી વધુ સેલ્યુલર શોષણ કાર્યક્ષમતા દર્શાવી કારણ કે ફરીથી વિસર્જન પછી તેમના કણોનું કદ ફ્રીઝ-ડ્રાય NPs કરતા નાનું હતું.
ચિટોસન (સરેરાશ મોલેક્યુલર વજન 100 KDa, 75–85% ડિએસિટિલેટેડ) સિગ્મા-એલ્ડ્રિચ (ઓકવિલે, ઓન્ટારિયો, કેનેડા) પાસેથી ખરીદવામાં આવ્યું હતું. સોડિયમ ટ્રાઇપોલીફોસ્ફેટ (TPP) VWR (રેડનોર, પેન્સિલવેનિયા, યુએસએ) પાસેથી ખરીદવામાં આવ્યું હતું. આ અભ્યાસમાં વપરાયેલ રિકોમ્બિનન્ટ માનવ ઇન્સ્યુલિન ફિશર સાયન્ટિફિક (વોલ્થમ, MA, યુએસએ) પાસેથી હતું. ફ્લોરોસીન આઇસોથિઓસાયનેટ (FITC)-લેબલવાળું માનવ ઇન્સ્યુલિન અને 4′,6-ડાયમિડિનો-2-ફેનાઇલિંડોલ ડાયહાઇડ્રોક્લોરાઇડ (DAPI) સિગ્મા-એલ્ડ્રિચ (ઓકવિલે, ઓન્ટારિયો, કેનેડા) પાસેથી ખરીદવામાં આવ્યા હતા. HepG2 સેલ લાઇન ATCC (માનાસાસ, વર્જિનિયા, યુએસએ) પાસેથી મેળવવામાં આવી હતી. અન્ય તમામ રીએજન્ટ વિશ્લેષણાત્મક અથવા ક્રોમેટોગ્રાફિક ગ્રેડ હતા.
0.1% એસિટિક એસિડ ધરાવતા ડબલ ડિસ્ટિલ્ડ વોટર (DD વોટર) માં ઓગાળીને 1 mg/ml CS સોલ્યુશન તૈયાર કરો. TPP અને ઇન્સ્યુલિનના 1 mg/ml દ્રાવણને અનુક્રમે DD પાણીમાં અને 0.1% એસિટિક એસિડમાં ઓગાળીને તૈયાર કરો. પ્રી-ઇમલ્શન પોલીટ્રોન PCU-2-110 હાઇ સ્પીડ હોમોજેનાઇઝર (બ્રિંકમેન ઇન્ડ. વેસ્ટબરી, NY, USA) સાથે તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. તૈયારી પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: સૌપ્રથમ, 4ml ઇન્સ્યુલિન સોલ્યુશનમાં 2ml TPP સોલ્યુશન ઉમેરવામાં આવે છે, અને મિશ્રણને 30 મિનિટ માટે હલાવવામાં આવે છે અને સંપૂર્ણપણે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. પછી, મિશ્ર દ્રાવણને હાઇ-સ્પીડ સ્ટિરિંગ (10,000 rpm) હેઠળ સિરીંજ દ્વારા CS સોલ્યુશનમાં ડ્રોપવાઇઝ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. મિશ્રણોને 30 મિનિટ માટે બરફના સ્નાનમાં હાઇ-સ્પીડ સ્ટિરિંગ (15,000 rpm) હેઠળ રાખવામાં આવ્યા હતા, અને ક્રોસ-લિંક્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs મેળવવા માટે તેમને ચોક્કસ pH પર ગોઠવવામાં આવ્યા હતા. ઇન્સ્યુલિનના કણોનું કદ વધુ એકરૂપ બનાવવા અને ઘટાડવા માટે NPs, તેમને પ્રોબ-ટાઇપ સોનિકેટર (UP 200ST, Hielscher Ultrasonics, Teltow, Germany) નો ઉપયોગ કરીને બરફના સ્નાનમાં વધારાના 30 મિનિટ માટે સોનિકેટ કરવામાં આવ્યા હતા.
ઇન્સ્યુલિન NPS ને 25°C તાપમાને DD પાણીમાં પાતળું કરીને, Litesizer 500 (Anton Par, Graz, Austria) નો ઉપયોગ કરીને ગતિશીલ પ્રકાશ સ્કેટરિંગ (DLS) માપનો ઉપયોગ કરીને Z-સરેરાશ વ્યાસ, પોલીડિસ્પર્સિટી ઇન્ડેક્સ (PDI) અને ઝેટા પોટેન્શિયલ માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. મોર્ફોલોજી અને કદ વિતરણને Hitachi H7600 ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (TEM) (હિટાચી, ટોક્યો, જાપાન) દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યું હતું, અને ત્યારબાદ Hitachi ઇમેજિંગ સોફ્ટવેર (હિટાચી, ટોક્યો, જાપાન) નો ઉપયોગ કરીને છબીઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ઇન્સ્યુલિન NPs ની એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા (EE) અને લોડિંગ ક્ષમતા (LC) નું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, NPs ને 100 kDa ના મોલેક્યુલર વેઇટ કટ-ઓફ સાથે અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન ટ્યુબમાં પાઇપેટ કરવામાં આવ્યા હતા અને 30 મિનિટ માટે 500 xg પર સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવ્યા હતા. ફિલ્ટ્રેટમાં અનએનકેપ્સ્યુલેટેડ ઇન્સ્યુલિનને Agilent 1100 સિરીઝ HPLC સિસ્ટમ (Agilent, Santa Clara, California, USA) નો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવ્યું હતું જેમાં a ક્વાટર્નરી પંપ, ઓટોસેમ્પલર, કોલમ હીટર અને DAD ડિટેક્ટર. C18 કોલમ (ઝોર્બેક્સ, 3.5 μm, 4.6 mm × 150 mm, એજિલેન્ટ, યુએસએ) દ્વારા ઇન્સ્યુલિનનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું અને 214 nm પર શોધી કાઢવામાં આવ્યું. મોબાઇલ ફેઝ એસીટોનિટ્રાઇલ અને પાણી હતું, જેમાં 0.1% TFA હતું, ગ્રેડિયન્ટ રેશિયો 10/90 થી 100/0 હતો, અને 10 મિનિટ સુધી ચાલ્યો. મોબાઇલ ફેઝને 1.0 મિલી/મિનિટના પ્રવાહ દરે પમ્પ કરવામાં આવ્યો હતો. કોલમ તાપમાન 20 °C પર સેટ કરવામાં આવ્યું હતું. સમીકરણોનો ઉપયોગ કરીને EE અને LC ના ટકાવારીની ગણતરી કરો.(1) અને સમીકરણ (2).
ઇન્સ્યુલિન NP ને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે 2.0 થી 4.0 સુધીના વિવિધ CS/ઇન્સ્યુલિન ગુણોત્તરનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું. તૈયારી દરમિયાન વિવિધ માત્રામાં CS દ્રાવણ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે ઇન્સ્યુલિન/TPP મિશ્રણને સતત રાખવામાં આવ્યું હતું. બધા દ્રાવણો (ઇન્સ્યુલિન, TPP અને CS) ઉમેર્યા પછી મિશ્રણના pH ને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરીને ઇન્સ્યુલિન NPs 4.0 થી 6.5 ની pH રેન્જમાં તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. ઇન્સ્યુલિન NPs ની રચનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સના EE અને કણોના કદનું મૂલ્યાંકન વિવિધ pH મૂલ્યો અને CS/ઇન્સ્યુલિન માસ રેશિયો પર કરવામાં આવ્યું હતું.
ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન NPs ને એલ્યુમિનિયમ કન્ટેનર પર મૂકવામાં આવ્યા હતા અને ટેપથી કડક કરીને ટિશ્યુથી ઢાંકવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ, સ્ક્રૂ કરેલા કન્ટેનરને ટ્રે ડ્રાયરથી સજ્જ લેબકોન્કો ફ્રીઝોન ફ્રીઝ ડ્રાયર (લેબકોન્કો, કેન્સાસ સિટી, MO, USA) માં મૂકવામાં આવ્યા હતા. ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs મેળવવા માટે તાપમાન અને વેક્યુમ પ્રેશર -10 °C, પહેલા 2 કલાક માટે 0.350 ટોર, અને 24 કલાકના બાકીના 22 કલાક માટે 0 °C અને 0.120 ટોર પર સેટ કરવામાં આવ્યા હતા.
બુચી મીની સ્પ્રે ડ્રાયર B-290 (BÜCHI, ફ્લાવિલ, સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડ) નો ઉપયોગ એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઇન્સ્યુલિન બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. પસંદ કરેલા સૂકવણી પરિમાણો હતા: તાપમાન 100 °C, ફીડ ફ્લો 3 L/મિનિટ, અને ગેસ ફ્લો 4 L/મિનિટ.
ડિહાઇડ્રેશન પહેલા અને પછી ઇન્સ્યુલિન NPs ને FTIR-ATR સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા હતા. ડિહાઇડ્રેટેડ નેનોપાર્ટિકલ્સ તેમજ ફ્રી ઇન્સ્યુલિન અને ચાઇટોસનનું વિશ્લેષણ સ્પેક્ટ્રમ 100 FTIR સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર (પર્કીનએલ્મર, વોલ્થમ, મેસેચ્યુસેટ્સ, યુએસએ) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું જે યુનિવર્સલ ATR સેમ્પલિંગ એક્સેસરી (પર્કીનએલ્મર, વોલ્થમ, મેસેચ્યુસેટ્સ, યુએસએ) થી સજ્જ હતું. 4000-600 cm2 ની ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં 4 cm2 ના રિઝોલ્યુશન પર 16 સ્કેનમાંથી સિગ્નલ સરેરાશ મેળવવામાં આવી હતી.
હેલિયોસ નેનોલેબ 650 ફોકસ્ડ આયન બીમ-સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (FIB-SEM) (FEI, હિલ્સબોરો, ઓરેગોન, યુએસએ) દ્વારા કેપ્ચર કરાયેલ ફ્રીઝ-ડ્રાય અને સ્પ્રે-ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ની SEM છબીઓ દ્વારા ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન NPs ની મોર્ફોલોજીનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. વપરાયેલ મુખ્ય પરિમાણ વોલ્ટેજ 5 keV અને વર્તમાન 30 mA હતું.
બધા ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs ને dd પાણીમાં ફરીથી ઓગાળવામાં આવ્યા હતા. ડિહાઇડ્રેશન પછી તેમની ગુણવત્તાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે અગાઉ ઉલ્લેખિત સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કણોનું કદ, PDI, EE અને LC નું ફરીથી પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. લાંબા સમય સુધી સંગ્રહ પછી NPs ના ગુણધર્મોનું પરીક્ષણ કરીને એનહાઇડ્રોઇન્સ્યુલિન NPs ની સ્થિરતા પણ માપવામાં આવી હતી. આ અભ્યાસમાં, ડિહાઇડ્રેશન પછીના બધા NPs ને ત્રણ મહિના માટે રેફ્રિજરેટરમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યા હતા. ત્રણ મહિનાના સંગ્રહ પછી, NPs નું મોર્ફોલોજિકલ કણોનું કદ, PDI, EE અને LC માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
ડિહાઇડ્રેશન પછી NPs ને સુરક્ષિત રાખવામાં ઇન્સ્યુલિનની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, 45 mL ધરાવતા સિમ્યુલેટેડ ગેસ્ટ્રિક પ્રવાહી (pH 1.2, 1% પેપ્સિન ધરાવતું), આંતરડાના પ્રવાહી (pH 6.8, 1% ટ્રિપ્સિન ધરાવતું) અથવા કાયમોટ્રીપ્સિન દ્રાવણ (100 g/mL, ફોસ્ફેટ બફરમાં, pH 7.8) માં 5 mL પુનર્ગઠિત NPs ને ઓગાળો. તેમને 100 rpm ની ગતિ સાથે 37°C પર ઇન્ક્યુબેટેડ કરવામાં આવ્યા હતા. દ્રાવણનું 500 μL અલગ અલગ સમયે એકત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું અને HPLC દ્વારા ઇન્સ્યુલિન સાંદ્રતા નક્કી કરવામાં આવી હતી.
તાજા તૈયાર અને ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs ના ઇન વિટ્રો રિલીઝ વર્તનનું પરીક્ષણ ડાયાલિસિસ બેગ પદ્ધતિ (મોલેક્યુલર વેઇટ કટ-ઓફ 100 kDa, સ્પેક્ટ્રા પોર ઇન્ક.) દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. પેટ, ડ્યુઓડેનમ અને ઉપલા નાના આંતરડાના pH વાતાવરણનું અનુકરણ કરવા માટે તાજા તૈયાર અને પુનર્ગઠિત ડ્રાય NPs ને અનુક્રમે pH 2.5, pH 6.6 અને pH 7.0 (0.1 M ફોસ્ફેટ-બફર્ડ સલાઇન, PBS) પર પ્રવાહીમાં ડાયાલિસિસ કરવામાં આવ્યું હતું. બધા નમૂનાઓ 200 rpm પર સતત ધ્રુજારી સાથે 37 °C પર ઉકાળવામાં આવ્યા હતા. નીચેના સમયે 5 mL ડાયાલિસિસ બેગની બહાર પ્રવાહીને એસ્પિરેટ કરો: 0.5, 1, 2, 3, 4, અને 6 કલાક, અને તરત જ તાજા ડાયાલિસેટથી વોલ્યુમ ફરી ભરો. HPLC દ્વારા પ્રવાહીમાં ઇન્સ્યુલિન દૂષણનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને નેનોપાર્ટિકલ્સમાંથી ઇન્સ્યુલિન મુક્ત થવાનો દર નેનોપાર્ટિકલ્સ (સમીકરણ 3) માં સમાવિષ્ટ કુલ ઇન્સ્યુલિન સાથે મુક્ત ઇન્સ્યુલિનના ગુણોત્તરથી ગણતરી કરવામાં આવ્યો હતો.
માનવ હિપેટોસેલ્યુલર કાર્સિનોમા સેલ લાઇન HepG2 કોષોને 60 મીમી વ્યાસની વાનગીઓમાં ડલ્બેકોના મોડિફાઇડ ઇગલ્સ મીડિયમ (DMEM) નો ઉપયોગ કરીને ઉગાડવામાં આવ્યા હતા જેમાં 10% ફેટલ બોવાઇન સીરમ, 100 IU/mL પેનિસિલિન અને 100 μg/mL સ્ટ્રેપ્ટોમાયસીન29 હતું. સંસ્કૃતિઓને 37°C, 95% સંબંધિત ભેજ અને 5% CO2 પર જાળવવામાં આવી હતી. અપટેક એસે માટે, HepG2 કોષોને 8-વેલ નંક લેબ-ટેક ચેમ્બર સ્લાઇડ સિસ્ટમ (થર્મો ફિશર, NY, USA) પર 1 × 105 કોષો/ml પર સીડ કરવામાં આવ્યા હતા. સાયટોટોક્સિસિટી એસે માટે, તેમને 5 × 104 કોષો/ml ની ઘનતા પર 96-વેલ પ્લેટો (કોર્નિંગ, NY, USA) માં સીડ કરવામાં આવ્યા હતા.
તાજા તૈયાર અને ડિહાઇડ્રેટેડ ઇન્સ્યુલિન NPs30 ની સાયટોટોક્સિસિટીનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે MTT પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. HepG2 કોષોને 96-વેલ પ્લેટોમાં 5 × 104 કોષો/mL ની ઘનતા પર સીડ કરવામાં આવ્યા હતા અને પરીક્ષણ પહેલાં 7 દિવસ માટે કલ્ચર કરવામાં આવ્યા હતા. ઇન્સ્યુલિન NPs ને કલ્ચર માધ્યમમાં વિવિધ સાંદ્રતા (50 થી 500 μg/mL) માં પાતળું કરવામાં આવ્યું હતું અને પછી કોષોને આપવામાં આવ્યું હતું. 24 કલાકના ઇન્ક્યુબેશન પછી, કોષોને PBS સાથે 3 વખત ધોવામાં આવ્યા હતા અને વધારાના 4 કલાક માટે 0.5 mg/ml MTT ધરાવતા માધ્યમથી ઇન્ક્યુબેટેડ કરવામાં આવ્યા હતા. Tecan infinite M200 pro spectrophotometer plate reader (Tecan, Männedorf, Switzerland) નો ઉપયોગ કરીને 570 nm પર પીળા ટેટ્રાઝોલિયમ MTT થી જાંબલી ફોર્માઝનમાં એન્ઝાઇમેટિક ઘટાડો માપીને સાયટોટોક્સિસિટીનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું.
કોન્ફોકલ લેસર સ્કેનિંગ માઇક્રોસ્કોપી અને ફ્લો સાયટોમેટ્રી વિશ્લેષણ દ્વારા NPs ની સેલ્યુલર શોષણ કાર્યક્ષમતાનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. Nunc Lab-Tek ચેમ્બર સ્લાઇડ સિસ્ટમના દરેક કૂવાને મફત FITC-ઇન્સ્યુલિન, FITC-ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs સાથે સારવાર આપવામાં આવી હતી, અને સમાન સાંદ્રતા પર 25 μg/mL ડિહાઇડ્રેટેડ FITC-ઇન્સ્યુલિન NPs નું પુનર્ગઠન કરવામાં આવ્યું હતું અને 4 કલાક માટે ઇન્ક્યુબેટ કરવામાં આવ્યું હતું. કોષોને PBS સાથે 3 વખત ધોવામાં આવ્યા હતા અને 4% પેરાફોર્માલ્ડિહાઇડ સાથે ઠીક કરવામાં આવ્યા હતા. ન્યુક્લીને 4′,6-ડાયમિડિનો-2-ફેનાઇલિંડોલ (DAPI) થી રંગવામાં આવ્યા હતા. ઓલિમ્પસ FV1000 લેસર સ્કેનીંગ/ટુ-ફોટોન કોન્ફોકલ માઇક્રોસ્કોપ (ઓલિમ્પસ, શિંજુકુ સિટી, ટોક્યો, જાપાન) નો ઉપયોગ કરીને ઇન્સ્યુલિન સ્થાનિકીકરણ જોવા મળ્યું હતું. ફ્લો સાયટોમેટ્રી વિશ્લેષણ માટે, 10 μg/mL ફ્રી FITC-ઇન્સ્યુલિન, FITC-ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ NPs અને રિસોલ્યુબિલાઇઝ્ડ ડિહાઇડ્રેટેડ FITC-ઇન્સ્યુલિન NPs ની સમાન સાંદ્રતા ઉમેરવામાં આવી હતી. 96-કુવા પ્લેટોને HepG2 કોષો સાથે સીડ કરવામાં આવી અને 4 કલાક માટે ઇન્ક્યુબેટ કરવામાં આવી. 4 કલાક ઇન્ક્યુબેટ કર્યા પછી, કોષોને FBS વડે 3 વખત દૂર કરવામાં આવ્યા અને ધોવામાં આવ્યા. BD LSR II ફ્લો સાયટોમીટર (BD, ફ્રેન્કલિન લેક્સ, ન્યુ જર્સી, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ) દ્વારા પ્રતિ નમૂના 5 × 104 કોષોનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું.
બધા મૂલ્યો સરેરાશ ± પ્રમાણભૂત વિચલન તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. બધા જૂથો વચ્ચેની સરખામણીનું મૂલ્યાંકન એક-માર્ગી ANOVA અથવા Mac (IBM, Endicott, New York, USA) માટે IBM SPSS Statistics 26 દ્વારા t-test નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું અને p < 0.05 ને આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ ગણવામાં આવ્યું હતું.
આ અભ્યાસ બલ્કિંગ એજન્ટો અથવા ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ ક્ષમતા અને ઉચ્ચ લોડ ક્ષમતાનો ઉપયોગ કરીને પ્રમાણભૂત ફ્રીઝ-ડ્રાયિંગ પદ્ધતિઓની તુલનામાં વધુ સારી પુનર્ગઠન સાથે ક્રોસ-લિંક્ડ ચાઇટોસન/TPP/ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સને ડિહાઇડ્રેટ કરવા માટે સ્પ્રે ડ્રાયિંગની લવચીકતા અને ક્ષમતા દર્શાવે છે. ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સને સરેરાશ કણ કદ 318 nm અને 99.4% ની એન્કેપ્સ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા મળી. ડિહાઇડ્રેશન પછી SEM અને FTIR પરિણામો દર્શાવે છે કે ગોળાકાર માળખું ફક્ત સ્પ્રે-ડ્રાય NPs માં જ જાળવવામાં આવ્યું હતું જેમાં મેનિટોલ અને તેના વગર અને મેનિટોલ સાથે લ્યોફિલાઇઝ્ડ કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ મેનિટોલ વિના લ્યોફિલાઇઝ્ડ NPs ડિહાઇડ્રેશન દરમિયાન વિઘટિત થયા હતા. પુનર્ગઠન ક્ષમતા પરીક્ષણમાં, મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સને સૌથી નાનું સરેરાશ કણ કદ અને પુનર્ગઠન પર સૌથી વધુ લોડિંગ દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. આ બધા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ના રીલીઝ વર્તણૂકો દર્શાવે છે કે તેઓ pH = 2.5 અને pH = 7 ના દ્રાવણમાં ઝડપથી મુક્ત થયા હતા, અને pH = 6.5 ના દ્રાવણમાં ખૂબ જ સ્થિર હતા. અન્ય ફરીથી ઓગળેલા ડિહાઇડ્રેટેડ NPs ની તુલનામાં, NPs મેનિટોલ વિના સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા ઇન્સ્યુલિનમાં સૌથી ઝડપી પ્રકાશન જોવા મળ્યું. આ પરિણામ સેલ્યુલર અપટેક પરીક્ષણમાં જોવા મળેલા પરિણામ સાથે સુસંગત છે, કારણ કે મેનિટોલની ગેરહાજરીમાં સ્પ્રે-ડ્રાય કરેલા NPs એ તાજા તૈયાર કરેલા NPs ની સેલ્યુલર શોષણ કાર્યક્ષમતા લગભગ સંપૂર્ણપણે જાળવી રાખી હતી. આ પરિણામો સૂચવે છે કે મેનિટોલ-મુક્ત સ્પ્રે ડ્રાયિંગ દ્વારા તૈયાર કરાયેલા ડ્રાય ઇન્સ્યુલિન નેનોપાર્ટિકલ્સ અન્ય નિર્જળ ડોઝ સ્વરૂપો, જેમ કે મૌખિક ગોળીઓ અથવા બાયોએડહેસિવ ફિલ્મ્સમાં વધુ પ્રક્રિયા કરવા માટે સૌથી યોગ્ય છે.
બૌદ્ધિક સંપદા સમસ્યાઓને કારણે, વર્તમાન અભ્યાસ દરમિયાન જનરેટ થયેલા અને/અથવા વિશ્લેષણ કરાયેલા ડેટાસેટ્સ જાહેરમાં ઉપલબ્ધ નથી, પરંતુ વાજબી વિનંતી પર સંબંધિત લેખકો પાસેથી ઉપલબ્ધ છે.
કાગન, એ. પ્રકાર 2 ડાયાબિટીસ: સામાજિક અને વૈજ્ઞાનિક ઉત્પત્તિ, તબીબી ગૂંચવણો, અને દર્દીઓ અને અન્ય લોકો માટે અસરો. (મેકફાર્લેન, 2009).
સિંઘ, એપી, ગુઓ, વાય., સિંઘ, એ., ઝી, ડબલ્યુ. અને જિયાંગ, પી. ઇન્સ્યુલિન એન્કેપ્સ્યુલેશનનો વિકાસ: શું હવે મૌખિક વહીવટ શક્ય છે? જે. ફાર્મસી.બાયો-ફાર્મસી.રિઝર્વોઇર.1, 74–92 (2019).
વોંગ, સીવાય, અલ-સલામી, એચ. અને દાસ, સીઆર ડાયાબિટીસની સારવાર માટે મૌખિક ઇન્સ્યુલિન-લોડેડ લિપોસોમ ડિલિવરી સિસ્ટમ્સમાં તાજેતરની પ્રગતિ. અર્થઘટન.જે. ફાર્મસી.549, 201–217 (2018).