In vitro dissolution study of clofazimine loaded into mesoporous silica particles in simulated lung fluid
2024 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
In vitro löslighetsstudie av klofazimin laddat i mesoporösa kiseldioxid partiklar i simulerad lungvätksa (Swedish)
Abstract [en]
Tuberculosis is an airborne infection caused by Mycobacterium tuberculosis, primarily affecting the lung. Multidrug – resistant tuberculosis (MDR – TB) develops due to inadequate treatment initiation and is challenging to treat because the bacteria has developed resistance to the most effective anti – TB drugs. Conventional oral administration of Clofazimine (CLZ) often causes adverse effects like skin discoloration, increasing the risk of premature treatment interruption. Pulmonary drug delivery with mesoporous silica particles (MSP) offers a promising solution for treating MDR – TB by reducing side effects and improving patient compliance. This study aimed to investigate how different properties of MSP I, II, and III affected CLZ’s in vitro dissolution in simulated lung fluid (SLF). Additionally, the study aimed to determine if released drug concentration exceeded the minimum inhibitory concentration (MIC) used in MDR – TB treatment. CLZ – loaded MSPs at a concentration of 25 mg/l underwent dissolution testing using the sample and separate (SS) and dialysis membrane (DM) methods. Results showed that CLZ released from the MSPs exhibited similar average maximum concentration and precipitation patterns with the SS method. ANOVA showed a statistically significant higher concentration of released CLZ from MSP I compared to MSP III. This implied that the properties of the MSPs affected CLZ’s dissolution. The DM method resulted in non – quantifiable levels of CLZ. Scanning electron microscopy confirmed the degradation of the MSPs in SLF from micron to nano size and revealed differences in degradation due to the particles’ different t50%. Furthermore, using a concentration of 25 mg/l was inadequate for achieving CLZ concentrations exceeding the MIC. This implied that CLZ would be unable to inhibit the growth of the drug – resistant strains of M. tuberculosis.
Abstract [sv]
Tuberkulos är en luftburen smitta orsakad av Mycobacterium tuberculosis, som främst påverkar lungorna. Multiresistent tuberkulos (MDR – TB) utvecklas till följd av att inadekvat behandling blivit insatt och är svårbehandlad eftersom bakterien utvecklat resistens mot de mest effektiva tuberkulosläkemedlena. Konventionell oral administrering av Klofazimin (KLZ) orsakar ofta biverkningar som hudmissfärgningar, vilket ökar risken för att patienter ska upphöra behandling i förtid. Läkemedelsleverans till lungorna med mesoporösa kiseldioxid partiklar (MSP) är ett alternativt tillvägagångssätt vid behandling av MDR – TB som erbjuder lösningar till tidigare nämnda problem. Syftet med studien var att undersöka hur MSP I, II och III:s olika egenskaper påverkar KLZ:s in vitro löslighet i stimulerad lungvätska. Ytterligare ett syfte var att avgöra om den frisatta läkemedelskoncentrationen överskred den minsta hämmande koncentrationen (MIC) som används vid behandling av MDR – TB. KLZ – laddade MSP:er med en koncentration på 25 mg/l genomgick löslighetsstudier med hjälp av sample and separate (SS) och dialysmembran (DM) metoder. Resultaten visade att KLZ frisatt från MSP I, II och III erhöll liknande maximala koncentrationer och precipitationsmönster med SS metoden. ANOVA visade en statistiskt signifikant högre koncentration av frigjord KLZ från MSP I jämfört med MSP III. Det indikerade att MSP:ernas egenskaper påverkade KLZ löslighet. DM metoden resulterade i icke – kvantifierbara nivåer av KLZ. Svepelektronmikroskop bekräftade MSP:ernas degradering från mikro – till nanostorlek i simulerad lungvätska och det observerades skillnader i partiklarnas degradering till följd av deras olika halveringstider. Dessutom var en koncentration på 25 mg/l otillräcklig för att uppnå KLZ koncentrationer som överskred MIC. Det innebar att KLZ inte hade kunnat hämma tillväxten av de resistenta stammarna av M. tuberculosis.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 31
Keywords [en]
Clofazimine, Dissolution study, Mesoporous silica particles, Multidrug – resistant tuberculosis, Pulmonary drug delivery.
Keywords [sv]
Klofazimin, Läkemedelsleverans, Löslighetsstudier, Mesoporösa kiseldioxid partiklar, Multiresistent tuberkulos.
National Category
Biomedical Laboratory Science/Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:mau:diva-69240OAI: oai:DiVA.org:mau-69240DiVA, id: diva2:1874155
Educational program
HS Biomedicinsk laboratorievetenskap
Supervisors
Examiners
2024-06-202024-06-192024-06-20Bibliographically approved