Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals

Doctor of Philosophy (Pharmaceutical Sciences), 2019

Saved in:

Bibliographic Details
Main Author:	Sineenat Kuadkaew
Other Authors:	Sirima Mahattanadul
Format:	Theses and Dissertations
Language:	English
Published:	Prince of Songkla University 2024
Subjects:	Pharmaceutical preparation Drug utilization Gastritis Treatment
Online Access:	http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19594
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Institution:	Prince of Songkhla University
Language:	English

id	th-psu.2016-19594
record_format	dspace
institution	Prince of Songkhla University
building	Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center
continent	Asia
country	Thailand Thailand
content_provider	Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center
collection	PSU Knowledge Bank
language	English
topic	Pharmaceutical preparation Drug utilization Gastritis Treatment
spellingShingle	Pharmaceutical preparation Drug utilization Gastritis Treatment Sineenat Kuadkaew Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals
description	Doctor of Philosophy (Pharmaceutical Sciences), 2019
author2	Sirima Mahattanadul
author_facet	Sirima Mahattanadul Sineenat Kuadkaew
format	Theses and Dissertations
author	Sineenat Kuadkaew
author_sort	Sineenat Kuadkaew
title	Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals
title_short	Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals
title_full	Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals
title_fullStr	Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals
title_full_unstemmed	Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals
title_sort	effectiveness of chitosan-curcumin preparation in management of oral and gastric ulcers in experimental animals
publisher	Prince of Songkla University
publishDate	2024
url	http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19594
_version_	1806509650936332288
spelling	th-psu.2016-195942024-07-26T04:06:14Z Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals ประสิทธิภาพของยาเตรียมไคโตแชน-เคอร์คูมินต่อการจัดการโรคแผลในปากและแผลกระเพาะอาหารในสัตว์ทดลอง Sineenat Kuadkaew Sirima Mahattanadul Faculty of Pharmaceutical Sciences (Clinical Pharmacy) คณะเภสัชศาสตร์ ภาควิชาเภสัชกรรมคลินิก Pharmaceutical preparation Drug utilization Gastritis Treatment Doctor of Philosophy (Pharmaceutical Sciences), 2019 Curcumin, a lipophilic polyphenol extracted from the rhizomes of Curcuma longa Linn, has been reported to exert a variety of therapeutic properties including antioxidant, anti-inflammatory, antiulcer and wound healing. However, its limitations for further clinical use include its poor aqueous solubility, low bioavailability, large oral daily dosing and frequent drug administration. Chitosan is a well-known polysaccharide biopolymer with bioadhesive and drug penetration enhancing properties that could be beneficial in enhancing the substantivity in the oral and gastric mucosa, including the bioavailability through the gastric mucosa of curcumin. Its anti-oxidant, anti-inflammatory and ulcer-healing properties could also enhance the antiulcer efficacy of curcumin. Accordingly, a chitosan-curcumin preparation was developed and evaluated for its efficacy and mechanisms of antiulcer action in management of oral and gastric ulcers in experimental animals. An oral chitosan-curcumin mixture used for gastric ulcers was prepared using 0.1 M acetic acid as a solvent. The developed mixture was a uniform yellowed-color mixture with an optimal gastric pH range. Using a rat model, a chitosan-curcumin mixture with a combination ratio of curcumin (20 mg) and chitosan (150 mg) was superior to curcumin, chitosan or a standard antiulcer agent (lansoprazole) in prevention and treatment of acute gastric ulcers induced by non-steroidal anti- inflammatory drug (indomethacin). Interestingly, once-daily administration of an oral chitosan-curcumin mixture exerted comparable ulcer healing efficacy to twice-daily administration of curcumin, chitosan or a standard lansoprazole in treating acetic acid- induced chronic gastric ulcer in which the pathological aspects and healing process highly resembles a human chronic gastric ulcer. The pharmacological investigation on in vitro antioxidant and anti-inflammatory activities including in vivo antioxidant, anti-inflammatory, antisecretory and gastric mucus producing activities in rats indicated that an oral chitosan-curcumin mixture possessed a lower potent antisecretory activity than lansoprazole but exerted the highest gastric mucus producing, anti-oxidant and anti-inflammatory activities among curcumin, chitosan and lansoprazole. RT-PCR and real time RT-PCR (qRT-PCR) analysis on the expression of COX and NOS in the gastric ulcerated tissue revealed that a chitosan- curcumin mixture exerted anti-inflammatory activity through a down-regulation of pro-inflammatory COX-2 and iNOS expression including an up-regulation of cytoprotective eNOS expression, antisecretory activity through an up-regulation of cytoprotective COX-1 and nNOS expression and gastric mucus producing activity through an up-regulation of cytoprotective COX-1 and nNOS expression. A topical chitosan-curcumin mouthwash used for oral ulcers was prepared by dissolving 0.1 g of curcumin in a co-solvent system composed of 0.5 g of chitosan in 1% acetic acid solution and 40 ml of polyethylene glycol 400. The developed mouthwash was a clear solution with an optimum pH range to use in the human oral cavity. Its oral ulcer healing efficacy was evaluated on acetic acid-induced buccal mucosal ulcer in hamsters of which pathophysiologic ulcer phase is similar to that of radiation or chemotherapy-induced oral ulcers. The application of the mouthwash twice a day for 7 consecutive days significantly decreased the ulcer severity (p<0.05) with a better ulcer healing efficacy than those of a standard 0.15% benzydamine mouthwash with histological evidences on its beneficial effects of complete epithelization, wound contraction and tissue remodelling. An oral chitosan-curcumin mixture also exerted a comparable histological healing score to that of a topical chitosan-curcumin mouthwash. Additionally, the scratch wound healing assay demonstrated that a chitosan- curcumin mixture, curcumin and chitosan had comparable efficacy in stimulating HGF human gingival fibroblast cell and AGS human gastric epithelial cell proliferation and migration.The potential pharmacological findings obtained from the present studies indicated the benefit of a chitosan-curcumin preparation with a low dose of curcumin and low frequent drug administration as a potential alternative in management of gastric ulcer and oral ulcer. It is important to recognize that both curcumin and chitosan possess a potent down-regulation of iNOS and COX expression, therefore, a chitosan-curcumin preparation can exert the opposing effects of prevention and exacerbation of ulcer or ulcer healing and ulcer relapse depending on the dose-effect relationship. 1. The Thesis Promoting Scholarship of Graduate School, Prince of Songkla University 2. Pharmaceutical Science Faculty Reseach Fund, Prince of Songkla University Curcumin เป็นสาร lipophilic polyphenol ที่สกัดจากเหง้าของสมุนไพรขมิ้นชัน (Curcuma longa Linn) มีรายงานถึงคุณสมบัติการรักษาโรคที่หลากหลายซึ่งรวมถึงฤทธิ์ต้านอนุมูล อิสระ ต้านการอักเสบ ต้านการเกิดแผลเปื่อย และกระตุ้นการหายของแผล อย่างไรก็ตาม สาร curcumin มีข้อจํากัดสําหรับการนําไปใช้ทางคลินิกเนื่องจากมีความสามารถในการละลายน้ําน้อยมีค่าชีวปริมาณออกฤทธิ์ (bioavailability) ต่ํา ขนาดยารับประทานต่อวันสูงและต้องบริหารยาบ่อยครั้ง สาร chitosan เป็น polysaccharide biopolymer ที่รู้จักกันดีในคุณสมบัติด้านการยึดเกาะกับเยื่อบุ ผิวและการเพิ่มการซึมผ่านเข้าเซลล์ของยา ซึ่งมีประโยชน์ในการคงระดับความเข้มข้นของสาร Curcumin ในเยื่อบุผิวช่องปากและกระเพาะอาหารรวมทั้งเพิ่มค่าชีวปริมาณออกฤทธิ์ ฤทธิ์ต้านอนุมูล อิสระ ต้านการอักเสบและกระตุ้นการหายของแผล สาร chitosan ยังช่วยเสริมประสิทธิภาพในการ ป้องกันและรักษาแผลของสาร Curcumin ดังนั้น ยาเตรียม chitosan-Curcumin จึงได้ถูกพัฒนาขึ้น และทําการประเมินประสิทธิภาพและกลไกการออกฤทธิ์ในการจัดการแผลในช่องปากและกระเพาะอาหารในสัตว์ทดลองยาน้ํารับประทานรูปแบบยาผสม chitosan-Curcumin (Chitosan-Curcumin mixture) สําหรับแผลกระเพาะอาหาร เตรียมโดยใช้ 0.1 โมลาร์ acetic acid เป็นตัวทําละลาย ยาน้ําผสมที่ได้มี ลักษณะสีเหลืองสม่ําเสมอ มีค่าพีเอช (pH) อยู่ในช่วงค่าพีเอชของกระเพาะอาหาร การศึกษาในหนูแร็ (rat) พบว่า ยาน้ํารับประทานรูปแบบยาผสม chitosan-Curcumin ที่มีสัดส่วนการผสมของสาร curcumin (20 มิลลิกรัม) และสาร chitosan (150 มิลลิกรัม) ให้ประสิทธิภาพเหนือกว่ายารักษาแผล มาตรฐาน lansoprazole ในการป้องกันและรักษาแผลกระเพาะอาหารเฉียบพลันที่ถูกชักนําโดยยา ต้านอักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ indomethacin เป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งว่า การบริหารยาน้ํารับประทาน รูปแบบยาผสม chitosan-curcumin เพียงวันละครั้ง มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นการหายของแผล เทียบเท่ากับการบริหารสาร Curcumin สาร chitosan หรือ ยามาตรฐาน lansoprazole วันละ 2 ครั้ง ในการรักษาแผลเปื่อยกระเพาะอาหารที่เกิดจากการชักนําด้วย acetic acid ซึ่งมีลักษณะของการเกิดพยาธิวิทยาและการหายของแผลคล้ายคลึงกับแผลเปื่อยกระเพาะอาหารในมนุษย์ การตรวจสอบฤทธิ์ ทางเภสัชวิทยาในฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและต้านการอักเสบนอกร่างกาย (in vitro) รวมไปถึงฤทธิ์ต้าน อนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ ยับยั้งการหลั่งกรดและกระตุ้นการสร้างเมือกในหนูแร็ท (in vivo) บ่งชี้ว่า ยาน้ํารับประทานรูปแบบยาผสม chitosan-Curcumin มีฤทธิ์ยับยั้งการหลั่งกรดต่ํากว่ายามาตรฐาน lansoprazole แต่มีฤทธิ์กระตุ้นการสร้างเมือก ต้านอนุมูลอิสระ และต้านการอักเสบ สูงกว่าสาร curcumin สาร chitosan และยามาตรฐาน lansoprazole การวิเคราะห์ด้วยวิธี RT-PCR และ qRT- PCR ต่อการแสดงออก (expression) ของเอนไซม์ COX และ NOS ในเนื้อเยื่อแผลกระเพาะอาหาร แสดงให้เห็นว่า ยาน้ํารับประทานรูปแบบยาผสม chitosan-Curcumin มีฤทธิ์ต้านการอักเสบโดยยับยั้ง การแสดงออกของเอนไซม์ที่ส่งเสริมการอักเสบ (pro-inflammatory enzymes) COX-2 และ iNOS รวมไปถึงกระตุ้นการแสดงออกของเอนไซม์ที่ช่วยปกป้องเยื่อบุกระเพาะอาหาร (cytoprotective enzymes) eNOS มีฤทธิ์ยับยั้งการหลั่งกรดโดยกระตุ้นการแสดงออกของเอนไซม์ที่ช่วยปกป้องเยื่อบุ กระเพาะอาหาร COX-1 และ nNOS และมีฤทธิ์กระตุ้นการสร้างเมือกในกระเพาะอาหารโดยกระตุ้น การแสดงออกของเอนไซม์ที่ช่วยปกป้องเยื่อบุกระเพาะอาหาร COX-1 และ nNOS ยาเตรียมเฉพาะที่น้ํายาบ้วนปาก chitosan-Curcumin (chitosan-Curcumin mouthwash) สําหรับแผลในช่องปาก เตรียมโดยการละลายสาร Curcumin 0.1 กรัม ในระบบตัวทําละลายร่วมที่ ประกอบด้วยสาร chitosan 0.5 กรัม ในสารละลาย acetic acid ความเข้มข้น 1% และ สารละลาย polyethylene glycol 400 40 มิลลิลิตร น้ํายาบ้วนปากที่พัฒนาได้มีลักษณะสีเหลืองใสและมีค่า พีเอชอยู่ในช่วงค่าพีเอชที่เหมาะกับการใช้ในช่องปาก ทําการประเมินประสิทธิภาพการรักษาแผลในช่อง ปากต่อแผลเยื่อเมือกกระพุ้งแก้มที่เกิดจากการเหนี่ยวนําด้วย acetic acid ในหนูแฮมสเตอร์ซึ่งมีระยะการเกิดพยาธิสรีรวิทยาของแผลคล้ายกับการเกิดแผลในช่องปากที่ถูกชักนําโดยรังสีบําบัดหรือเคมี บําาบัด การบริหารนํ้ายาบ้วนปาก chitosan-Curcumin วันละสองครั้งเป็นเวลา 7 วันติดต่อกัน สามารถ ลดความรุนแรงของการเกิดแผลได้อย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (p<0.05) มีประสิทธิภาพในการกระตุ้น การหายของแผลสูงกว่าการบริหารด้วยน้ํายาบ้วนปากมาตรฐาน benzydamine โดยผลทางเนื้อเยื่อ วิทยาแสดงถึงการเกิดการสร้างเนื้อเยื่อบุผิว (epithelization) ของแผล การหดรั้งของเนื้อเยื่อแผลที่ ซ่อมแซมแล้ว (wound contraction) และการปรับเปลี่ยนโครงสร้างเนื้อเยื่อที่สร้างขึ้นใหม่ (tissue rernodelling) อย่างสมบูรณ์ ยาน้ํารับประทานในรูปแบบยาผสม chitosan-Curcumin มี ประสิทธิภาพในการรักษาแผลเช่นเดียวกันโดยมีค่า histological healing score ใกล้เคียงกับกลุ่มที่ ได้รับนํายาบ้วนปาก chitosan-curcumin นอกจากนี้ การทดสอบฤทธิ์กระตุ้นการหายของแผลด้วยวิธี scratch แสดงให้เห็นว่า ยาน้ํา ผสม chitosan-curcumin สาร Curcumin และสาร chitosan มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นการเพิ่ม จํานวน (proliferation) และการเคลื่อนตัว (migration) ของเซลล์ HGF human gingival fibroblast และ เซลล์ AGS human gastric epithelial cell เทียบเท่ากัน ผลการสืบค้นศักยภาพทางเภสัชวิทยาที่ได้จากการศึกษาในปัจจุบัน บ่งชี้ถึงประโยชน์ของยา เตรียม chitosan-curcumin ที่มีขนาดยาที่ต่ําของสาร Curcumin และมีความถี่ในการบริหารยาต่ํา ในการใช้เป็นยาทางเลือกที่มีศักยภาพในการจัดการโรคแผลกระเพาะอาหารและโรคแผลในปาก สิ่งสําคัญ ที่ต้องตระหนักถึงคือ ทั้งสาร Curcumin และสาร chitosan มีฤทธิ์แรงในการยับยั้งการแสดงออกของ เอนไซม์ iNOS และ COX ดังนั้น ยาเตรียม Chitosan-Curcumin สามารถออกฤทธิ์ที่ขัดแย้งกันระหว่าง ฤทธิ์ป้องกันการเกิดแผลและฤทธิ์กระตุ้นการกําเริบของแผล หรือฤทธิ์รักษาแผลและฤทธิ์กระตุ้นการ กลับเป็นซ้ําของแผลขึ้นอยู่ความสัมพันธ์ของขนาดที่ใช้และผลการรักษา 2024-07-26T04:06:13Z 2024-07-26T04:06:13Z 2019 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19594 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University

Effectiveness of Chitosan-Curcumin Preparation in Management of Oral and Gastric Ulcers in Experimental Animals

Similar Items