Development of Andrographolide-Carboxymethyl Chitosan Nanoparticles: Characterization, in vitro Release and in vivo Antimalarial Activity Study

Andrografolid Karboksimetil Kitosan Nanopartiküllerinin Geliştirilmesi: Karakterizasyon, in vitro Salım ve in vivo Antimalaryal Aktivite Çalışması

Retno SARI, Dwi SETYAWAN, Aty WIDYAWARUYANTI, Franciscus B. Tedy ANINDITA, Sinta Kusuma ASTUTI

Abstract

Objectives: The purpose of this study was to investigate the effect of andrographolide-carboxymethyl chitosan nanoparticles formation on thephysical characteristics, in vitro release profile and in vivo antimalarial activity of andrographolide.Materials and Methods: Nanoparticles were prepared by ionic gelation method-spray drying using CaCl2 as the crosslinker with a composition ofdrug: polymer: CaCl2=40: 250: 100. The obtained particles were evaluated for its size and morphology; physical state, drug content, in vitro drugrelease and in vivo antimalarial activity on Plasmodium berghei infected mice.Results: The results of DTA and XRD showed that nanoparticle systems had a lower melting point and lower crystallinity degree. The drug dissolvedfrom the nanoparticles was increased up to 6.5 times and the in vivo antimalarial activity was 1.65 times higher compared to andrographolide.Conclusion: The formation andrographolide-carboxymethyl chitosan nanoparticles affected the physical characteristics of andrographolide. Thedecrease crystallinity of andrographolide resulted in a lower melting point of andrographolide. Such changes provided a positive impact to the drugdissolution and then its activity.

Özet

Amaç: Bu çalışmanın amacı, andrografolid-karboksimetil kitosan nanopartiküllerinin oluşumunun andrografolidin fiziksel özellikleri, in vitro salım profili ve in vivo antimalaryal aktivitesi üzerine etkisini araştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: Nanopartiküller iyonik jelasyon yöntemi-püskürterek kurutma ile çapraz bağlayıcı olarak CaCI2kullanılarak etken madde: polimer: CaCl2 =40: 250: 100 bileşimi ile hazırlandı. Elde edilen partiküller büyüklükleri ve morfolojisi, fiziksel durumu, etken madde içeriği, in vitro etken madde salımı ve Plasmodium berghei ile enfekte sıçanlarda in vivo antimalaryal aktivite açısından değerlendirildi. Bulgular: DTA ve XRD sonuçları, nanopartikül sistemlerinin daha düşük bir erime noktasına ve daha düşük kristallik derecesine sahip olduğunu gösterdi. Nanopartiküllerden çözünen etken madde 6.5 kat artmıştır ve in vivo antimalaryal etkinlik andrografolid ile karşılaştırıldığında 1.65 kat daha fazladır. Sonuç: Andrografolid-karboksimetil kitosan nanopartiküllerinin oluşumu andrografolidin fiziksel özelliklerini etkiledi. Andrografolidin kristalinitesinin azalması, andrografolidin erime noktasının daha düşük olmasına neden olmuştur. Bu değişiklikler, etken maddenin çözünmesine ve daha sonra etkinliğine olumlu bir etki sağlamıştır.