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유망한 항균성 근관 세척액으로서 염산클로르헥시딘 나노에멀젼의 조성 및 특성 분석: 시험관 내 및 생체 외 연구
작곡 Abdelmonem R., Younis MK, Hassan DH, El-Sayed Ahmed MAEG, Hassanien E., El-Batuti K., Elfaham A.
Rehab Abdelmonem, 1 Mona K. Younis, 1 Doaa H. Hassan, 1 Mohamed Abd El-Gawad El-Sayed Ahmed, 2 Ehab Hassanein, 3 Kariem El-Batuti, 3 Alaa Elfaham 31 1 이집트 6 October City, Misr 대학교 약학 및 산업약학부 과학기술학과; 2 이집트 6 October City, Misr 과학기술대학교 약학부 미생물학 및 면역학과; 3 이집트 카이로, Ain Shams 대학교 치내치료학과 서론 및 목적: 염산헥시딘[Chx.HCl]은 광범위한 항균 활성, 지속적인 작용 및 낮은 독성을 가지고 있어 잠재적인 근관 세척액으로 권장됩니다. 본 연구의 목적은 새로운 조성의 염산클로르히드록시클로로퀸(Chx.HCl) 나노에멀젼을 이용하여 Chx.HCl의 침투력, 세정력 및 항균 작용을 향상시키고 이를 근관 세척액으로 사용하는 것이었다. 방법: Chx.HCl 나노에멀젼은 올레산과 Labrafil M1944CS 두 가지 오일, Tween 20과 Tween 80 두 가지 계면활성제, 그리고 보조 계면활성제인 프로필렌 글리콜을 사용하여 제조하였다. 최적 시스템을 나타내기 위해 유사 삼원상 평형도를 작성하였다. 제조된 나노에멀젼 제형에 대해 약물 함량, 유화 시간, 분산성, 액적 크기, 시험관 내 약물 방출, 열역학적 안정성, 시험관 내 항균 활성 및 선별된 제형에 대한 시험관 내 연구를 평가하였다. 0.75% 및 1.6% Chx.HCl 나노에멀젼의 침투력, 세정력 및 항균 작용을 일반 입자 크기의 근관 세척액과 비교하였다. 결과. 선택된 제형은 라브라필 2%, 트윈 80 12%, 프로필렌 글리콜 6%를 함유한 F6이었다. 입자 크기가 작고(12.18 nm), 유화 시간이 짧으며(1.67초), 2분 이내에 빠르게 용해되었다. 이는 열역학적/물리적으로 안정적인 시스템임을 나타냈다. 기존의 염산클로르헥시딘(Chx.HCl) 입자 크기와 비교했을 때, 1.6% 고농도 Chx.HCl 나노에멀젼은 입자 크기가 작아 침투력이 더 우수했다. 일반적인 입자 크기 물질(2609.56 µm²)과 비교했을 때, 1.6% Chx.HCl 나노에멀젼은 잔류물의 평균 표면적이 가장 작았다(2001.47 µm²). 결론: Chx.HCl 나노에멀젼 조성물은 우수한 세정력과 항균 작용을 나타낸다. 특히 장구균(Enterococcus faecalis)에 대해 매우 효과적인 살균 작용을 보였으며, 세균 세포 수축률이 높거나 완전히 사멸되었다. 핵심어: 염산클로르헥시딘, 나노에멀젼, 근관 세척액, 침투, 세척 효과, 항균 세척액.
나노에멀젼은 50~500nm 범위의 입자 크기를 갖는 에멀젼의 한 종류로, 독특한 특성 때문에 최근 몇 년 동안 많은 주목을 받고 있습니다. 우수한 세정력을 지니고 있으며, 물의 경도에 영향을 받지 않고, 대부분의 경우 독성이 낮으며 정전기적 상호작용이 없습니다. 2 나노기술은 초소형 입자 크기, 질량 대비 넓은 표면적, 유사한 벌크 제품에 비해 독특한 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있으며, 치과 감염의 치료 및 예방에 새로운 가능성을 열어줍니다. 3 염산클로르헥시딘(Chx.HCl)은 물에 약간 녹고 알코올에는 매우 약간 녹으며 빛에 노출되면 서서히 변색됩니다. 4.5 Chx.HCl은 광범위한 항균 작용, 지속적인 효과, 낮은 독성을 가지고 있습니다. 이러한 특성 때문에 근관 세척액으로도 권장됩니다. Chx.HCl의 주요 장점은 낮은 세포 독성, 무취, 무미입니다. 6-9 여러 종류의 레이저가 근관 소독을 개선하는 데 사용되어 왔습니다. 레이저의 살균 효과는 파장과 에너지뿐만 아니라 열 노출에도 영향을 받는데, 이는 세균 세포벽의 변화를 일으켜 삼투압 기울기의 변화를 유발하고 궁극적으로 세포 사멸로 이어집니다. 레이저와 근관 세척기의 상호 작용은 치수 소독에 새로운 가능성을 열어줍니다. 10 초음파 에너지는 높은 주파수를 생성하지만 진폭은 낮습니다. 해당 파일들은 인간의 청각 인지 한계(>20kHz)를 넘어서는 25~30kHz의 초음파 주파수로 진동하도록 설계되었습니다. 해당 파일들은 인간의 청각 인지 한계(>20kHz)를 넘어서는 25~30kHz의 초음파 주파수로 진동하도록 설계되었습니다. Файлы предназначены для колеbanий на ульtraзвуковых частотах 25–30 кГц, которые находятся за пределами слухового восприятия человека (> 20 кГц). 해당 파일들은 인간의 가청 범위(> 20 kHz)를 벗어나는 25~30 kHz의 초음파 주파수로 진동하도록 설계되었습니다.这些文件被设计成은 25~30kHz에서 超声波频率下振荡, 这超了人类听觉感知的极限(>20kHz)입니다.25~30kHz의 这些文件被设计成 Файлы рассчитаны на колебания на ульtraзвуковых частотах 25–30 кГц, что выходит за пределы слухового восприятия человека (>20 킬로그램). 해당 파일은 인간의 가청 범위(>20kHz)를 벗어나는 25~30kHz의 초음파 주파수 진동에 맞춰 설계되었습니다.이들은 횡진동으로 작동하며, 길이를 따라 매듭과 배의 특징적인 모드를 설정합니다. "수동 초음파 세척(PUI)"이라는 용어는 근관 파일이나 기구가 근관 벽과 접촉하지 않는 세척 프로토콜을 의미합니다. PUI 동안 초음파 에너지는 진동하는 파일에서 근관 내 세척액으로 전달됩니다. 후자는 세척액의 음파 흐름과 공동화를 유발할 수 있습니다. 11 위의 데이터를 바탕으로 나노기술을 사용하여 Chx.HCl의 향상된 침투 및 세척 작용을 평가하는 것이 적절하다고 판단됩니다.
염산클로르헥시딘(Chx.HCl)은 Arab Drug Company for Pharmaceuticals(카이로, 이집트)에서 제공받았습니다. Labrafil M 1944 CS(올레오일폴리옥시-6-글리세라이드)는 Gattefosse(생프리스트, 프랑스)에서 제공받았습니다. Tween 20(폴리옥시에틸렌(20)소르비탄 모노라우레이트), Tween 80(폴리옥시에틸렌(80)소르비탄 모노올레에이트), 올레산, 프로필렌 글리콜은 Gomhorya Company(카이로, 이집트)에서 제공받았습니다. 치주 또는 교정 치료를 위한 비우식성 단근치 발치, 아인샴스 대학교 치과대학 악안면학과, 카이로, 이집트. Enterococcus faecalis 순수 배양균(ATCC 29212 균주)은 뇌심장추출물(BHI) 배지(RC CLEANER, 일충치과, 서울, 한국)에서 배양되었습니다.
다양한 매질(올레산, 라브라필 M 1944CS, 트윈 20, 트윈 80, 프로필렌 글리콜 및 물)에서 클로르헥시딘 HCl의 용해도를 연구하였다. 원심분리 튜브에 클로르헥시딘 HCl 과량(50mg)을 넣고 매질 5.0g을 첨가하였다. 혼합물을 볼텍스 믹서에서 15분간 교반한 후 실온에 보관하였다. 24시간 후, 튜브 내 불용성 약물 침전물을 3000rpm에서 5분간 원심분리하여 투명한 상층액을 얻었다. 충분한 양의 시료 용액을 취하여 n-부탄올로 희석하였다. 희석된 시료를 Whatman 102 필터 페이퍼로 여과한 후, 포화 용액의 약물 농도를 측정하기 위해 n-부탄올로 적절히 희석하였다. 시료는 n-부탄올을 대조군으로 하여 260nm에서 UV 분광광도계를 이용하여 분석하였다. 12.13
이상적인 나노에멀젼의 최적 매개변수를 얻기 위해 제형에 필요한 각 성분의 정확한 비율을 결정하기 위해 유사 삼중상 다이어그램을 작성했습니다. 14 이 제형은 오일(예: 올레산 및 Labrafil M1944CS), 계면활성제(예: Tween 20 및 Tween 80) 및 추가 계면활성제인 프로필렌 글리콜을 사용하여 제조되었습니다. 먼저, 계면활성제(보조 계면활성제 제외)와 오일의 혼합물을 다양한 부피비(1:9~9:1)로 각각 제조했습니다. 혼합물에 물을 한 방울씩 첨가하면서 적정할 때, 혼합물이 투명해지는 시점부터 탁해지는 시점까지를 종말점으로 하여 주의 깊게 관찰했습니다. 이러한 종말점을 유사 삼중상 다이어그램에 표시했습니다. 이 과정을 계면활성제와 보조 계면활성제(Smix)를 2:1 및 3:1 비율로 혼합하고 선택된 오일과 혼합한 경우에도 반복했습니다.15,16
클로르헥시딘 HCl을 함유하는 나노에멀젼 시스템은 오일 상으로 Labrafil M 1944 CS를, 계면활성제로 Tween 80 또는 20과 프로필렌 글리콜을 추가 계면활성제로, 그리고 마지막으로 물을 사용하여 제조하였다(표 1). 약물을 Labrafil M 1944 CS에 용해시킨 후, 계면활성제와 보조 계면활성제의 혼합액을 천천히 첨가하면서 점진적으로 혼합하였다. 첨가하는 계면활성제와 보조 계면활성제의 양, 그리고 첨가 가능한 오일 상의 비율은 유사 삼원상 평형도를 이용하여 결정하였다. 초음파 발생기(Ultrasonic LC 60 H, Elma, Germany)를 사용하여 원하는 입자 크기 범위로 과립을 분산시킨 후 평형을 맞추었다. 17
분산성 시험은 용해 장치(Dr. Schleuniger Pharmaton, 모델 Diss 6000, Thun, Switzerland)를 사용하여 수행되었으며, 각 제제 1ml를 37±0.5°C의 물 500ml에 첨가했습니다. 표준 스테인리스 스틸 용해 패들이 50rpm으로 회전하여 부드러운 교반을 보장했습니다. 생성된 에멀젼은 육안으로 관찰하여 투명, 푸른빛이 도는 반투명, 유백색 또는 혼탁으로 분류했습니다. 추가 연구를 위해 투명한 제형을 선택하십시오. 18.19
유사 삼중상 다이어그램에 기반한 최적화된 나노에멀젼 조성물로부터 초음파 기술을 이용하여 Chx.HCl을 추출함으로써 n-부탄올을 생산하였다. 적절히 희석한 후, 추출물을 260 nm 파장에서 분광광도법으로 분석하여 Chx.HCl 함량을 측정하였다.
자가유화 시간을 측정하기 위해 각 조성물 1ml를 증류수 250ml가 담긴 비커에 넣고 37±1°C에서 50rpm으로 일정하게 교반하였다. 자가유화 시간은 원액이 희석 후 균일한 혼합물을 형성하는 데 걸리는 시간으로 정의하였다.
액적 크기 분석을 위해 최적화된 제형 50mg을 플라스크에 담고 물 1000ml에 희석한 후 손으로 부드럽게 혼합하였다. 액적 크기 분포는 Malvern Zetasizer 2000 기기(Malvern Instruments Ltd., Malvern, UK)를 사용하여 후방 산란 검출 조건 173º, 온도 25ºC, 굴절률 1.330에서 측정하였다.
체외 용출 연구는 USP Type II 장치(패들형)(Dr. Schleuniger Pharmaton, Diss Model 6000)를 사용하여 50 rpm에서 수행하였다. 용출 매질로는 37±0.5°C로 유지된 증류수 500 ml를 사용하였고, 제조된 조성물 5 ml를 용출 매질에 한 방울씩 첨가하였다. 그 후, 일정 간격으로 용출 매질 5 ml를 채취하여 254 nm에서 분광광도계를 이용하여 방출된 약물의 양을 측정하였다. 모든 실험은 3회 반복하여 수행하였다.
이후, 이를 기반으로 제조된 나노에멀젼으로부터 Chx.HCl의 체외 방출에 대한 동역학적 매개변수를 측정하였다. 0차, 1차, 2차 동역학 및 히구치 확산 모델을 검증하여 Chx.HCl 방출에 가장 적합한 동역학적 순서를 선택하였다.
각 제형 2ml를 상온에서 48시간 동안 보관한 후 상분리를 관찰하였다. 그 후, 각 Chx.HCl 나노에멀젼 제형 1ml 샘플을 증류수로 10ml 및 100ml까지 희석하여 25°C에서 24시간 동안 보관하였다. 그리고 상분리를 관찰하였다. (21)
그런 다음 각 조성물의 시료 2ml를 나사 뚜껑이 있는 투명 병에 각각 옮겨 담고 2°C의 냉장고에 24시간 동안 보관했습니다. 이후 꺼내어 25°C와 40°C에 보관하면서 냉각-해동 과정을 한 번씩 수행했습니다. 그런 다음 시료에서 상 분리 및 약물 침전 여부를 관찰했습니다.
각 Chx.HCl 나노에멀젼 제형 5ml 샘플을 유리관에 옮겨 담고 실험실 원심분리기(상하이 외과기기 공장 마이크로원심분리기 모델 800, 중국 상하이)에 넣고 4000rpm으로 5분간 원심분리하였다. 그런 다음 샘플의 상 분리 및 약물 침전 여부를 관찰하였다.
모든 실험은 이집트 아인샴스 대학교 기관윤리위원회의 승인을 받았습니다. 치근단이 형성된 비우식성 단근치 50개를 선정했습니다. 발치된 치아는 환자로부터 서면 동의서를 받은 후 사용했습니다. 치아에는 상악 및 하악 절치와 하악 소구치가 포함됩니다. 치근의 외측면은 큐렛으로 처리하고 모든 치아는 0.5% NaOCl 용액에 24시간 동안 표면 살균한 후 사용 전까지 멸균 식염수에 보관했습니다. 치관은 안전측 다이아몬드 디스크로 제거하고 치아 길이는 치근단에서 치관연까지 16mm로 표준화했습니다. 24,25 세척액에 따라 치아는 다음과 같은 그룹으로 분류했습니다.
(A) 전체 시료(n=24)를 염산 클로르헥시딘 나노에멀젼으로 세척했습니다. 하위 그룹 (I)(n=12)은 0.75% 염산 클로르헥시딘 나노에멀젼 5ml로, 하위 그룹 (II)(n=12)은 1.6% 염산 클로르헥시딘 나노에멀젼 5ml로 세척했습니다. (B) 전체 시료(n=24)를 2% 염산 클로르헥시딘 나노에멀젼(정상 입자 크기) 5ml로 세척했습니다. 대조군(n=2)은 활성화 과정 없이 생리식염수 5ml로 세척했습니다.
충치가 없고 치근단이 형성된 인간 치아 44개를 선택했습니다. 치아에는 상악 및 하악 절치와 하악 소구치가 포함됩니다. 치근의 외측면은 큐렛으로 처리하고 모든 치아는 0.5% NaOCl 용액에 24시간 동안 표면 살균한 후 사용 전까지 멸균 식염수에 보관했습니다. 치관은 안전 다이아몬드 디스크로 제거하고 치아 길이는 치근단에서 치관연까지 16mm로 표준화했습니다. 24,25,29
표준 방법을 사용하여 50번 주요 근첨 파일 크기로 기계적 근관 준비를 시행했습니다. 수술 중에는 멸균 생리식염수를 세척액으로 사용했습니다. 마지막으로, 도말층을 제거하기 위해 17% EDTA 용액 2ml로 1분간 근관을 세척했습니다. 누출을 방지하기 위해 각 시편의 근첨공을 포함한 전체 치근 표면에 매니큐어(시아노아크릴레이트 접착제)를 두 번 도포했습니다. 그런 다음, 취급 및 식별이 용이하도록 치아를 치석 블록에 수직으로 세웠습니다. 29-33개의 시편을 121℃, 15psi에서 20분간 고압멸균했습니다. 멸균 후, 모든 시편은 멸균된 기구를 사용하여 멸균 조건하에서 운반 및 처리했습니다. 근관은 뇌심장추출물(BHI) 배지에서 37℃, 24시간 동안 배양한 Enterococcus faecalis 순수 배양균(ATCC 29212 균주)으로 오염시켰습니다. 멸균된 미세 피펫을 사용하여 모든 치아의 준비된 근관에 E. faecalis 접종액의 투명한 현탁액을 주입합니다. 그런 다음 블록을 멸균 비커에 넣고 37°C에서 24시간 동안 배양합니다. 31, 34, 35
(A) 그룹(n=24)의 샘플은 Chx.HCl 나노에멀젼으로 세척했습니다. 하위 그룹(I)(n=12)의 샘플은 0.75% 농도의 Chx.HCl 나노에멀젼 5ml로 헹구었습니다. 하위 그룹(II)(n=12)의 샘플은 1.6% 농도의 Chx.HCl 나노에멀젼 5ml로 헹구었습니다.
대조군: 양성 대조군(n=4), 오염된 근관을 5ml 생리식염수로 세척하여 양성 대조군으로 사용했습니다. 음성 대조군(n=4), 검체에 현탁액을 주입하지 않아 근관이 E. faecalis에 오염되지 않았으며, 멸균 상태를 유지하여 시술의 멸균성 및 신뢰성을 확인하는 음성 대조군으로 사용했습니다. 각 검체에 5ml의 시험 세척액을 사용했습니다. 그런 다음 각 검체를 1ml의 멸균 생리식염수로 최종 세척했습니다.
35번 크기의 멸균 종이팁을 사용하여 근관에서 검체를 채취했습니다. 종이팁을 작업 길이까지 튜브에 삽입하고 10초 동안 그대로 둔 다음, 한천 배지로 옮겨 플레이트당 콜로니 형성 단위(CFU) 수를 측정했습니다. 플레이트는 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 육안으로 세균 증식 여부를 확인했습니다. 투명한 플레이트는 완전한 멸균을 나타냅니다. 흐릿한 플레이트는 세균 증식이 확인된 것으로 간주했습니다. 각 플레이트의 세균 증식 영역에서 평균 CFU 수를 측정하고 총 CFU 수를 계산했습니다. 생존균수는 주로 드립 플레이트에서 생균수를 측정하여 계산했습니다. 또한, 낮은 CFU 수를 측정하기 위해 주입컵을 사용했고, 높은 CFU 수를 측정하기 위해 10⁶으로 희석했습니다. 36.37
실험 당일 오토클레이브에서 미리 멸균 처리한 해동된 한천 배지 15ml가 담긴 시험관을 준비합니다. 엔테로코커스 페칼리스(Enterococcus faecalis)는 매우 높은 pH, 산성도 및 고온에서도 생존할 수 있는 통성 그람 양성 혐기성 구균입니다. 39 세균 시료(Enterococcus faecalis ATCC 29212)는 콜로니에서 얻은 세포를 멸균 식염수와 혼합하여 준비했습니다. 그런 다음 세균 시료를 식염수로 희석하여 McFarland 0.5, 즉 10⁸ CFU/mL에 맞추었습니다. 첨가된 시료의 부피는 10µl였습니다. 39 탁도 표준액(McFarland 0.5)⁴⁰은 1%(10⁻⁶g/l) 염화바륨 이수화물 용액 0.6ml를 100ml 눈금 실린더에 넣고 1%(10⁻⁶g/l) 황산으로 100ml까지 채워서 준비했습니다. 탁도 표준 용액을 배양액 시료와 동일한 튜브에 넣고 증발을 방지하기 위해 밀봉하여 실온에서 6개월 동안 어두운 곳에 보관했습니다. 빈 페트리 접시의 뚜껑을 열고 시료를 접시 중앙에 붓습니다. 한천이 완전히 굳으면 접시를 뒤집어 37°C에서 24시간 동안 배양합니다.
모든 데이터는 수집, 표로 정리한 후 통계 분석을 실시했습니다. 통계 분석은 IBM® SPSS® Statistical Version 17 for Windows(SPSS Inc., IBM Corporation, Armonk, NY, USA)를 사용하여 수행했습니다.
클로르헥시딘 HCl(Chx.HCl)의 다양한 오일 상, 계면활성제 용액, 보조 계면활성제 용액 및 물에서의 용해도를 연구했습니다. Chx.HCl은 라브라필 M(Labrafil M)에서 가장 높은 용해도를 보였고, 올레산에서는 가장 낮은 용해도를 나타냈습니다. 나노에멀젼은 약물을 용해된 형태로 유지할 수 있기 때문에 오일 상에서 약물의 용해도가 높을수록 제형 내 오일 함량이 줄어들고 결과적으로 약물 함량이 감소하므로 나노에멀젼에 있어 오일 상의 높은 용해도는 중요합니다. 오일 방울을 유화시키기 위해서는 일정량의 계면활성제와 보조 계면활성제가 필요합니다.
나노에멀젼 영역을 정의하고 선택된 오일, 계면활성제 및 추가 계면활성제(Labrafil M, Tween 80, Tween 20 및 프로필렌 글리콜)의 농도를 최적화하기 위해 유사 삼중상 다이어그램을 작성했습니다. Chx.Hcl은 올레산에 대한 용해도가 매우 낮아 올레산을 물 한 방울로 적정할 때 탁도가 발생합니다. 따라서 올레산 시스템은 본 연구에서 제외되었습니다. 다른 제형은 오일과 계면활성제를 1:9 비율로 혼합하여 제조했습니다. pH 및 이온 강도 범위가 적절하므로 이러한 계면활성제를 선택했습니다.
제조된 모든 제형은 투명했지만, 시스템 F2는 탁한 모습을 보여 추가 평가 연구에서 제외되었습니다.
이상적인 나노에멀젼 제형은 부드럽게 교반하면서 희석할 때 완전하고 신속하게 분산될 수 있어야 합니다. Chx.HCl 나노에멀젼 제형은 1.67초에서 12.33초 사이의 짧은 유화 시간을 보였습니다. Tween 80은 가장 짧은 유화 시간을 나타냈는데, 이는 Tween 80의 높은 용해 능력 때문으로 설명할 수 있습니다. 자가 유화 시간은 계면활성제 농도가 증가함에 따라 증가하는데, 이는 계면활성제 작용으로 시스템의 점도가 증가하기 때문일 수 있습니다.
에멀젼의 액적 크기는 약물 방출 속도와 정도를 결정합니다. 에멀젼 액적 크기가 작을수록 유화 시간이 단축되고 약물 흡수를 위한 표면적이 넓어집니다. 선택된 Chx.HCl 나노에멀젼 조성물의 평균 액적 크기는 F1, F2, F3의 경우 각각 711±0.44, 587±15.3, 10.97±0.11, 16.43±4.55, 12.18±2.48이었고, PDI는 F4, F5, F6의 경우 각각 0.76, 0.19, 0.61, 0.47, 0.76이었습니다. 계면활성제로 Tween 80을 함유한 제형은 더 작은 구형 결정체를 나타냈습니다. 이는 Tween 80의 높은 유화력 때문일 수 있습니다. PDI 값이 낮을수록 시스템의 입자 크기 분포가 좁다는 것을 의미합니다. 이러한 제형은 액적 반경이 가시광선의 광학 파장(390~750nm)보다 작아 빛 산란이 최소화되므로 외관이 깨끗합니다. 41
그림 2는 제조된 제형에서 방출된 Chx.HCl의 백분율을 보여줍니다. 제조된 Chx.HCl 나노에멀젼 제형에서 약물의 완전 방출은 2분에서 7분 사이였습니다. Chx.HCl F6 나노에멀젼 제형에서 가장 높은 약물 방출 속도(2분)가 관찰되었는데, 이는 유화도를 높이는 Tween 80의 존재와 그로 인해 생성된 나노에멀젼이 약물 방출을 위한 넓은 표면적을 제공하여 약물 방출 속도를 증가시켰기 때문일 수 있습니다. 동시에 프로필렌 글리콜의 용해성 특성으로 인해 많은 양의 친수성 계면활성제가 오일에 용해될 수 있습니다. 40
Chx.HCl의 시험관 내 방출은 서로 다른 반응 속도 순서를 따르는 것으로 나타났으며, 제조 방식이 다른 나노에멀젼 제형에서 약물 방출을 반영하는 명확한 반응 속도 순서는 존재하지 않습니다. F4 약물의 방출 반응 속도는 1차 반응 속도를 따르는데, 이는 약물이 나노에멀젼 내에 남아 있는 양에 비례하여 방출됨을 의미합니다.⁴² 다른 약물의 방출 반응 속도는 히구아샤 확산 모델과 일치하며, 이는 방출된 약물의 양이 총 약물량의 제곱근과 나노에멀젼 내 약물 용해도에 비례함을 나타냅니다.⁴²
선택된 제형들을 열-냉각 주기, 원심분리 및 동결-해동 주기를 이용한 스트레스 테스트를 통해 다양한 열역학적 안정성을 평가했습니다. 그 결과, 제형 F3과 F4는 해동 주기 후 약물 침전이 관찰되었고, F1은 점도 증가(겔화) 현상을 보였습니다. F5와 F6은 연속 원심분리 주기, 열-냉각 시험 및 동결-해동 시험을 모두 통과했습니다. 나노에멀젼은 오일, 계면활성제 및 물의 특정 농도에서 상 분리, 유화 또는 균열 없이 형성되는 열역학적으로 안정한 시스템입니다. 나노에멀젼은 열적 안정성을 가지며, 동역학적으로 안정하여 결국 상 분리가 일어나는 일반 에멀젼과 구별됩니다.¹⁹ F3은 다른 제형보다 큰 입자 크기(587 nm)를 나타냈는데, 이는 열역학적 안정성 시험에서 상 분리 및 약물 침전이 나타난 이유를 설명할 수 있습니다. Tween 80을 함유하고 보조 계면활성제가 없는 F4에서는 약물 침전이 관찰되었는데, 이는 나노에멀젼 제형의 안정성을 향상시키기 위해 프로필렌 글리콜과 Tween 80을 함께 사용할 필요가 있음을 시사합니다. 추가적인 계면활성제 없이 Tween 20을 함유한 F1에서는 액적 응집으로 인한 겔화(증점) 현상이 나타났습니다.
안정성 시험 결과는 입자 분산성을 향상시키고 약물 침전을 방지하기 위해 프로필렌 글리콜 계면활성제를 추가하는 것이 중요하다는 것을 보여줍니다. 43 F6 제형은 작은 입자 크기(12.18 nm), 짧은 유화 시간(1.67초), 그리고 2분 후 빠른 용해 속도로 인해 최적의 제형으로 선정되었습니다. 이 제형은 열역학적/물리적으로 안정적인 시스템으로 확인되어 추가 연구를 위해 선택되었습니다.
근관 치료 후 실패 사례가 증가하고 있으며, 이는 환자들이 더욱 복잡한 감염에 걸릴 위험이 높아짐을 의미합니다. 44,45 근관 소독 및 충전 과정에서 바이오필름을 제거해야 합니다. 46,47 근관 시스템의 복잡성 때문에 기구와 세척액만으로는 세균성 근관을 완전히 제거하기 어렵습니다. 48 근관 세척액의 효과는 세척액이 근관 내로 침투하는 정도와 세균에 노출되는 시간에 따라 달라집니다. 49 따라서, 철저한 근관 살균을 위한 새로운 방법들이 시도되고 검증되어 왔습니다. 기존의 세척액은 근관 내 침투력이 부족하여 E. faecalis를 완전히 제거하지 못합니다. 50
나노에멀젼 린스의 평균 세척력은 2001.47 µm²였고, 린스 보조제의 평균 입자 크기는 2609.56 µm였다. 나노에멀젼 세척과 일반 입자 크기 세척의 평균 차이는 608.09 µm²였다. 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었으며, 그 차이는 P값 0.00052였다. 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었으며, 그 차이는 P값 0.00052였다. Mежду ирrigацionнными rastvorami наноэмульсии и ирригацionнными rastvorami с с нормальным размером частиц наблудалась статистически высокозначимая (P<0,001) разница (значение P 0,00052). 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, P값 0.00052)가 있었습니다.纳米乳液冲洗剂와 正常粒径冲洗剂之间存재진학상고도显着的差异(P<0.001)(P<0.00052).纳米乳液冲洗剂와 正常粒径冲洗剂之间存재진학상고도显着的差异(P<0.001)(P<0.00052). Mezhdu ополаскивателем с наноэмульсией 및 ополаскивателем с нормальным размером частиц была statistic очень значимая разница (P<0,0001) (значение P 0,00052). 나노에멀젼 린스와 일반 입자 크기 린스 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이가 있었습니다(P<0.0001, P값 0.00052).나노에멀젼은 일반 입자 크기 물질과 비교했을 때 통계적으로 매우 유의미한 차이를 보였으며, 평균 잔류 잔해 표면적이 더 낮았습니다. 즉, 그림 3에서 볼 수 있듯이 나노에멀젼 물질이 가장 우수한 세척 능력을 나타냈습니다.
그림 3. 린스 보조제의 세척 성능 비교: (A) 나노 CHX 레이저 활성화, (B) CHX 레이저 활성화, (C) PUI 나노 CHX 활성화, (D) 나노 CHX 미활성화, (E) CHX 미활성화, (F) CHX PUI 활성화.
잔류 Chx.HCl 1.6% 조각의 평균 표면적은 2320.36 µm2였고, Chx.HCl 2%의 평균 표면적은 2949.85 µm2였다. 고농도 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었습니다(P값 0.00000). 고농도 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었습니다(P값 0.00000). Наблудалась статистически высокозначимая (P<0,001) разница между более высокой концентрацией наноэмульсионных ирrigационных растворов 및 ирrigационными растворами с нормальным размером частиц (значение P 0,00000). 고농도 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었습니다(P값 0.00000).较高浓島 纳米乳液冲洗剂与正常粒径冲洗剂之间存上统计science高titude显着的差异（P<0.001）（P 值0.00000）.较高浓島 纳米乳液冲洗剂与正常粒径冲洗剂之间存재统计science显着的差异（P<0.001）（P 0 0.0 Наблудалась статистически очень значимая разница (P<0,001) между более высокими концентрациями ополаскивателя с наноэмульсией 및 ополаскивателя с нормальным размером частиц (значение P 0,00000). 고농도 나노에멀젼 린스와 일반 입자 크기 린스 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이가 있었습니다(P<0.001, P값 0.00000).나노에멀젼 세척액의 농도는 일반 입자 크기 세척액보다 낮았지만, 이 낮은 농도가 오히려 이물질 제거 및 근관 세척에 훨씬 더 효과적이었습니다.
PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 매우 유의미한 차이(p<0.001)를 보였습니다. PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 매우 유의미한 차이(p<0.001)를 보였습니다. PUI имел статистически высокозначимуу разницу (p<0,001) по сравненик с другими методами активации. PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 매우 유의미한 차이(p<0.001)를 보였습니다.与其他激活方法比，PUI 具有统计文文上不常显着的差异 (p<0.001)。与其他激活方法比，PUI 具有统计文文上不常显着的差异 (p<0.001)。 По сравненив с другими методами активации PUI имел статистически очень значимуж разницу (p<0,001). 다른 활성화 방법과 비교했을 때, PUI는 통계적으로 매우 유의미한 차이를 보였습니다(p<0.001).ISP를 활성화했을 때, 잔해물의 잔류 표면적의 평균값은 1695.31 µm2였다. PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929로, 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00000)를 보였습니다. PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929로, 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00000)를 보였습니다. Средняя разница между PUI и Laser составила 987,89929, демонстрируя высокостатистически значимуу (P<0,001) разницу с (p-значение 0,00000). PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929였으며, 이는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)를 보였다(p값 0.00000). PUI와 레이저는 987.89929, 显示絮差差异为987.89929, 显示统计显着性(P<0.001) 差异(p=0.00000)입니다.PUI와 레이저 Средняя разница между PUI 및 Laser составила 987,89929, что свидетельствует о высокой статистической значимости (P<0,001) 숫자(p-значение 0,00000). PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929로, 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00000)를 나타냈습니다. PUI와 무활성화 간의 평균 차이는 712.40643으로, 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00098)를 보였습니다. 레이저 활성화 여부에 따른 통계적 차이는 유의미하지 않았습니다(P>0.05, p값 0.451211). PUI와 활성화 없음 사이의 평균 차이는 712.40643이었으며, 이는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)를 보였고 p값은 0.00098이었습니다. Средняя разница между PUI 및 отсутствием activации составила 712,40643, демонстрируя высокостатически значимуuv (P<0,001) разницу с p-значением 0,00098). PUI와 활성화되지 않은 경우 사이의 평균 차이는 712.40643이었으며, 이는 p값이 0.00098로 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)를 나타냈습니다.P값은 0.451211입니다. PUI는 平均差异为712.40643, 显示高统计science显着性差异(P<0.001),p<0.0098).푸이 Средняя разница между PUI и инактивацией составила 712,40643, что свидетельствует о высокой statisticiческой значимости разницы (P<0,001, p-значение 0,00098). PUI와 불활성화 간의 평균 차이는 712.40643이었으며, 이는 차이가 통계적으로 매우 유의미함을 나타냅니다(P<0.001, p값 0.00098).使用激光激活或不激活는统计school上没有显着差异(P>0.05) P值为0.451211。使用激光激活或不激活는统计school上没有显着差异(P>0.05) P值为0.451211。 통계는 значимой разницы (P>0,05) с лазерной activацией 및 без нее было со значением P 0,451211입니다. 레이저 활성화 여부에 따른 통계적으로 유의미한 차이는 없었으며(P>0.05), P값은 0.451211이었다.레이저 활성화 후 남은 파편의 평균 표면적은 2683.21 µm²였습니다. 활성화하지 않은 경우 남은 파편의 평균 표면적은 2407.72 µm²였습니다. 레이저 활성화 또는 무활성화와 비교했을 때, PUI는 통계적으로 유의미하게 더 작은 평균 칩 표면적을 나타냈으며, 이는 가장 우수한 세척력을 의미합니다.
나노에멀젼 린스의 평균 세척력은 2001.47 µm²였고, 린스 보조제의 평균 입자 크기는 2609.56 µm였다. 나노에멀젼 세척과 일반 입자 크기 세척의 평균 차이는 608.09 µm²였다. 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었으며, 그 차이는 P값 0.00052였다. 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었으며, 그 차이는 P값 0.00052였다. Mежду ирrigацionнными rastvorami наноэмульсии и ирригационными rastvorami с с нормальным размером частиц была статистически высокозначимая (P<0,001) разница (значение P 0,00052). 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, P값 0.00052)가 있었습니다.纳米乳液冲洗剂与正常粒径冲洗剂之间存은 统计文書上高도显着的差异（P<0.001）（P<0.0.00052）입니다. P<0.001)(P值0.00052). Mezhdu ополаскивателем с наноэмульсией 및 ополаскивателем с нормальным размером частиц была statistic очень значимая разница (P<0,0001) (значение P 0,00052). 나노에멀젼 린스와 일반 입자 크기 린스 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이가 있었습니다(P<0.0001, P값 0.00052).일반적인 입자 크기의 물질과 비교했을 때, 나노에멀젼은 통계적으로 매우 유의미한 차이를 보이며 평균 잔류 잔해 표면적이 더 낮게 나타났습니다. 즉, 그림 3에서 볼 수 있듯이 나노에멀젼 물질은 더 우수한 세척 능력을 가지고 있습니다.
잔류 Chx.HCl 1.6% 조각의 평균 표면적은 2320.36 µm2였고, Chx.HCl 2%의 평균 표면적은 2949.85 µm2였다. 고농도 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었습니다(P값 0.00000). 고농도 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 사이에는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001)가 있었습니다(P값 0.00000). Имелась статистически высокодостоверная (P<0,001) разница между более высокой концентрацией наноэмульсионных ирригационных средств 및 ирригационными растворами с нормальным размером частиц (значение P 0,00000). 고농도 나노에멀젼 세척액과 일반 입자 크기 세척액 사이에는 통계적으로 유의미한 차이(P<0.001)가 있었다(P값 0.00000).较高浓島 纳米乳液冲洗剂与正常粒径冲洗剂之间存재상상差异（P<0.001）（P<0.0000）.较高浓島 纳米乳液冲洗剂与正常粒径冲洗剂之间存上统计science高titude显着的差异（P<0.001）（P000 Наблудалась статистически высокозначимая разница (P <0,001) между более высокими концентрациями ополаскивателя с наноэмульсией 및 ополаскивателем с нормальным размером частиц (значение P 0,00000). 고농도 나노에멀젼 린스와 일반 입자 크기 린스 간에는 통계적으로 매우 유의미한 차이가 있었습니다(P < 0.001, P값 0.00000).나노에멀젼 세척액의 농도는 일반 입자 크기 세척액보다 낮았지만, 이 낮은 농도가 오히려 이물질 제거 및 근관 세척에 훨씬 더 효과적이었습니다.
PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 매우 유의미한 차이(p<0.001)를 보였다. PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 매우 유의미한 차이(p<0.001)를 보였다. PUI는 데이터에 대한 정보를 제공하는 데 사용됩니다. PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 유의미한 차이(p<0.001)를 보였습니다.与其他激活方法比，PUI는유유한정보학상에서显着差异(p<0.001). 다른 활성화 방법과 비교했을 때, PUI는 통계적으로 유의미한 차이를 보였습니다(p<0.001). PUI статистически значимо отличался (p<0,001) по сравнения с другими методами активации. PUI는 다른 활성화 방법과 비교했을 때 통계적으로 유의미한 차이를 보였습니다(p<0.001).PUI 활성화 과정에서 잔류 표면 파편의 평균 면적은 1695.31 μm2였습니다. PUI와 레이저의 평균 차이는 987.89929로, 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00000)를 보였습니다. PUI와 무활성화의 평균 차이는 712.40643으로, 역시 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00098)를 나타냈습니다. 레이저 활성화 여부에 따른 통계적 유의성은 유의미하지 않았습니다(P>0.05, p값 0.451211). PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929로, 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00000)를 보였습니다. PUI와 무활성화 간의 평균 차이는 712.40643으로, 역시 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00098)를 나타냈습니다. 레이저 활성화 여부에 따른 차이는 통계적으로 유의미하지 않았습니다(P>0.05, p값 0.451211). Средняя разница между PUI и лазером составила 987,89929, демонстрируя высокостатистически значимуж (P<0,001) разницу с (p-значение 0,00000). PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929였으며, 이는 통계적으로 매우 유의미한 차이(P<0.001, p값 0.00000)를 나타냅니다. - значение 0,00098).Iспользование lasерной activации или отсутствие activации не е е е мело статистически значимой разницы (P>0,05) с (P-значение 0,451211). - 값 0.00098). 레이저 활성화 사용 여부는 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(P>0.05, P값 0.451211). PUI 와 激光 地间 는 平均差异为987.89929，与(p 值0.00000) 差异具 는 差异具 유고도统计文 义(P<0.001) 입니다. PUI와 레이저의 평균 차이는 987.89929이며, 이 차이는 통계적으로 매우 유의미합니다(p<0.001). Средняя разница между PUI и лазером составила 987,89929, что было высоко статистически значимым (P<0,001) с (значение p 0,00000). PUI와 레이저 간의 평균 차이는 987.89929였으며, 이는 통계적으로 매우 유의미한 결과였습니다(P<0.001, p값 0.00000). PUI는 与未激活之间的平均差异为712.40643，与(p) 差异具有高島统计文書(P<0.001) -值0.00098)。 PUI와 비활성 그룹 간의 평균 차이는 712.40643이며, 이 차이(p)는 통계적으로 매우 유의미합니다(P<0.001) – 값 0.00098. Средняя разница между PUI и инактивацией составила 712,40643, что было высоко statистически значимым с разницей (p) (P<0,001 - значение 0,00098). PUI와 불활성화 간의 평균 차이는 712.40643이었으며, 이는 통계적으로 매우 유의미한 차이(p) (P<0.001 – 값 0.00098)를 보였다.使用激光激活或不激活没有显着统计school差异(P>0.05) 与(P 值0.451211)。 레이저 활성화와 비활성화 간에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었습니다(P>0.05) 및 (P 값 0.451211). 통계에 따르면 значимой разницы (P>0,05)는 с(значение P 0,451211)에서 лазерной активацией 또는 그렇지 않기 때문입니다. 레이저 활성화 여부와 비교했을 때 통계적으로 유의미한 차이가 없었습니다(P>0.05, P값 0.451211).레이저 활성화 과정에서 남은 파편의 평균 표면적은 2683.21 μm²였습니다. 활성화하지 않은 경우 남은 파편의 평균 표면적은 2407.72 μm²였습니다. 레이저 활성화 또는 비활성화와 비교했을 때, PUI는 칩의 평균 표면적이 통계적으로 더 작았으며, 이는 더 우수한 세척 능력을 의미합니다.
나노에멀젼 린스의 평균적인 이물질 제거 효과는 일반 입자 크기 린스보다 통계적으로 유의미하게 높았습니다. Chx.HCl 1.6%, PUI 1938.77 µm², 레이저 활성화 시 2510.96 µm²의 효과를 보였습니다. 활성화하지 않은 경우 평균값은 2511.34 µm²였습니다. 2% Chx.HCl을 사용하고 레이저로 활성화했을 때 결과가 가장 좋지 않았고 이물질 양이 최대였습니다. 0.75% Chx.HCl을 활성화하지 않았을 때도 동일한 결과가 나타났습니다. 나노에멀젼에서 린스 보조제의 농도가 높을수록 최상의 결과를 얻을 수 있었습니다. 그림 3A-F)에서 볼 수 있듯이 PUI는 세척액 활성화 및 이물질 제거에 가장 효과적이었습니다.
표 2에서 볼 수 있듯이, Chx.HCl 나노에멀젼은 생존 미생물 수 측면에서 일반 크기 입자보다 우수한 성능을 보였으며, 크기, 세척제 농도 및 활성화 방법과 같은 매개변수에 따라 제형 침투 및 세척 효과와 좋은 상관관계를 나타냈다.
린스액의 농도를 높이면 박테리아를 완전히 제거할 수 있습니다. PUI 활성화를 적용한 경우에도 0.75% Chx.HCl이 가장 항균 효과가 떨어졌습니다. 레이저 활성화는 나노에멀젼 린스에 부정적인 영향을 미칩니다. 앞서 살펴본 모든 결과에서 알 수 있듯이, 레이저를 사용하면 0.75% Chx.HCl 나노에멀젼의 효능이 저하됩니다. 나노 Chx.HCl 0.75%의 CFU는 195로 매우 높은 수치이며, 이는 해당 농도의 시약이 레이저 활성화와 유사한 효과를 나타낸다는 것을 의미합니다. 다이오드 레이저는 광열 레이저이므로 빛이나 열 모두 나노에멀젼의 항균 효과를 저하시킬 수 있습니다. 고농도에서는 박테리아가 완전히 사멸합니다. 나노 Chx.HCl 1.6%는 레이저 활성화 조건에서도 박테리아 증식이 억제되었는데, 이는 레이저가 나노 Chx.HCl 1.6%의 항균 능력에 영향을 미치지 않았음을 의미합니다. 농도가 높은 나노에멀젼 물질일수록 항균 효과가 더 우수하다는 결론을 내릴 수 있다.
본 연구에서는 두 가지 오일, 두 가지 계면활성제 및 보조 계면활성제를 사용하여 클로르헥시딘 HCl 나노에멀젼을 제조하였고, 입자 크기가 작고 유화 시간이 짧으며 용해 속도가 빠른 최적 조성(F6)을 선정하였다. 또한, (F6)의 열역학적/물리적 안정성을 시험하였다. 1.6% 농도의 클로르헥시딘 HCl 나노에멀젼은 기존의 클로르헥시딘 HCl 세척액에 비해 상아세관 투과성이 가장 우수하였으며, 활성화 방법으로 PUI를 사용했을 때에도 세정 효과가 우수하였다. 더불어, 클로르헥시딘 HCl 나노에멀젼의 항균 시험 결과, 세균이 완전히 사멸되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 클로르헥시딘 HCl 나노에멀젼이 유망한 세척액으로서의 가능성을 뒷받침한다.
저희는 미스르 과학기술대학교 연구실 직원분들의 아낌없는 지원에 진심으로 감사드립니다.