نانوکپسولاسیون کروسین زعفران در کمپلکس‌های بین پلی الکترولیتی کیتوزان/آلژینات برای دارورسانی خوراکی: رویکرد تاگوچی برای بهینه‌سازی طراحی

کروسین، به عنوان یک جزء مغذی زعفران (Crocus sativus L.)، دارای اثرات درمانی متعددی است. در مطالعه حاضر، یک نانوحامل کیتوزان/آلژینات (CS/ALG) حاوی کروسین برای دارورسانی خوراکی توسعه داده شد. تأثیر متغیرهای آماده‌سازی شامل pH و غلظت‌های CS، ALG و کلرید کلسیم (CaCl2) بر راندمان کپسوله‌سازی (EE%) و راندمان بارگذاری (LE%) نانوذرات (NPs) CS/ALG با استفاده از آرایه متعامد L9 تاگوچی (OA) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در 0.25% w/v CS، 0.1% w/v ALG، pH 4.5 و عدم وجود CaCl2، کروسین با EE% و LE% به ترتیب 91.5% و 27.4% در نانوذرات CS/ALG بارگذاری شد. امواج فراصوت اندازه ذرات (PSs) را تا 100 نانومتر کاهش داد و نانوذرات خشک‌شده انجمادی، ذراتی با اندازه متوسط ​​90 نانومتر تولید کردند. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) با موفقیت برای توصیف ساختار و مورفولوژی نانوذرات خشک‌شده انجمادی استفاده شد و نانوذرات بسیار ریز با اندازه کمتر از 100 نانومتر را تأیید کرد. کروسین بارگذاری شده در نانوذرات، پایداری بالاتری را در pH شبیه‌سازی شده معده 2 در مقایسه با کروسین آزاد نشان داد (به ترتیب 2.1٪ و 7.5٪ تخریب در 60 دقیقه). علاوه بر این، آزادسازی پایدار کروسین وابسته به pH با آزادسازی سریع‌تر در pH 2 مشاهده شد. به طور کلی، PS بسیار کوچک همراه با راندمان و پایداری بالای کپسوله‌سازی می‌تواند فراهمی زیستی خوراکی کروسین را افزایش دهد و نانوحامل‌های CS/ALG را به عنوان یک سیستم دارورسانی مؤثر امیدوارکننده کند.

Crocin, as a nutraceutical component of saffron (Crocus sativus L.), possesses numerous therapeutic effects. In the current study, a crocin-loaded chitosan/alginate (CS/ALG) nanocarrier was developed for oral delivery. The influence of preparation variables including pH and the concentrations of CS, ALG, and calcium chloride (CaCl2) on encapsulation efficiency (EE%) and loading efficiency (LE%) of CS/ALG nanoparticles (NPs) was evaluated by L9 Taguchi orthogonal array (OA). The results showed that at 0.25% w/v CS, 0.1% w/v ALG, pH 4.5, and absence of CaCl2, crocin was loaded into CS/ALG NPs with EE% and LE% of 91.5% and 27.4%, respectively. Ultrasonication reduced the particle sizes (PSs) up to 100 nm, and freeze-dried NPs reproduced the particles with average size of 90 nm. Scanning electron microscopy (SEM) was successfully used to characterize the structure and morphology of freeze-dried NPs, confirming very fine NPs having sizes less than 100 nm. Crocin loaded into NPs showed higher stability in simulated gastric pH 2 compared to free crocin (2.1% and 7.5% degradation at 60 min, respectively). Furthermore, a pH-dependent sustained crocin release was observed with faster release at pH 2. Overall, the very small PS along with high encapsulation efficiency and stability can enhance crocin oral bioavailability making CS/ALG nanovehicles promising as an effective delivery system.