Hydroxyapatite-Coated Ti6Al4V With Liposome-Encapsulated Gooseberry Extract for Orthopedic Applications.

چکیده اصلی

This study investigates gooseberry (Phyllanthus emblica) extract (GB) as a bioactive additive to provide antibacterial activity and activity against osteosarcoma cells in hydroxyapatite-coated Ti6Al4V implants while maintaining osteoblast cytocompatibility. Aqueous extraction of GB yields a multicomponent formulation containing hydrophilic bioactive constituents that are prone to rapid release and poor retention under physiological conditions, thereby limiting their utility in implant-based delivery systems. To address this limitation, GB was encapsulated within liposomes to mitigate burst release and enable sustained delivery from implant surfaces. When incorporated onto plasma-sprayed hydroxyapatite-coated Ti6Al4V substrates, liposomal encapsulation reduced burst release within the first 48 h by 18% at pH 5.0 and 27% at pH 7.4. The formulation reduced osteosarcoma cell viability by 58% ± 7% after 11 days and decreased Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus viability by 78% ± 3% and 45% ± 6%, respectively, within 48 h. Importantly, the system exhibited no cytotoxic effects toward osteoblasts, as demonstrated by MTT cell viability assays. In vivo evaluation of GB-treated implants after 6 weeks further demonstrated no adverse effect on early bone formation, with histological analysis showing a trend toward increased bone formation relative to control implants. These results demonstrate the feasibility of stabilizing and delivering a complex, hydrophilic natural extract from implant surfaces using liposomal encapsulation while maintaining osteoblast compatibility and without adversely affecting early bone formation in vivo.

ترجمه فارسی چکیده

این مطالعه بررسی می‌کند که آیا عصاره گوگردی (Phyllanthus emblica) می‌تواند به عنوان یک افزودنی زیست‌فعال در ایمپلنت‌های هیدروکسی‌آپاتیت پوشش‌یافته Ti6Al4V عمل کند تا فعالیت آنتی‌باکتریال و فعالیت علیه سلول‌های سارکوم استخوانی را فراهم کند و همزمان سازگاری با سلول‌های استخوان‌ساز را حفظ نماید. عصاره آب‌دهی گوگردی حاوی مؤلفه‌های زیست‌فعال آب‌دوست است که در شرایط فیزیولوژیک به سرعت آزاد شده و باقی‌ماندن ضعیفی دارند. برای حل این محدودیت، عصاره در ژل‌ماهیچه‌ها بسته‌بندی شد تا رهاسازی ناگهانی کاهش یابد و تحویل پایدار از سطح ایمپلنت‌ها امکان‌پذیر شود. هنگام افزودن به زیرساخت‌های Ti6Al4V پوشش‌یافته با هیدروکسی‌آپاتیت پاششی، بسته‌بندی ژل‌ماهیچه‌ای رهاسازی ناگهانی را در ۴۸ ساعت اول در pH 5.0 به میزان ۱۸٪ و در pH 7.4 به میزان ۲۷٪ کاهش داد. این فرمولاسیون پس از ۱۱ روز، ماندگاری سلول‌های سارکوم استخوانی را ۵۸٪ ± ۷٪ کاهش داد و در عرض ۴۸ ساعت، ماندگاری Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus aureus را به ترتیب ۷۸٪ ± ۳٪ و ۴۵٪ ± ۶٪ کاهش داد. مهم‌تر از آن، سیستم اثرات سمی علیه سلول‌های استخوان‌ساز را نشان نداد که با آزمون‌های ماندگاری سلول MTT اثبات شد. ارزیابی در vivo ایمپلنت‌های درمان‌شده با عصاره گوگردی پس از ۶ هفته نشان داد که اثرات نامطلوبی بر تشکیل استخوان اولیه ایجاد نمی‌کند و آنالیز هیستولوژیک نشان‌دهنده تمایل به افزایش تشکیل استخوان نسبت به ایمپلنت‌های کنترلی است.

متن کامل اصلی