Topical red algal-mediated zinc oxide nanoparticles infused in gel as a therapeutic strategy for oral mucositis wound healing.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Oral mucositis is a debilitating inflammatory condition requiring effective topical formulations with antimicrobial and wound healing properties. This study aimed to formulate and evaluate Gracilaria foliifera-mediated zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) incorporated into a sodium alginate gel for potential oral mucosal applications. METHODS: The formulated ZnO-NPs-infused gel was characterized using UV-visible spectroscopy, FT-IR, SEM, EDX, and X-ray diffraction. Physical stability was assessed based on appearance, pH, texture, and phase separation. Antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial, and antibiofilm activities were evaluated in vitro. Drug-release behavior and cytotoxicity were also investigated. RESULTS: UV-visible spectroscopy showed absorption peaks at 321 and 320 nm at 0 and 24 h, respectively, indicating good nanoparticle stability within the gel matrix. SEM revealed irregularly shaped ZnO-NPs with an average size of 166 nm. EDX confirmed Zn (41.48%), O (19.7%), and C (38.7%), while X-ray diffraction showed 64.9% crystallinity. The formulation exhibited 74.3% radical-scavenging activity at 100 µg/mL and 64.07% inhibition of albumin denaturation at 400 µg/mL. It demonstrated antimicrobial activity against Streptococcus mutans, Escherichia coli, and Candida albicans and reduced S. mutans biofilm formation. Approximately 50% of the loaded ZnO-NPs were released within 12 h, while cytotoxicity assessment indicated good in vitro biocompatibility at 5-75 µg/mL. CONCLUSION: The ZnO-NPs-infused sodium alginate gel exhibited antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial, and antibiofilm properties in vitro, supporting further investigation for oral mucosal applications. However, mucosal safety and therapeutic efficacy remain to be established through in vivo studies.

ترجمه فارسی چکیده

موریتوموسیت یک وضعیت التهابی ناتوان‌کننده است که نیازمند فرمولاسیون‌های موضعی مؤثر با خواص آنتی‌میکروبی و بهبود زخم است. این مطالعه هدف داشت فرمولاسیون و ارزیابی نانوذرات اکسید روی (ZnO-NPs) تولیدشده توسط جلبک گراسیلیاریا فولیفریا که در ژل آلژینات سدیم ادغام شده‌اند، برای کاربردهای بالقوه موکوزال دهان. ویژگی‌های فرمولاسیون با طیف‌سنجی UV-Vis، FT-IR، SEM، EDX و پراش اشعه ایکس ارزیابی شدند. پایداری فیزیکی بر اساس ظاهر، pH، بافت و جدایش فاز ارزیابی گردید. فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی، آنتی‌میکروبی و آنتی‌بیوفیلم در شرایط آزمایشگاهی ارزیابی شد. همچنین رفتار رهایش دارو و سمیتیته ارزیابی شد. طیف‌سنجی UV-Vis نشان‌دهنده اوج‌های جذب در 321 و 320 نانومتر در 0 و 24 ساعت به ترتیب بود که نشان‌دهنده پایداری خوب نانوذرات در ماتریس ژل بود. SEM ذرات ZnO-NPs با شکل‌های نامنظم و اندازه متوسط 166 نانومتر را نشان داد. EDX نشان‌دهنده Zn (41.48%)، O (19.7%) و C (38.7%) بود، در حالی که پراش اشعه ایکس 64.9% بلورینگی را نشان داد. فرمولاسیون فعالیت شاخص رادیکال‌گیر 74.3% در غلظت 100 میکروگرم بر میلی‌لیتر و مهار 64.07% دناتوراسیون آلبومین در غلظت 400 میکروگرم بر میلی‌لیتر را نشان داد. این فرمولاسیون فعالیت آنتی‌میکروبی علیه استرپتوکوکوس موتانز، اشرشیلیا کولی و کاندیدا آلبیکانس را نشان داد و تشکیل بیوفیلم S. mutans را کاهش داد. حدود 50% نانوذرات ZnO بارگذاری شده در 12 ساعت رها شدند، در حالی که ارزیابی سمیتیته نشان‌دهنده بی‌سوگیری خوب در شرایط آزمایشگاهی در غلظت‌های 5 تا 75 میکروگرم بر میلی‌لیتر بود. نتیجه‌گیری: ژل آلژینات سدیم حاوی نانوذرات ZnO در شرایط آزمایشگاهی خواص آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی، آنتی‌میکروبی و آنتی‌بیوفیلم را نشان داد که برای کاربردهای موکوزال دهان پشتیبانی می‌کند. با این حال، ایمنی موکوزال و اثربخشی درمانی هنوز باید از طریق مطالعات در حیوانات تأیید شود.

متن کامل اصلی