クルクミンを担持したキトサン/カルボキシメチルスターチ/モンモリロナイトのバイオナノコンポジットによる歯科用細菌のバイオフィルム形成の抑制

Curcumin-loaded chitosan/carboxymethyl starch/montmorillonite bio-nanocomposite for reduction of dental bacterial biofilm formation.

抄録

カルボキシメチルスターチ(CMS)-キトサン(CS)-モンモリロナイト(MMT)の新規バイオナノコンポジットをクルクミンデリバリーのために開発した。Cs-CMS-MMTへのクルクミンの取り込みを改善するために，キトサン（Cs），カルボキシメチルスターチ（CMS），MMTの比率を変えて使用した。粒子径とクルクミンの封入効率（EE）は、異なる配合変数に大きく影響された。多糖類の濃度、CsとCMSの比率、超音波照射時間は、粒子径に大きな影響を与えた。また、MMTの添加により、巻き込み効率が向上した。クルクミンの封入効率を最適化するために、統計解析を用い、スクリーニングデザインに基づいた実験を2つのバリエーションで行った。ナノ複合体の形態と構造の特徴、およびクルクミンの封入効率を分析した。その結果、平均粒子径35.9nm、クルクミン内包率91%の最適な製剤が得られた。最後に、Streptococcus mutansに対するバイオナノコンポジットの抗菌性を評価した。クルクミンを添加したバイオナノコンポジットは、歯科模型上のバイオフィルムの形成を非常に効果的に阻害した。

A novel bio nanocomposite of Carboxymethyl Starch (CMS)-Chitosan (CS)-Montmorillonite (MMT) was developed for Curcumin delivery. To improve Curcumin entrapment into Cs-CMS-MMT, different ratios of Chitosan (Cs), Carboxymethyl Starch (CMS) and MMT were used. Particle size and Curcumin entrapment efficiency (EE) were highly affected by different formulation variables. Polysaccharide concentration, Cs-CMS ratio and sonication time had significant effect on particle size. MMT addition enhanced the entrapment efficiency. To optimize entrapment efficiency of Curcumin, statistical analysis was used, and an experiment based on screening design performed with two variants. Morphology and structural characterization of nanocomposite and Curcumin entrapment efficiency were analyzed. The optimal formulation had the average particles size of 35.9nm with Curcumin entrapment efficiency of 91%. Finally, the antibacterial activity of bio nanocomposite against Streptococcus mutans was assessed. Curcumin-loaded bio nanocomposite hindered the formation of biofilm on dental models very effectively.