セファレキシンの皮膚バイオアベイラビリティと抗菌活性を向上させるための熱感応性・生体接着性ナノトランスファーゾームハイドロゲルハイブリッドシステムの開発のための望ましさ機能アプローチ

Desirability function approach for development of a thermosensitive and bioadhesive nanotransfersome-hydrogel hybrid system for enhanced skin bioavailability and antibacterial activity of cephalexin.

• Sara Salatin
• Mitra Jelvehgari

抄録

蜂巣炎は、皮膚および皮膚直下の軟部組織の一般的な細菌感染症である。感染症の治療に抗生物質の使用が成功しているにもかかわらず、細菌感染症は、抗生物質耐性の急速な出現のために、世界的に重要な健康上の課題を課し続けています。本研究の目的は、抗菌薬の送達に適した高透過性セファレキシン担持ナノトランスファーソーム（NT）を含むヒドロゲル形成システムを開発することであった。NTの最適化には応答面設計を適用した。薄膜水和法を用いてセファレキシンNTを調製し，3次元ヒドロゲルネットワークに埋め込んだ．最適化されたNTの抗菌活性を、（）の指標細菌に対してアッセイした。ラット皮膚モデルを用いて薬物透過性を評価した。また、セファレキシンNTハイドロゲルのラット皮膚感染症に対する有効性を決定した。その結果，約192nmの大きさのNTが形成されていることが確認された．その結果，セファレキシンNTは，未処理の薬剤と比較して高い抗菌活性を示した．また，NTハイドロゲルは8時間後に皮膚への浸透性が改善された。ラットの皮膚に10日間塗布したところ，セファレキシンNTハイドロゲルは，通常の薬剤ハイドロゲルと比較して，正常な発毛と皮膚外観を呈し，優れた抗菌活性を示した。以上の結果から，セファレキシンNTハイドロゲルシステムは，細菌感染症に対する貴重な薬物送達プラットフォームとして有用であることが示唆された。

Cellulitis is a common bacterial infection of the skin and soft tissues immediately beneath the skin. Despite the successful use of antibiotics in the treatment of infectious diseases, bacterial infections continue to impose significant global health challenges because of the rapid emergence of antibiotic resistance. The aim of this work was to develop an hydrogel forming system containing highly permeable cephalexin-loaded nanotransfersomes (NTs), suitable for antibacterial drug delivery. Response surface design was applied for the optimization of NTs. Cephalexin NTs were prepared using thin-film hydration method and then embedded into a 3D hydrogel network. The antibacterial activity of the optimized NTs was assayed against indicator bacteria of (). The drug permeation was evaluated using an rat skin model. The efficacy of the cephalexin NT hydrogel was also determined against rat skin infection. The resulting data verified the formation of NTs, the size of which was approximately 192 nm. The cephalexin NTs exhibited higher antibacterial activity against as compared to the untreated drug. The NT hydrogel improved drug penetration through the skin after 8 h. When applied on the rat skin for 10 days, the cephalexin NT hydrogel exhibited superior antibacterial activity with normal hair growth and skin appearance as compared with the plain drug hydrogel. These findings suggest that the cephalexin NT-hydrogel system can serve as a valuable drug delivery platform against bacterial infections.