Formulation of Microemulsion gel of Zingiber Officinale extract and evaluation of anti-inflammatory activity in rats

การพัฒนาสูตรตำรับไมโครอิมัลชันเจลของสารสกัดขิงและการประเมินฤทธิ์ต้านอักเสบในหนูแรท

Name: Arunkamon Praditbongkotch

LCSH: Anti-inflammatory agents

LCSH: Plant extracts

LCSH: Emulsions

LCSH: Ginger

Abstract: This investigation was aimed to evaluate the anti-inflammatory activity of ginger extract, microemulsion and microemulsion gel formulations containing ginger extract. Physicochemical characterization, stability and release studies of preparation were also performed. Extraction of ZINGIBER OFFICINALE rhizomes containing [6]-gingerol was performed by fractionation extraction with hexane followed with acetone and simple extraction with acetone. Acetone crude extract gave the highest yield of 10.97%, where hexane extract and acetone extract had 3.93 and 7.06% w/w, respectively, however they had not significantly different [6]-gingerol content of 10.70-11.44%. The anti-inflammatory activity of ginger extracts were evaluated in a carrageenan-induced rat paw edema test and compared with that of indomethacin. Rats treated with the crude extract showed the highest reduction in paw edema compared with other extracts. The lowest concentration (5% w/w) of the crude extract demonstrated the highest percentage inhibition of paw edema. Pseudo-ternary phase diagram was constructed by water titration method to find out microemulsion regions. Isopropyl myristate was used as oil phase. Nonionic surfactants with different HLB values such as Brij®30, Brij®93, Brij®97 and Cremophor RH 40 were selected. It was found that the surfactant with HLB value similar to that of oil phase could form microemulsion in absence of cosurfactant, Transcutol® CG. In the presence of cosurfactant, microemulsion area in the phase diagram increased. The optimal surfactant to cosurfactant ratio was found at 1:1. Microemulsions with water content at least 30% and surfactant mix content less than 65% were selected to prepare microemulsion gel. From electrical conductivity measurement, microemulsions obtained were oil in water type, acceptable pH and low viscosities. It was shown that all natural gum derivatives gave separated microemulsion gels, whereas certain cellulose derivatives (carboxymethylcellulose sodium) and polyacrylic derivatives (Carbopol 934, Carbopol 940) could form microemulsion gels. Incorporation of 5% w/w ginger extract into microemulsions and microemulsion gels caused slightly decrease of pH and viscosity change, but showed good stability in terms of no phase separation or precipitation of ginger extract. After 6 heating-cooling cycles, [6]-gingerol content in microemulsion and microemulsion gel decreased to 85.19-92.21% and 92.87-97.28%, respectively. Release of [6]-gingerol from microemulsions and microemulsion gels were sustained as compared with solution. The cumulative amount released of [6]-gingerol from microemulsions and microemulsion gels at 24 hour were 33.52-45.76% and 27.58-37.33%, respectively. All [6]-gingerol release profiles exhibited the best fit with Higuchi kinetics that revealed diffusion-controlled. The rate determining step was that [6]-gingerol diffused from oil phase through external aqueous phase and gel matrix. Higher viscosity of microemulsion gel retarded the release and resulted to significantly lower release rate constants than microemulsions (p0.05). In addition, surfactant types and content of surfactant mixture had significant effect to the release rate constant, whereas polymer types had no effect. The selected microemulsion gel formulation using Cremophor® RH 40 and Carbopol 940 with 5% w/w ginger extract demonstrated slower onset and longer duration of anti-inflammatory activity compared with the corresponding microemulsion.

Abstract: การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินฤทธิ์ต้านอักเสบของสารสกัดขิง สูตรตำรับไมโครอิมัลชันและไมโครอิมัลชันเจลซึ่งผสมสารสกัดขิง รวมทั้งประเมินคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ ความคงตัวและการปลดปล่อยยา การสกัดแง่งขิงซึ่งมีสาร [6]-จิงเจอรอลทำโดยการสกัดแยกส่วนด้วยเฮกเซนตามด้วยอะซีโตนและสกัดอย่างง่ายด้วยอะซีโตนอย่างเดียว สารสกัดหยาบของอะซีโตนให้ผลผลิตสูงสุดเท่ากับ 10.97% ส่วนสารสกัดเฮกเซนและสารสกัดอะซีโตนให้ผลผลิต 3.93 และ 7.06% ตามลำดับ อย่างไรก็ตามสารสกัดทั้งหมดมีปริมาณ [6]-จิงเจอรอลใกล้เคียงกันระหว่าง 10.70-11.44% การประเมินฤทธิ์ต้านอักเสบของสารสกัดขิงด้วยการเหนี่ยวนำให้อุ้งเท้าหนูบวมด้วยคาราจีแนน โดยเปรียบทียบกับอินโดเมทาซิน พบว่าสารสกัดหยาบมีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งการอักเสบสูงที่สุดเมื่อเทียบกับสารสกัดขิงที่สกัดด้วยตัวทำละลายอื่น โดยที่ความเข้มข้นของสารสกัดหยาบที่น้อยที่สุด (5% โดยน้ำหนัก) มีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งการบวมของอุ้งเท้าหนูสูงที่สุด การศึกษาพื้นที่บริเวณการเกิดไมโครอิมัลชันทำโดยการการสร้างซูโด-เทอนารีเฟสไดอะแกรมโดยวิธีไทเทรตด้วยน้ำ โดยเลือกใช้ไอโซโพรพิลไมริสเทตเป็นวัฏภาคน้ำมัน เลือกใช้สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุ คือ บริจ30 บริจ93 บริจ97 และ ครีมอฟอร์ อาร์เอช 40 ที่มีค่าเอชแอลบีแตกต่างกัน พบว่าสารลดแรงตึงผิวที่มีค่าเอชแอลบีใกล้เคียงกับค่าเอชแอลบีของน้ำมันจะทำให้เกิดไมโครอิมัลชันได้แม้ไม่มีสารลดแรงตึงผิวร่วมคือ ทรานสคูทอล ซีจี แต่เมื่อมีสารลดแรงตึงผิวร่วม พบว่าทำให้มีพื้นที่ของการเกิดไมโครอิมัลชันในเฟสไดอะแกรมเพิ่มขึ้น โดยอัตราส่วนของสารลดแรงตึงผิวต่อสารลดแรงตึงผิวร่วมที่เหมาะสมที่สุดคือ 1:1 ได้เลือกระบบไมโครอิมัลชันที่มีปริมาณน้ำอย่างน้อย 30% และมีปริมาณสารลดแรงตึงผิวผสมสารลดแรงตึงผิวร่วมน้อยกว่า 65% เพื่อใช้เตรียมไมโครอิมัลชันเจล พบว่าไมโครอิมัลชันที่เตรียมได้เป็นชนิดน้ำมันในน้ำจากการวัดค่าการนำไฟฟ้า มีพีเอชที่เหมาะสมและความหนืดต่ำ พบว่าสารกัมธรรมชาติทั้งหมดที่ใช้ให้ไมโครอิมัลชันเจลที่แยกชั้น ส่วนอนุพันธ์ของเซลลูโลสบางชนิด (คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสโซเดียม) และอนุพันธ์ของโพลิอะคิลิคบางชนิด (คาร์โบพอล 934, คาร์โบพอล 940) สามารถให้ไมโครอิมัลชันเจลได้ เมื่อผสมสารสกัดขิง 5% โดยน้ำหนักในไมโครอิมัลชันและไมโครอิมัลชันเจลทำให้พีเอชลดลงเล็กน้อยและความหนืดเปลี่ยนแปลงบ้าง แต่มีความคงตัวดีโดยไม่เกิดการแยกชั้นหรือตกตะกอนของสารสกัดขิง จากการเก็บที่อุณหภูมิเย็นสลับร้อนจำนวน 6 รอบ พบว่าปริมาณ [6]-จิงเจอรอลในไมโครอิมัลชันและไมโครอิมัลชันเจลลดลงเหลือ 85.19-92.21% และ 92.87-97.28% ตามลำดับ การปลดปล่อย [6]-จิงเจอรอลจากไมโครอิมัลชันและไมโครอิมัลชันเจลมีลักษณะปลดปล่อยนานเมื่อเทียบกับสารละลาย ปริมาณ [6]-จิงเจอรอลที่ถูกปล่อยสะสมจากไมโครอิมัลชันและไมโครอิมัลชันเจลในช่วง 24 ชั่วโมงมีค่าเท่ากับ 33.52-45.76% และ 27.58-37.33% ตามลำดับ รูปแบบการปลดปล่อยทั้งหมดของ [6]-จิงเจอรอลแสดงความสอดคล้องอย่างมากที่สุดกับจลนศาสตร์ตามสมการฮิกุชิซึ่งการปลดปล่อยถูกควบคุมโดยการแพร่ ซึ่งแสดงว่าอัตราในการปลดปล่อย [6]-จิงเจอรอลจากไมโครอิมัลชันและไมโครอิมัลชันเจลอาจถูกควบคุมด้วยการแพร่ของสาร [6]-จิงเจอรอล ออกจากเฟสน้ำมันสู่เฟสน้ำภายนอกและเจลแมทริกซ์ พบว่าความหนืดที่สูงขึ้นในไมโครอิมัลชันเจลชะลอการปลดปล่อยทำให้ค่าคงที่ของอัตราการปลดปล่อยต่ำกว่าไมโครอิมัลชันอย่างมีนัยสำคัญ (p0.05) นอกจากนั้นชนิดของสารลดแรงตึงผิวและปริมาณสารลดแรงตึงผิวมีผลต่อค่าคงที่ของอัตราการปลดปล่อย [6]-จิงเจอรอลจากไมโครอิมัลชันอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ชนิดของพอลิเมอร์ไม่มีผล การประเมินฤทธิ์ต้านอักเสบในหนูแรทของสูตรตำรับไมโครอิมัลชันเจลที่เลือกมาศึกษา ซึ่งใช้ครีมอฟอร์ อาร์เอช 40 และคาร์โบพอล 940 ที่ผสมสารสกัดขิง 5% โดยน้ำหนัก มีเวลาเริ่มออกฤทธิ์ช้ากว่าแต่มีช่วงเวลาออกฤทธิ์นานกว่าไมโครอิมัลชันระบบเดียวกัน

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Suchada Chutimaworapan

Role: Advisor

Name: Pasarapa Towiwat

Role: Advisor

Created: 2009

Modified: 2020-08-06

Issued: 2020-08-06

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57848

eng

DegreeName: Master of Science in Pharmacy

Level: Master's Degree

Descipline: Pharmaceutics

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Arunkamon Praditbongkotch.pdf	133.45 MB	7	2023-01-08 13:15:03

ใช้เวลา

0.028855 วินาที