Evaluation of Mechanical and Mucoadhesive Properties of Polyvinyl Alcohol Nanofibers As Vaginal Drug Delivery System

Year 2023, , 219 - 230, 01.08.2023

Sinem Saar Fatma Nur Tuğcu Demiröz

https://doi.org/10.55262/fabadeczacilik.1268029

Abstract

Electrospinning is a versatile and inexpensive technique to produce nanofibers. Nanofibers can be a good alternative to classical dosage forms in vaginal applications due to high surface area/volume ratio, high encapsulation efficenciacy and mucoadhesive properties. Polyvinyl alcohol (PVA) is a biocompatible, easily degradable and flexible polymer with mucoadhesive properties used in industrial, commercial and medical applications. The scope of this study is to characterize electropsun nanofibers produced with different PVA types for vaginal use. PVA nanofibers were produced using the electrospinning method. Nanofiber formulations were prepared by dissolving PVA in dimethylformamide (DMF):distilled water (1:1) solvent system. Nanofibers were produced with three different types (PVA M 13/140, PVA G 26/140 and PVA G 40/140) PVA at 5%, 7.5% and 10% concentrations. The surface tension, viscosity and conductivity properties of the polymer mixtures were measured for electrospinning process and these parametres were found suitable for nanofiber production. While the viscosity increased with increasing polymer concentration, the surface tension values were found to be close to each other since the solvent system was the same. The mechanical and the mucoadhesive properties of nanofibers were examined and compared. Mucoadhesive and mechanical properties of nanofiber formulations differed depending on molecular weight and electrospinning process. The nanofiber formulations produced with PVA M 13/140 were found suitable for vaginal applications in terms of their mechanical and mucoadhesive properties. PVA nanofibers can be a good alternative as a drug delivery system in vaginal applications.

Keywords

Nanofiber, Polyvinyl alcohol, Vaginal application, Electrospinning

Supporting Institution

Scientific Research Fund of Gazi University (Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi BAP)

Project Number

BAP Project No: 02/2020-17

Thanks

This study was supported by the Scientific Research Fund of Gazi University (BAP Project No: 02/2020-17).

Vajinal İlaç Taşıyıcı Sistem Olarak Polivinil Alkol Nanoliflerinin Mekanik ve Mukoadezif Özelliklerinin Değerlendirilmesi

Abstract

Elektroçekim, nanoliflerin üretilmesi için çok yönlü ve ucuz bir tekniktir. Nanolifler, yüksek yüzey alanı/hacim oranı, yüksek kapsülleme etkinliği ve mukoadezif özellikleri nedeniyle vajinal uygulamalarda klasik dozaj formlarına iyi bir alternatif olabilir. Polivinil alkol (PVA), endüstriyel, ticari ve tıbbi uygulamalarda kullanılan, biyouyumlu, kolay parçalanabilen ve mukoadezif özelliklere sahip esnek bir polimerdir. Bu çalışmanın kapsamı vajinal kullanım için farklı PVA tipleri ile üretilen elektropsun nanoliflerini karakterize etmektir. PVA nanolifleri, elektroeğirme yöntemi kullanılarak üretildi. Nanolif formülasyonları, PVA'nın dimetilformamid (DMF):saf su (1:1) solvent sisteminde çözülmesiyle hazırlandı. Nanolifler, %5, %7,5 ve %10 konsantrasyonlarında üç farklı tipte (PVA M 13/140, PVA G 26/140 ve PVA G 40/140) PVA ile üretilmiştir. Elektroçekim işlemi için polimer karışımlarının yüzey gerilimi, viskozite ve iletkenlik özellikleri ölçülmüş ve bu parametreler nanolif üretimi için uygun bulunmuştur. Artan polimer konsantrasyonu ile viskozite artarken, solvent sistemi aynı olduğu için yüzey gerilimi değerlerinin birbirine yakın olduğu görülmüştür. Nanoliflerin mekanik ve mukoadezif özellikleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Nanolif formülasyonlarının mukoadezif ve mekanik özellikleri moleküler ağırlık ve elektroeğirme işlemine bağlı olarak farklılık göstermiştir. PVA M 13/140 ile üretilen nanolif formülasyonları, mekanik ve mukoadezif özellikleri açısından vajinal uygulamalar için uygun bulunmuştur. PVA nanolifleri, vajinal uygulamalarda ilaç taşıyıcı sistem olarak iyi bir alternatif olabilir.

Keywords

Nanolif, Polivinil alkol, Vajinal uygulama, Electroçekim

Project Number

BAP Project No: 02/2020-17

References

• Acarturk, F. (2009). Mucoadhesive vaginal drug delivery systems. Recent patents on drug delivery & formulation, 3(3), 193-205. doi:10.2174/187221109789105658
• Agarwal, S., Wendorff, J. H., & Greiner, A. (2008).Use of electrospinning technique for biomedical applications. Polymer, 49(26), 5603-5621. doi:10.1016/j.polymer.2008.09.014