Doğal Katkılı Aljinat Bazlı Hidrojellerin Akne Kaynaklı Bakterilere Karşı Etkinliğinin İncelenmesi

Yıl 2024, , 891 - 901, 29.06.2024

Sena Demir , Nazlı Aysel Yıldız , Nisa Sipahi , Pınar Ağyar Yoldaş , İkrime Orkan Uçar

https://doi.org/10.37989/gumussagbil.1180247

Öz

Hidrojel bazlı cilt koruyucu örtüler yarayı çevreleyerek nemli bir ortam sağlamaları, emici özelliklerinin bulunması ve iyileşme sürecini hızlandırmaları açısından ciltte mevcut bir problemin onarımı ve tedavisi için sıklıkla tercih edilmektedir. Hidrojellerin doğal ürün ekstraktları ile kombinasyonu mevcut biyolojik aktivitelerini arttırıcı özellik taşımakla kalmayıp antimikrobiyal ilaçlara karşı direnç gelişiminin önüne geçmek, tedavinin sürecini kısaltmak ve tedavi masraflarını azaltmak açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada aljinat-agar kompleksi ile elde edilen hidrojellerin, Aloe vera, Plantago lanceolata (damar otu) ve propolis ekstraktları ile kombine edilerek akne tedavisinde etkili olma potansiyelleri in vitro olarak araştırılmıştır. Elde edilen bulgular doğrultusunda doğal içerikli bu ekstraktların hepsinin test edilen bakteriler üzerinde inhibisyon zonu oluşturduğu, gram negatif bakterilerde en etkili ekstraktın Aloe vera ve %30 etanol içerikli damar otu olduğu, gram pozitif bakterilerde ise Aloe vera jel ekstraktının daha fazla inhibisyon zonu oluşturduğu tespit edilmiştir. Ekstrakt içeren tüm hidrojellerin ise bakteri içeren ortamlarda geniş inhibisyon bölgeleri oluşturduğu görülmüştür. Hidrojellerin biyouyumluluğu WST-1 testi ile araştırılmış ve herhangi bir toksisite gözlenmemiştir. Sonuç olarak elde edilen doğal içerikli hidrojellerin akne ve sivilce gibi infeksiyöz cilt problemlerinin tedavisinde etkili birer terapötik ajan olabilecekleri öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Hidrojel, Aloe vera, Plantago lanceolata, Propolis, Akne

Investigation of the Efficacy of Natural Additive Alginate-Based Hydrogels against Acne-Causing Bacteria

Öz

Hydrogel-based skin protective dressings are frequently preferred for the repair and treatment of an existing problem in the skin, as they provide a moist environment by surrounding the wound, have absorbent properties and accelerate the healing process. The combination of hydrogels with natural product extracts not only increases the existing biological activities, but also it is of great importance in terms of preventing the development of resistance against antimicrobial drugs, shortening the treatment period and reducing the treatment costs. In this study, hydrogels obtained with alginate-agar complex were combined with Aloe vera, Plantago lanceolata and propolis extracts and their potential of effective in acne treatment was investigated by in vitro tests. In line with the findings, it was determined that all of these extracts with natural content formed an inhibition zone on the tested bacteria. The most effective extract was Aloe vera and 30% ethanol content of P. lanceolata in gram-negative bacteria, and Aloe vera gel extract formed more inhibition zones in gram-positive bacteria. It was observed that all hydrogels containing the extract formed large inhibition zones in media containing bacteria. The biocompatibility of the hydrogels was investigated by the WST-1 test and no toxicity was observed. As a conclusion, it is predicted that the obtained natural hydrogels can be effective therapeutic agents in the treatment of acne and maybe infectious skin problems

Anahtar Kelimeler

Hydrogel, Aloe vera, Plantago lanceolata, Propolis, Acne

Kaynakça

• 1. Sipahi, N. ve Ağyar Yoldaş, P. (2022). “Determination and Comparison of Phenolic Compound Content and Antimicrobial Activity of Some Propolis Samples in Turkey”. International Journal of Traditional and Complementary Medicine Research, 3 (1), 39-44. https://doi.org/10.53811/ijtcmr.1022146
• 2. Aladağ Bayrak, Ö. ve Gönenç Güler, E. (2022). “Bütüncül Tamamlayıcı ve Alternatif Tıbbın (BTAT) Sağlık Turizmi ile Bütünleştirilmesinde Sağlık Hizmeti Yöneticilerinin BTAT Bilgi Düzeyleri ve Tutumları: Trakya Bölgesi Örneği”. Gümüşhane Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, 11 (2), 522-532. https://doi.org/10.37989/gumussagbil.947024.
• 3. Üstündağ Okur, N, Karadağ, A. E, İpekçi, E. ve Özcan Bülbül, E. (2020). “Kozmetik Preparatlar ve Kozmetik Preparatlarda Kullanılan Bitkiler”. Journal of Literature Pharmacy Sciences, 9 (3), 292-303. https://dx.doi.org/10.5336/pharmsci.2020-73691
• 4. Kulaksız Pişkin, B. ve Seyhan, G. V. (2021). “Natural Preservatives”. International Journal of Traditional and Complementary Medicine Research, 2 (3), 184-192. https://doi.org/10.53811/ijtcmr.987607
• 5. Kósa, D, Pető, A, Fenyvesi, F, Váradi, J, Vecsernyés, M, Gonda, S, Vasas, G, Fehér, P, Bácskay, I. and Ujhelyi, Z. (2021). “Formulation of Novel Liquid Crystal (LC) Formulations with Skin-Permeation-Enhancing Abilities of Plantago lanceolata (PL) Extract and Their Assessment on HaCaT Cells”. Molecules. 26 (4), 1023. https://doi.org/10.3390/molecules26041023
• 6. Oloumi, M. M, Vosough, D, Derakhshanfar, A. and Nematollahi, M. H. (2011). “The Healing Potential of Plantago Lanceolata Ointment on Collagenase-Induced Tendinitis in Burros (Equus Asinus)”. Journal of Equine Veterinary Science, 31, 470-474. https://doi.org/10.1016/j.jevs.2011.03.014
• 7. Boateng, J. and Catanzano, O. (2015). “Advanced Therapeutic Dressings for Effective Wound Healing-A Review”. Pharmaceutical Sciences, 104, 3653-3680. https://doi.org/10.1002/jps.24610
• 8. Hanif, W, Hardiansyah, A, Randy, A. and Asri, L.A.T.W. (2021). “Physically Crosslinked PVA/Graphene-Based Materials/Aloe Vera Hydrogel with Antibacterial Activity”. RSC Advances, 11 (46), 29029–29041. https://doi.org/10.1039/D1RA04992E
• 9. Boudreau, M. D. and Beland, F. A. (2006). “An Evaluation of the Biological and Toxicological Properties of Aloe Barbadensis (Miller), Aloe Vera”. Journal of Environmental Science and Health Part C, 24 (1),103-154.
• 10. Sipahi, N, Göç Rasgele, P, Kaya, E. (2021). “Apiterapi Ürünlerinin Farmakolojik Özellikleri”. Atayoğlu AT, editör. Apiterapi. 1. Baskı. Ankara: Türkiye Klinikleri, 55-60.
• 11. Topaloğlu Demir, F. (2020). “Akne Tedavisinde Tamamlayıcı ve Alternatif Tedavi Yöntemleri”. Turkderm-Turk Arch Dermatol Venereol, 54 (1), 62-66. https://dx.doi.org/10.4274/turkderm.galenos.2020.66502
• 12. Gurnee, E. A, Kamath, S. ve Kruse, L. (2019). “Complementary and Alternative Therapy for Pediatric Acne: A Review of Botanical Extracts, Dietary Interventions, and Oral Supplements”. Pediatric Dermatology, 36, 596-601. DOI: 10.1111/pde.13904
• 13. Ulusoy, A. ve Dikmen, N. (2020). “Hidrojellerin Tıpta Uygulamaları”. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, 29 (2), 129-137. https://doi.org/10.17827/aktd.603432
• 14. Varaprasad, K, Raghavendra, G. M, Jayaramudu, T, Yallapu, M. M. and Sadiku, R. (2017). “A Mini Review on Hydrogels Classification and Recent Developments in Miscellaneous Applications”. Materials Science and Engineering: C, 79, 958-971. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.05.096
• 15. Çolpankan Güneş, O, Özer, İ. E, Kara, A, Ziylan Albayrak, A. ve Havıtçıoğlu, H. (2021). “Lif Kabağı Takviye Edilmiş Kitosan-İpek Hidrojel Kompozit Doku İskelelerinin Kıkırdak Doku Hasarı Tedavisinde Kullanımının Araştırılması”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 23 (69), 937-950. https://doi.org/10.21205/deufmd.2021236921
• 16. Caló, E. and Khutoryanskiy, V. V. (2015). “Biomedical Applications of Hydrogels: A Review of Patents and Commercial Products”. European Polymer Journal, 65, 252-267.https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024
• 17. Kadakal, T. (2019). “Vitamin A ve Gümüş Nanotanecik Katkılı Cilt Maskesi Üretimi”. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• 18. Uğur, S, Uğurlu, E, Saygılı, E. İ, Duysak, Ö. ve Sayın, S. (2022). “Aljinatın Biyomedikal Alanlarda Kullanımı”. Marine and Life Sciences, 4 (1), 91-99. https://doi.org/10.51756/marlife.1084547
• 19. CLSI. (2018). “Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing”. 28th ed. CLSI supplement M100-S28. Wayne, PA, USA: Clinical and Laboratory Standards Institute.
• 20. Palantöken, A, Yılmaz, M. S, Altıkatoğlu Yapaöz, M. ve Pişkin, S. (2016). “Metal ve Metaloksit Nanopartikülerini İçeren Hidrojellerin Antimikrobiyal özelliklerinin İncelenmesi”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 18 (53), 224-238. DOI: 10.21205/deufmd.20165318383
• 21. Hou, J, Li, C, Guan, Y, Zhang, Y. and Zhu, X.X. (2015). “Enzymatically Crosslinked Alginate Hydrogels with Improved Adhesion Properties”. Polymer Chemistry, 6 (12), 2204-2213. https://doi.org/10.1039/C4PY01757A
• 22. Temiz, M. A. ve Temur, A. (2017). “Effect of Solvent Variation on Polyphenolic Profile and Total Phenolic Content of Olive Leaf Extract”. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 27 (1), 43-50. https://doi.org/10.29133/yyutbd.305097
• 23. Demir, B, Denk, A, Erden, İ, Çiçek, D. ve Uçak, H. (2015). “Akne Vulgarisli Hastalarda Nazal Staphylococcus Aureus Taşıyıcılığının Değerlendirilmesi”. Türkderm-Deri Hastalıkları ve Frengi Arşivi Dergisi, 49 (3), 196-199. DOI: 10.4274/turkderm.47550
• 24. Sakkas, H, Gousia P, Economou, V, Sakkas, V, Petsios, S. and Papadopoulou, C. (2016). “In vitro Antimicrobial Activity of Five Essential Oils on Multidrug Resistant Gram-Negative Clinical Isolates”. Journal of Intercultural Ethnopharmacology, 5 (3), 212-218. DOI: 10.5455/jice.20160331064446
• 25. Güceyü, Ç, Goncagül, G, Günaydın, E. ve Akpınar, P. (2019). “Zencefil’in Antibakteriyal Etkisi”. Etlik ve Veteriner Mikrobiyoloji Dergisi, 30 (1), 44-50.
• 26. Cengiz, S, Uçar, M, Değer, O, Uçar, F. ve Yiğit Gerigelmez, A. (2021). “Effects of Aged Garlic Extracts on Caspase-3 Activity in Myeloid Cancer Cell Lines”. Gümüşhane Üniversitesi Sağlık Bilimleri Dergisi, 10 (3), 513-520. https://doi.org/10.37989/gumussagbil.943705
• 27. Shah, M. Z, Guan, Z. H, Din, A. U, Ali, A, Rehman, A. U, Jan, K, Faisal, S, Saud, S, Adnan, M, Wahid, F, Alamri, S, Siddiqui, M. H, Ali, S, Nasim, W, Hammad, H. M, Fahad, S. (2021). “Synthesis of Silver Nanoparticles Using Plantago Lanceolata Extract and Assessing Their Antibacterial and Antioxidant Activities”. Scientific Reports, 11 (1), article number: 20754, 1-14. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00296-5
• 28. Sánchez, M, González-Burgos, E, Iglesias, I. and Gómez-Serranillos, M. P. (2020). “Pharmacological Update Properties of Aloe Vera and its Major Active Constituents”. Molecules, 25 (6), 1324. doi: 10.3390/molecules25061324.
• 29. Hegazi, A. G, El-Houssiny, A. S. and Fouad, E. A. (2019). “Egyptian Propolis 14: Potential Antibacterial Activity of Propolis-Encapsulated Alginate Nanoparticles against Different Pathogenic Bacteria Strains”. Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 10, 045019, 1-8. DOI:10.1088/2043-6254/ab52f4
• 30. Aranci, K, Uzun, M, Su, S, Cesur, S, Ulag, S, Amin, A, Guncu, M. M, Aksu, B, Kolayli, S, Ustundag, C. B, Silva, J. C, Ficai, D, Ficai, A. and Gunduz, O. (2020). “3D Propolis-Sodium Alginate Scaffolds: Influence on Structural Parameters, Release Mechanisms, Cell Cytotoxicity and Antibacterial Activity”. Molecules, 25, 5082, 1-22. doi:10.3390/molecules25215082
• 31. Zhang, M. and Zhao, X. (2020). “Alginate Hydrogel Dressings for Advanced Wound Management”. International Journal of Biological Macromolecules, 162, 1414-1428. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.07.311
• 32. Łabowska, M. B, Cierluk, K, Jankowska, A. M, Kulbacka, J, Detyna, J. and Michalak, I. (2021). “A Review on the Adaption of Alginate-Gelatin Hydrogels for 3D Cultures and Bioprinting”. Materials, 14 (4), 858, 1-24. https://doi.org/10.3390/ma14040858
• 33. İstanbulluoğlu, S, Timur, S. S. ve Gürsoy, R. N. (2019). Kozmetiklerde Kullanılan Biyoteknolojik Etkin ve Yardımcı Maddeler. Hacettepe University Journal of the Faculty of Pharmacy, 39 (2), 98-112.
• 34. Öztürk, F.S. (2016). Mikroenkapsüle Biberiye Esansiyel (Uçucu) Yağının İn Vitro Antioksidan Etkisinin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Malatya.
• 35. Capanema, N. S. V, Mansur, A. A. P, de Jesus, A. C, Carvalho, S. M, de Oliveira, L. C. and Mansur H. S. (2018). “Superabsorbent Crosslinked Carboxymethyl Cellulose-PEG Hydrogels for Potential Wound Dressing Applications”. International Journal of Biological Macromolecules, 106, 1218-1234. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.08.124
• 36. Kim, M. H, Lee, J. N, Lee, J, Lee, H. and Park, W. H. (2020). “Enzymatically Cross-Linked Poly (γ-glutamic acid) Hydrogel with Enhanced Tissue Adhesive Property’’. ACS Biomaterials Science and Engineering, 6 (5), 3103-3113. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.0c00411
• 37. Özbaş, Z. (2014). Uyarıya Duyarlı Biyopolimer Jellerin Sentezi, Karakterizasyonu ve İlaç Salımında Kullanımlarının İncelenmesi. Doktora Tezi. İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• 38. Jalayeri, M, Pirnia, A, Najafabad, E. P, Varzi, A. M. and Gholami, M. (2017). “Evaluation of Alginate Hydrogel Cytotoxicity on Three-Dimensional Culture of Type A Spermatogonial Stem Cells”. International Journal of Biological Macromolecules, 95, 888-894. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.10.074
• 39. Bergonzi, C, Remaggi, G, Graiff, C, Bergamonti, L, Potenza, M, Ossiprandi, M. C, Zanotti, I, Bernini, F, Bettini, R. and Elviri, L. (2020). “Three-Dimensional (3D) Printed Silver Nanoparticles/Alginate/Nanocrystalline Cellulose Hydrogels: Study of The Antimicrobial and Cytotoxicity Efficacy”. Nanomaterials, 10 (5), 844. DOI: 10.3390/nano10050844
• 40. Hajian, M, Mahmoodi, M. and Imani, R. (2017). “In Vitro Assessment of Poly (Vinyl Alcohol) Film Incorporating Aloe Vera for Potential Application as a Wound Dressing’’. Journal of Macromolecular Science, Part B: Physics, 56 (7), 435-450. https://doi.org/10.1080/00222348.2017.1330183
• 41. Bialik-Was, K, Pluta, K, Malina, D, Barczewski, M, Malarz, K. and Mrozek-Wilczkiewicz, A. (2021). “Advanced SA/PVA-Based Hydrogel Matrices with Prolonged Release of Aloe Vera as Promising Wound Dressings”. Materials Science & Engineering C, 120, 111667, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111667