Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/10988
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorIrwandi Jaswir, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorIbrahim Ali Noor Batcha, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorMa’an Fahmi Rashid Al-khatib, Ph.Den_US
dc.contributor.authorSubara, Denien_US
dc.date.accessioned2022-07-05T08:04:58Z-
dc.date.available2022-07-05T08:04:58Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/10988-
dc.description.abstractGelatin is one of the popular biopolymers used for food and pharmaceutical applications, given its capability to dissolve in aqueous environments and to form nanoparticles that enable the encapsulation of various active agents into stable products. On the other hand, coupled with these capabilities and recognition by the US Food and Drug Administration (FDA) authority, as Generally Recognized as Safe (GRAS) material, it has attracted growing interest and attention from researchers to produce gelatin nanoparticles toward encapsulating various food and pharmaceutical molecules. However, even though gelatin can be produced from mammalian and fish, it is quite challenging since all sources of gelatin nanoparticles in the market originate from mammalian gelatin, which is either bovine or porcine. Although the use of such gelatin as highlighted by Muslims, Jews, and other religious backgrounds is an issue. Furthermore, there are no publications regarding gelatin nanoparticles from fish gelatin published at this stage, which further adds to this problem. Therefore, this study aims to prepare and characterize fish gelatin nanoparticles (FGNPs) and FGNPs encapsulated with an active agent. Fish gelatin was first extracted from Tilapia fish skin employing a two-step desolvation method in producing FGNPs. The initial first desolvation step was optimized to obtain consistent high molecular weight at the gelatin concentration, temperature, centrifugation speed, and centrifugation time of 9%, 45 °C, 12000 xg, and 5 min, respectively. As an outcome from this work, a new method to produce significant FGNP properties consistently was created based on this step. A second desolvation step adopting the two-step desolvation method was also optimized in which significant factors were screened using Plackett-Burman experimental design, determining that the pH, acetone percentage, and glutaraldehyde volume were the significant factors. These factors were then optimized using factorial design, indicating that FGNPs with a size of 198.46 ± 6.1 nm were produced using pH, acetone concentration, and a glutaraldehyde volume of 2.45, 16%, and 400 µl, respectively. Indeed, increasing pH and acetone concentration led to an increase in the size of particles, whereas increasing the volume of glutaraldehyde decreased the size of FGNPs. Accordingly, this work makes a valuable contribution by developing an optimized production process, thereby demonstrating the potential for the future application of FGNPs. This study has also shown that fish gelatin could be used as an alternative for mammalian gelatin for producing nanoparticles. Here, the production process of drug-loaded FGNPs was optimized in which the significant factors were screened using factorial design for encapsulation efficiency. The drug amount was also found to have a significant effect, whereas pH, acetone percentage, and the glutaraldehyde amount with stirring time was not significant concerning the encapsulation efficiency of drug-loaded FGNPs. Notably, increasing the drug amount increased encapsulation of drug-loaded FGNPs in which an encapsulation efficiency of 39%, was observed. The physicochemical characterization of the optimum formulation, as suggested, was also examined using a Scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and atomic force microscopy (AFM) showing FGNPs having a smooth surface. Fourier-transform infrared diffraction (FTIR) revealed the presence of the drug in tailored FGNPs, and Powder X-ray diffraction (XRD) analysis highlighted the formation of amorphously dispersed systems having a slightly faster release profile of drug-loaded FGNPs with a biphasic release profile. The release mechanism followed non-fickian diffusion, meaning that the release of the drug from FGNPs was governed by diffusion and erosion of the matrix.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshNanoparticles -- Experimentsen_US
dc.subject.lcshNanoparticle Drug Delivery Systemen_US
dc.subject.lcshTilapiaen_US
dc.subject.lcshGelatinen_US
dc.titleOptimization of the process extraction and drug release of fish gelatin nanoparticles derived from tilapia (oreochromis spp)en_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100429107DeniSubaraen_US
dc.description.identifierThesis : ptimization of the process extraction and drug release of fish gelatin nanoparticles derived from tilapia (oreochromis spp) / by Deni Subaraen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicالجيلاتين هو أحد البوليمرات الحيوية المنتشر استعمالها في الاستخدامات الغذائية والصيدلانية. قدرتها على الذوبان في البيئات المائية وقابليتها لتشكيل الجسيمات النانوية تمكنها من تغليف العوامل النشطة المختلفة في شكل منتجات مستقرة. من ناحية أخرى، إلى جانب هذه القدرات فقد زاد الاعتراف بها من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية كمواد آمنة من اهتمام الباحثين في إنتاج جزيئات نانوية للجيلاتين وتغليف الجزيئات الغذائية والصيدلانية. وعلى الرغم من قدرة الثدييات والأسماك على إنتاج الجيلاتين، فإنه من السلبيات كون جميع مصادر الجزيئات النانوية الجيلاتينية في السوق هي جيلاتين الثدييات إما بقرية أو خنزيرية، حيث يعتبر استخدامها أحد المشاكل الرئيسية التي يواجهها المسلمون واليهود وغيرهم من الخلفيات الدينية. علاوة على ذلك فإن المؤلفات العلمية عن الجسيمات النانوية الجيلاتينية من جيلاتين الأسماك غير موجودة حتى الآن. ولذلك فإن الهدف من هذه الدراسة هو إعداد وتوصيف الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية وتغليف عامل نشط بها. تم استخراج جيلاتين السمك من جلد أسماك البلطي، حيث تم استخدام طريقة التذويب ذي الخطوتين لإنتاج الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية. تم تحسين خطوة التذويب الأولى للحصول على وزن جزيئي مرتفع وثابت. وجد أنه بالإمكان إنتاج جيلاتين ثابت ذو وزن جزيئي مرتفع على تركيز 9%، ودرجة حرارة 45 درجة مئوية، وطرد مركزي بسرعة 12000 دورة في الدقيقة ولمدة 5 دقائق. وبهذا تم تطوير طريقة جديدة لإنتاج جزيئات نانوية جيلاتينية سمكية بتجانس عال بناء على خطوة التحسين الأولى. للمزيد من التحسين تم أيضًا تحسين خطوة التذويب الثانية لطريقة التذويب ذي الخطوتين. تم مسح العوامل المهمة باستخدام تصميم بلاكيت-بورمان، وقد تم اكتشاف أن العوامل الهامة كانت الحموضة ونسبة الأسيتون وحجم الجلوتارالدهيد. ثم تم تحسين العوامل المهمة باستخدام التصميم العاملي. وجد أن الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية بحجم 198.46±6.1 نانومتر تم إنتاجها على حموضة 2.45 وتركيز أسيتون 16% وحجم الجلوتارالدهيد على 400 ميكرولتر. أدت زيادة الحموضة وتركيز الأسيتون إلى زيادة حجم الجزيئات، بينما أدت زيادة حجم الجلوتارالدهيد إلى تقليل حجم الجزيئات. قدم هذا العمل عملية الإنتاج المحسنة، مما يوفر الإمكانيات الواضحة للتطبيقات المستقبلية للجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية. تم الكشف أيضا أن جيلاتين السمك بإمكانه أن يكون بديلا لجيلاتين الثدييات لإنتاج الجزيئات النانوية، كما تم تحسين عملية إنتاج الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية المحملة بالأدوية. تم مسح العوامل الهامة لكفاءة التغليف باستخدام التصميم العاملي، وقد وجد أن كمية الدواء فقط لها تأثير كبير في حين أن معدل الحموضة وتركيز الأسيتون وكمية الجلوتارالدهيد ووقت التحريك لم تكن ذات أهمية لكفاءة الأدوية المغلفة بالجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية. زيادة كمية الدواء زادت أيضا تغليف الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية المحملة بالأدوية. تم ملاحظة أن كفاءة التغليف كانت بنسبة 39 ٪. للجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية المحملة بالأدوية. تمت دراسة التوصيف الفيزيائي والكيميائي للصيغة المقترحة المثلى. أظهر مجهر المسح الإلكتروني، والمجهر الإلكتروني النافذ، ومجهر القوة الذرية أن سطح الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية كان أملسا. كشف تحليل مطياف فورييه عن وجود عقار في الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية المصممة. أظهر تحليل حيود الأشعة السينية بالمسحوق تشكل أنظمة مشتتة بشكل غير متبلور. تمت ملاحظة سلوك إطلاق أسرع بقليل في الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية المحملة بالأدوية مع سلوك إطلاق ثنائي الطور. اتبعت آلية الإطلاق الانتشار غير الفيكياني، مما يعني أن إطلاق الدواء من الجزيئات النانوية الجيلاتينية السمكية كان محكومًا بانتشار وتآكل المصفوفة.en_US
dc.description.nationalityIndonesianen_US
dc.description.callnumbert TA 418.9 N35 S941O 2021en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxx, 145 leaves : 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100429107DeniSubara_24.pdf24 pages file417.51 kBAdobe PDFView/Open
t11100429107DeniSubara_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file3.29 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.