Formulation of a microemulsion of curcumin
| dc.contributor.author | Raghad Ziad Rasheed Zaghal | en |
| dc.contributor.author | رغد زياد رشيد زغل | ar |
| dc.date.accessioned | 2025-12-03T09:14:38Z | |
| dc.date.available | 2025-12-03T09:14:38Z | |
| dc.date.issued | 2025-08-20 | |
| dc.description.abstract | Although curcumin is a bioactive compound with a wide range of pharmacological potential, its topical and systemic applications are severely limited by its poor water solubility. To enhance solubility and facilitate dermal delivery, a curcumin-loaded microemulsion system was developed using a nonionic surfactant blend of Span 80 and Tween 20, with ethanol as the co-surfactant and oleic acid as the oil phase. Curcumin was incorporated at a concentration of 3% (w/w). Pseudo-ternary phase diagram was constructed to identify single-phase microemulsion regions capable of effectively solubilizing curcumin. Several distinct zones of solubilization were observed, confirming the potential of this formulation approach for improving curcumin’s solubility in both aqueous and oil phases. Following the approach of Vollmer (1999), a fish-cut diagram was constructed to illustrate the relationship between temperature, composition, and curcumin solubility. To evaluate temperature effects on phase behavior, 16 samples were prepared using a binary mixture of 8 g oleic acid and 2 g distilled water. Each was combined with varying amounts (1.0–10.0 g and 6.3–7.8 g) of a ternary surfactant–curcumin solution prepared by dissolving 3 g of curcumin in 100 mL of 95% ethanol, followed by the addition of 50 mL Tween80 ,and 50 mL Span 80. Samples were subjected to different temperatures, and phase transitions were recorded. The resulting fish-cut diagram revealed a distinct solubilization region across various curcumin concentrations and temperature levels, marked as the “fish tail” region. Experimental data were further used to calculate the water (Rw) and oil (Ro) droplet radii in both one-phase and two-phase regions. For Rw determination, the temperature was fixed at 45 °C, and measurements were taken at the specific water volume fraction corresponding to the intersection with the fish tail (〖 Φ〗_w^web.), along with two preceding points in the two-phase region and one following point in the one-phase region. An increase in Rw was observed with increasing water content. A similar approach was used to determine Ro at a fixed temperature of 39 °C. The upper (Tu) and lower (Tl) phase transition temperatures were also determined, along with the corresponding Winsor boundary temperatures (Tweb and Toeb) for water and oil, respectively. The parameters aw and ao were calculated to determine the dimensionless micellar radii, |R_mic^oil |/l_s , (R_mic^w)/l_s , within the three-phase region. A plot was constructed to examine the relationship between the volume fraction of mixture A (ΦA) and the normalized micellar radii, revealing a decreasing trend with increasing ΦA.Additionally, the fish tail region was analyzed to explore correlations between Tweb , Toeb, and ΦA. The water emulsification boundary (Tweb) showed a linear increase with increasing volume fraction of A, while the oil emulsification boundary (Toeb) exhibited a decreasing trend. Overall, the findings demonstrate that the developed microemulsion significantly enhanced curcumin solubility and exhibited structural behavior consistent with established microemulsion theories. The integration of theoretical modeling with fish-cut diagram analysis proved to be a valuable approach for understanding and optimizing microemulsion systems.These results have practical implications for the development of pharmaceutical and cosmetic formulations of curcumin. | en |
| dc.description.abstract | على الرغم من أن الكركمين يُعد مركباً حيوياً يتمتع بقدرات دوائية واسعة، إلا أن تطبيقاته الموضعية والجهازية محدودة بشكل كبير بسبب ضعف ذوبانيته في الماء. ولتحسين الذوبانية وتسهيل التوصيل الجلدي، تم تطوير نظام مستحلب دقيق محمل بالكركمين باستخدام مزيج من المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية Span 80 و Tween 20، مع الإيثانول كمساعد خافض للتوتر السطحي وحمض الأولييك كطور زيتي. أُدرج الكركمين بتركيز 3% وزناً/وزناً. وقد تم إنشاء مخطط طور زائف ثلاثي لتحديد مناطق المستحلب أحادي الطور القادرة على إذابة الكركمين بفعالية. ولوحظت عدة مناطق مميزة للذوبانية، مما يؤكد جدوى هذا النهج في تحسين ذوبانية الكركمين في كل من الأطوار المائية والزيتية. وبالاعتماد على منهجية Vollmer (1999)، تم إنشاء مخطط "قطع السمكة" لتوضيح العلاقة بين درجة الحرارة والتركيب وذوبانية الكركمين. ولتقييم تأثير الحرارة على السلوك الطوري، تم تحضير 16 عينة باستخدام خليط ثنائي مكوّن من 8 غرامات من حمض الأولييك و2 غرام من الماء المقطر، ثم خلطها مع كميات مختلفة (1.0–10.0 غرام و6.3–7.8 غرام) من محلول ثلاثي (خافض توتر سطحي – كركمين) أُعد بإذابة 3 غرام من الكركمين في 100 مل من إيثانول 95%، ثم إضافة 50 مل Tween 80 و50 مل Span 80. بعد ذلك تعرّضت العينات لدرجات حرارة مختلفة، وسُجلت التحولات الطورية. وكشف مخطط "قطع السمكة" عن منطقة ذوبانية واضحة عبر تراكيز مختلفة من الكركمين ومستويات متنوعة من الحرارة، والمشار إليها بمنطقة "ذيل السمكة". كما استُخدمت البيانات التجريبية لحساب أنصاف أقطار القطرات المائية (Rw) والزيتية (Ro) في كل من مناطق الطور الأحادي والطورين. ولتحديد Rwثُبتت الحرارة عند 45 °C، وأُجريت القياسات عند جزء الحجم المائي الموافق لنقطة تقاطع ذيل السمكة، مع أخذ نقطتين سابقتين في منطقة الطورين ونقطة لاحقة في منطقة الطور الواحد. ولوحظ أن Rwيزداد بزيادة المحتوى المائي. وبالمثل، تم تحديد Roعند درجة حرارة ثابتة 39. °C كما جرى تحديد درجات حرارة الانتقال الطوري العليا والدنيا Tuو Tl، إضافة إلى درجات حرارة حدود الاستحلاب Twebو Toebللماء والزيت على التوالي. وتم حساب المعلمات aw و ao لتحديد أنصاف الأقطار الميكيلية غير البعدية ضمن منطقة الطور الثلاثي. ورُسم مخطط للعلاقة بين الكسر الحجمي للخليط A (ΦA) وأنصاف الأقطار الميكيلية المطبعة، وأظهر اتجاهاً تناقصياً مع زيادة ΦA. كما تم تحليل منطقة ذيل السمكة لدراسة الترابط بين Twebو Toebو ΦA. وأظهر حد استحلاب الماء (Tweb) زيادة خطية مع زيادة الكسر الحجمي لـ A، في حين أظهر حد استحلاب الزيت (Toeb) اتجاهاً تناقصياً. بشكل عام، أظهرت النتائج أن المستحلب الدقيق المطوَّر عزّز بشكل ملحوظ ذوبانية الكركمين وأظهر سلوكاً بنيوياً متوافقاً مع نظريات المستحلبات الدقيقة المعروفة. كما أثبت دمج النمذجة النظرية مع تحليل مخطط "قطع السمكة" أنه نهج فعّال لفهم وتحسين أنظمة المستحلبات الدقيقة. وتتمتع هذه النتائج بتطبيقات عملية في تطوير المستحضرات الدوائية والتجميلية المحتوية على الكركمين. | ar |
| dc.identifier.citation | Zaghal، Raghad Ziad. (2025). Formulation of a microemulsion of curcumin | en |
| dc.identifier.uri | https://dspace.alquds.edu/handle/20.500.12213/10326 | |
| dc.language.iso | en_US | |
| dc.publisher | Al-Quds University | en |
| dc.title | Formulation of a microemulsion of curcumin | en |
| dc.title | تحضير ميكرواملشن للكركم | ar |
| dc.type | Thesis |