Formulation and <i>in-vitro</i> release studies on chitosan-alginate microcapsules modified for fish vaccine delivery

Abstract

La présente étude examine la libération in vitro de Vibrio bacterin, un vaccin pour les poissons produit à partir de microcapsules chitosan-alginate modifiées de HPMCAS pour l\'administration par voie orale chez les poissons. Les microcapsules ont été
préparées avec la méthode de coacervation counterion en utilisant un générateur
électrostatique de gouttelettes. Le noyau alginate de microcapsules a été modifié avec
HPMCAS à divers ratios d\'alginate (A) : HPMCAS(H) de 1 :1 (AH) ; 1 :2 (AH2) et 2:1
(A2H). La libération du vaccin a été étudiée in vitro à différents pH du milieu d\'élution
étalant le pH de l\'intestin du poisson, et les données obtenues ont été insérées dans
différents types de libération. Les microcapsules d\'AH ont produit la plus faible quantité
de libération de vaccin de 18,2% après 9h et la quantité était très différente (p < 0,05) du
témoin. On a trouvé que la libération du vaccin était dans l\'ordre suivant : AH < A2H < AH2
< témoin au pH 1,2. Il n\'y avait pas de différence significative (p > 0,05) en termes de
libération du vaccin entre les microcapsules modifiées et le témoin au pH 3, 6 et 8. Cela
était attribué à l\'effet entérique de HPMCAS. On a aussi noté que la libération de protéine
des microcapsules était contrôlée par la diffusion. La modification de microcapsules de
chitosan-alginate est une méthode potentielle pour la préparation de formules de vaccin
par voie orale pour les poissons.
This study examines the in vitro release of Vibrio bacterin, a fish vaccine, from HPMCAS modified chitosan-alginate microcapsules designed for oral delivery in fish. The microcapsules were prepared by the counterion coacervation method using an electrostatic droplet generator. The alginate core of the microcapsules was modified with HPMCAS at varying alginate (A): HPMCAS (H) ratios of 1:1 (AH), 1:2 (AH2) and 2:1 (A2H). Vaccine release was studied in vitro at different pH of the elution medium spanning the pH of the fish gut, and the data obtained were fitted into different release models. AH microcapsules effected the lowest amount of vaccine release of 18.2% after 9 h and was significantly different (p < 0.05) from the control. Vaccine release was found to be in the order: AH < A2H < AH2 < control at pH 1.2. There was no significant difference (p>0.05) in vaccine release between the modified microcapsules and the control at pH 3, 6 and 8. This was attributed to the enteric effect of HPMCAS. Protein release from the microcapsules was found to be diffusion-controlled. Modification of chitosan-alginate
microcapsules is a potential approach for preparing suitable oral fish vaccine formulations.
Keywords: Microcapsules, Vibrio bacterin, chitosan-alginate, vibriosis, fish vaccine delivery.

Bulletin of Animal Health and Production in Africa Vol. 56 (2) 2008: pp. 98-108