EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND
NATURAL SCIENCES
Innovative Academy Research Support Center
IF = 7.921
Volume 5 Issue 8, August 2025 ISSN 2181-287X
Page 80
STUDY OF ZINC OXIDE NANOPARTICLE-BASED
SUPPOSITORIES: IN VITRO ANTIMICROBIAL ACTIVITY
AND APPLICATION PROSPECTS
Alimjanova Lola Iskandarovna
Tashkent Pharmaceutical Institute. e-mail: shahiab9999@gmail.com
ORCID:https://orcid.org/0009-0004-9460-5146
Shermatova Iroda Bakhtiyor qizi
Tashkent Pharmaceutical Institute.
е-mail: iroda.shermatova.94@mail.ru
ORCID:https://orcid.org/0009-0002-5286-2908
Khusniddinova Azizakhon Ravshan qizi
Tashkent Pharmaceutical Institute
e-mail: khusniddinova05@gmail.com
https://orcid.org/0009-0005-9240-0160
Safokulov Bobur Ikrom ugli
Tashkent Pharmaceutical Institute. е-mail: bobur2004@icloud.com
ORCID:https://orcid.org/0009-0007-4726-6147
https://doi.org/10.5281/zenodo.16946673
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received: 18
th
August 2025
Accepted: 25
th
August 2025
Online: 26
th
August 2025
This study focuses on the development and comprehensive
evaluation of suppository dosage forms containing zinc oxide
nanoparticles (ZnO-NPs) to assess their in vitro antimicrobial
activity. Given the growing interest in the application of
nanomaterials in the pharmaceutical industry, especially for
localized drug delivery, the incorporation of ZnO-NPs into
suppositories represents a promising approach for treating
infectious and inflammatory gynecological conditions. The
developed suppositories demonstrated uniform nanoparticle
distribution, ensuring formulation stability, dosage
consistency, and controlled release of the active ingredient.
The antimicrobial activity was evaluated using the agar
diffusion method against a range of Gram-positive and Gram-
negative microorganisms. Pronounced antimicrobial effects
were observed, particularly against Staphylococcus
epidermidis and Pseudomonas aeruginosa, confirming the
high efficacy of ZnO-NPs as an active pharmaceutical
ingredient. The biological activity of these nanoparticles is
likely attributed to their ability to disrupt bacterial cell
membranes and induce oxidative stress. Thus, the findings
support the potential of ZnO-NP-based suppositories as
effective topical antimicrobial agents. However, further in
vivo and clinical studies are necessary to evaluate their safety
and therapeutic efficacy. The development of such
formulations offers promising prospects for creating
innovative nanotechnology-based pharmaceuticals.
KEYWORDS
Scutellaria Iscanderi L., zinc
oxide nanoparticles (ZnO-
NPs), antimicrobial activity,
in
vitro,
suppositories,
infectious-inflammatory
diseases, herbal extract, local
treatment.
EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND
NATURAL SCIENCES
Innovative Academy Research Support Center
IF = 7.921
Volume 5 Issue 8, August 2025 ISSN 2181-287X
Page 81
ИЗУЧЕНИЕ СУППОЗИТОРИЕВ С НАНОЧАСТИЦАМИ ОКСИДА ЦИНКА:
АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ IN VITRO И ПЕРСПЕКТИВЫ
ПРИМЕНЕНИЯ
Алимджанова Лола Искандаровна
Ташкентский Фармацевтический институт. е-mail: shahiab9999@gmail.com
ORCID:https://orcid.org/0009-0004-9460-5146
Шерматова Ирода Бахтиёр қизи
Ташкентский Фармацевтический институт. е-mail: iroda.shermatova.94@mail.ru
ORCID:https://orcid.org/0009-0002-5286-2908
Хусниддинова Азизахон Равшан қизи
Ташкентский Фармацевтический институт/ е-mail: khusniddinova05@gmail.com
ORCID:https://orcid.org/0009-0005-9240-0160
Сафокулов Бобур Икром ўғли
Ташкентский Фармацевтический институт. е-mail: bobur2004@icloud.com
ORCID:https://orcid.org/0009-0007-4726-6147
https://doi.org/10.5281/zenodo.16946673
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received: 18
th
August 2025
Accepted: 25
th
August 2025
Online: 26
th
August 2025
Данное исследование направлено на разработку и
всестороннюю оценку суппозиторных лекарственных
форм, содержащих наночастицы оксида цинка (ZnO-
NPs), с целью изучения их антимикробной активности in
vitro. Учитывая растущий интерес к применению
наноматериалов
в
фармацевтической
промышленности, в особенности для локальной
доставки лекарственных средств, использование ZnO-
NPs в составе суппозиториев представляет собой
перспективный подход к лечению инфекционно-
воспалительных заболеваний в области гинекологии. В
ходе исследования были разработаны суппозитории с
равномерным
распределением
наночастиц,
что
обеспечивало стабильность, однородность дозирования
и
контролируемое
высвобождение
активного
компонента. Для оценки антимикробной активности
использовался метод диффузии в агар против ряда
грамположительных
и
грамотрицательных
микроорганизмов.
Выявлено
выраженное
антимикробное действие, особенно по отношению к
Staphylococcus epidermidis и Pseudomonas aeruginosa, что
подтверждает высокую эффективность ZnO-NPs как
активного
фармацевтического
ингредиента.
Биологическая активность данных наночастиц, по всей
вероятности, связана с их способностью повреждать
клеточные мембраны патогенных бактерий и
вызывать окислительный стресс. Таким образом,
результаты подтверждают потенциал суппозиториев
KEYWORDS
Scutellaria Iscanderi L.,
наночастицы
оксида
цинка
(ZnO-NPs),
антимикробная
активность,
in
vitro,
суппозитории,
инфекционно-
воспалительные
заболевания,
растительный экстракт,
местное лечение.
EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND
NATURAL SCIENCES
Innovative Academy Research Support Center
IF = 7.921
Volume 5 Issue 8, August 2025 ISSN 2181-287X
Page 82
с наночастицами оксида цинка как эффективного
местного антимикробного средства. Для оценки
безопасности и терапевтической эффективности
необходимы дальнейшие исследования in vivo и
клинические испытания. Разработка таких форм
открывает перспективы для создания инновационных
препаратов на основе нанотехнологий.
Введение.
В последние годы наночастицы оксида цинка (ZnO‑NPs) стали объектом
активного изучения в фармацевтической науке благодаря своим выраженным
бактерицидным, противовоспалительным и ранозаживляющим свойствам [3]. Высокая
удельная поверхность, способность генерировать активные формы кислорода и
нарушать целостность микробной клетки делают ZnO‑NPs эффективными в борьбе с
широким спектром патогенов, включая резистентные штаммы. Особенно
перспективным представляется их использование в составе суппозиторных форм,
предназначенных для локального лечения инфекционно-воспалительных заболеваний
в проктологии и гинекологии. Сочетание наноактивных компонентов с биодоступной
основой обеспечивает направленное действие, минимизируя системное воздействие и
побочные эффекты [4].
Суппозитории,
обогащённые
наночастицами
оксида
цинка
(ZnO-NPs),
демонстрируют выраженное антимикробное действие благодаря многоступенчатому и
комплексному
механизму,
основанному
на
сочетании
физико-химических,
биохимических и молекулярных процессов [2,6]. На первом этапе наночастицы
взаимодействуют с бактериальной клеточной стенкой, нарушая её целостность за счёт
окислительного стресса и механического повреждения мембран. Далее происходит
генерация активных форм кислорода (АФК), которые вызывают окислительное
повреждение липидов, белков и нуклеиновых кислот. Это приводит к нарушению
клеточного метаболизма и апоптозу [7]. Кроме того, ионы цинка, высвобождающиеся из
наночастиц, способны связываться с бактериальными ферментами и ДНК, подавляя их
активность и препятствуя размножению патогенов. Благодаря высокой удельной
поверхности наночастицы эффективно проникают в микробную биоплёнку, разрушая
её структуру [8]. Такой многоуровневый механизм делает ZnO-NPs перспективными для
применения в составе суппозиторных форм в целях борьбы с устойчивыми к
традиционным препаратам микроорганизмами.
Жировая основа суппозиториев играет ключевую роль в усилении
фармакологического действия наночастиц оксида цинка (ZnO-NPs). Она обеспечивает
пролонгированное и контролируемое высвобождение активных компонентов, создавая
устойчивую дисперсионную среду для наночастиц. Такая основа способствует
равномерному распределению ZnO-NPs и улучшает их контакт с биологическими
EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND
NATURAL SCIENCES
Innovative Academy Research Support Center
IF = 7.921
Volume 5 Issue 8, August 2025 ISSN 2181-287X
Page 83
тканями. Благодаря своей липофильной природе, жировая матрица облегчает
проникновение наночастиц через слизистые оболочки, тем самым повышая их
биодоступность и обеспечивая более выраженный антимикробный эффект.
Синергетическое взаимодействие между основой и наночастицами делает
суппозиторные формы не только эффективными, но и безопасными для местного
применения [1,5].
Материалы и методы:
Определение антимикробной активности сухого экстракта
Scutellaria Iscanderi L. с наночастицами оксида цинка (ZnO-NPs) проводилось методом
диффузии в агар на плотной питательной среде. Оценка проводилась путём измерения
зон подавления роста различных тест-штаммов микроорганизмов при воздействии
растворов исследуемого препарата в различных концентрациях.
Для анализа использовали стерильные чашки Петри одинакового диаметра с
ровным плоским дном. В каждую чашку, установленную на горизонтальной
поверхности, наливали по 20 мл соответствующей питательной среды, предварительно
засеянной 18–20-часовой культурой тест-микроорганизмов Escherichia coli, Candida
albicans, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis и
Bacillus subtilis.
Приготовление инокулюма.
Инокулюм готовили из чистых суточных культур,
выросших на плотных питательных средах. Для этого отбирали несколько типичных,
чётко изолированных колоний и с помощью бактериологической петли переносили
небольшое количество клеточной массы в пробирку со стерильным 0,9% раствором
хлорида натрия (NaCl), доводя плотность суспензии до стандарта 0,5 по Мак-Фарланду.
Полученный инокулюм использовали в течение 15 минут после приготовления.
Проведение анализа.
Для испытания готовили три раствора сухого экстракта
Scutellaria Iscanderi L. с наночастицами ZnO в кратных соотношениях концентраций (1:1,
1:2, 1:4). На застывшей поверхности агара с помощью стерильного стеклянного
цилиндрика создавали лунки в центре чашек Петри. В каждую лунку вносили
исследуемые растворы. Для каждой концентрации проводили анализ в трёх
повторностях (всего шесть чашек Петри).
Инкубация и оценка результатов.
Чашки инкубировали в термостате при
температуре (36 ± 1)°C в течение 18–24 часов. По окончании инкубации зоны
подавления роста микроорганизмов измеряли микробиологической линейкой с
точностью до 1 мм. На основании полученных данных оценивали уровень
антимикробной активности препарата.
Статистическая обработка.
Результаты обрабатывали с использованием
программы STATISTICA for Windows 95, с расчётом среднего значения и стандартного
отклонения.
Результаты и обсуждение.
После 18–24-часовой инкубации в термостате при
температуре (36 ± 1)°C были измерены зоны подавления роста микроорганизмов под
воздействием растворов сухого экстракта Scutellaria Iscanderi L., содержащего
наночастицы оксида цинка (ZnO-NPs). Измерения проводились микробиологической
линейкой с точностью до 1 мм. Полученные результаты представлены в таблице 1.
EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND
NATURAL SCIENCES
Innovative Academy Research Support Center
IF = 7.921
Volume 5 Issue 8, August 2025 ISSN 2181-287X
Page 84
Таблица 1.
Зоны подавления роста микроорганизмов под действием Scutellaria
Iscanderi L. с наночастицами ZnO (мм)
Результаты показали, что исследуемое средство проявляет выраженную
антимикробную активность в отношении как грамположительных, так и
грамотрицательных бактерий, а также дрожжеподобных грибов. Наиболее
чувствительным микроорганизмом оказался Staphylococcus epidermidis, зона
подавления которого достигала 38,2 ± 0,5 мм при концентрации 1:1. Также высокой
чувствительностью отличались Pseudomonas aeruginosa (33,0 ± 0,2 мм) и Bacillus subtilis
(28,2 ± 0,5 мм). Наблюдалась явная зависимость антимикробного эффекта от
концентрации: при снижении дозировки зоны подавления уменьшались, что
подтверждает дозозависимый характер действия экстракта с ZnO-NPs. Несмотря на
снижение активности при разведении, препарат сохранял антимикробное действие на
всех исследуемых концентрациях, что свидетельствует о его потенциале для
применения в фармацевтических формах.
Данные результаты демонстрируют синергетический эффект между биологически
активными веществами Scutellaria Iscanderi и наночастицами оксида цинка, что делает
данную комбинацию перспективной для создания суппозиториев с противомикробным
действием, особенно в отношении кожных, урогенитальных и кишечных инфекций.
Выводы.
Сухой экстракт Scutellaria Iscanderi L., модифицированный
наночастицами оксида цинка (ZnO-NPs), проявил выраженную антимикробную
активность в отношении широкого спектра микроорганизмов. Особенно
чувствительным оказался Staphylococcus epidermidis, для которого была зафиксирована
максимальная зона подавления роста — 38,2 ± 0,5 мм при концентрации 1:1.
Полученные данные продемонстрировали дозозависимый характер действия: с
уменьшением концентрации наблюдалось снижение антимикробного эффекта, однако
активность сохранялась на всех уровнях разведений.
Scutellaria Iscanderi L. Сухой экстракт с нано частицами ZnO
Зоны подавления роста микроорганизмов, мм
Тест-штаммы
1:1
1:2
1:4
1
Pseudomonas
aeuruginosa
33,0 ± 0,2
27,6 ± 0,5
25,2 ± 0,2
2
Candida albicans
27,6 ± 0,5
25,2 ± 0,2
25,2 ± 0,2
3
Staphylococcus
aureus,
18,5 ± 0,2
16,3 ± 0,5
14,5 ± 0,5
4
Staphylococcus
epidermidis
38,2 ± 0,5
36,2 ± 0,2
32,0 ± 0,5
5
Bacillus subtillis
28,2 ± 0,5
25,2 ± 0,4
23,3 ± 0,2
6
Bacillus pumilus
26,5 ± 0,5
24,0 ± 0,3
21,0 ± 0,1
7
Escherichia coli
27,2 ± 0,5
25,5 ± 0,3
23,2 ± 0,3
EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND
NATURAL SCIENCES
Innovative Academy Research Support Center
IF = 7.921
Volume 5 Issue 8, August 2025 ISSN 2181-287X
Page 85
Выявлен синергетический эффект между биологически активными веществами
экстракта и наночастицами ZnO, что усиливает общее антимикробное действие и
расширяет терапевтический потенциал данной комбинации. Эти свойства делают
композицию перспективной для разработки современных лекарственных форм
местного применения, в частности суппозиториев, предназначенных для лечения
инфекционно-воспалительных заболеваний в проктологической и гинекологической
практике. Полученные результаты обосновывают целесообразность дальнейших
исследований, включая in vivo-оценку эффективности, безопасности и стабильности
разработанной формы.
References:
1.
Andrade G.R.S. et al. Development of rectal mucoadhesive formulations containing zinc
oxide nanoparticles: Physicochemical, mucoadhesive and antimicrobial evaluation. J Pharm Sci
Res, 2020;12(1):10–17.
2.
Dimapilis E.A.S. et al. Zinc oxide nanoparticles: A review of green synthesis, antimicrobial
activity and cytotoxicity. Materials Science for Energy Technologies, 2018;1(3): 106–113. DOI:
10.1016/j.mset.2018.06.002
3.
Ghaffari H. et al. Green synthesized zinc oxide nanoparticles with antibacterial and
antifungal activities. Materials Science & Engineering C, 2020;113:110975. DOI:
10.1016/j.msec.2020.110975
4.
Rasmussen J.W. et al. Zinc oxide nanoparticles for selective destruction of tumor cells and
potential for drug delivery applications. Expert Opin Drug Deliv. 2010;7(9):1063–1077. DOI:
10.1517/17425247.2010.502560
5.
Sahibzada M.U.K. et al. ZnO nanoparticles as drug delivery systems: A review of current
status and future prospects. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2022;213:112384. DOI:
10.1016/j.colsurfb.2022.112384
6.
Sirelkhatim A. et al. Review on zinc oxide nanoparticles: Antibacterial activity and toxicity
mechanism. Nano-Micro Letters, 2015;7(3):219–242. DOI: 10.1007/s40820-015-0040-x
7.
Tian X. et al. Antibacterial mechanism of ZnO nanoparticles: Induction of ROS generation,
membrane damage, and autophagy. Frontiers in Microbiology, 2023;14:1295593. DOI:
10.3389/fmicb.2023.1295593
8.
Wong R. et al. Zinc oxide nanoparticles suppress inflammation and promote tissue repair
in inflammatory bowel disease models. Nanomedicine: NBM, 2021;36:102433. DOI:
10.1016/j.nano.2021.102433
