الضمادات المغطاة بالألياف النانوية تحارب العدوى وتساعد على التئام الجروح – عالم الفيزياء

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds-physics-world-2.jpg" data-caption="تسخير النشاط البيولوجي يستخدم تامر أويار (يسار)، ومحسن عليشاهي وزملاؤهما المركب النباتي لاوسون لإنشاء ضمادات قطنية مغلفة بألياف النانو، تكافح العدوى وتساعد على شفاء الجروح بشكل أسرع. (بإذن من: دارسي روز/جامعة كورنيل)”>

يعد التئام الجروح إجراءً معقدًا يمثل تحديًا مهمًا للرعاية الصحية. معظم الضمادات الطبية المستخدمة على الجروح مصنوعة من الشاش القطني، وهو متوافق حيويًا وقابل للتنفس وماص وناعم - ولكنه لا يعزز الشفاء أو يحارب العدوى. ما نحتاجه هو ضمادة ذكية تساعد على تسريع عملية الشفاء مع مكافحة العدوى بشكل استباقي.

فريق بحث في جامعة كورنيل تعالج هذه الشركة هذا التحدي، من خلال تعزيز أداء الضمادات القطنية عن طريق تغليفها بطبقة من الألياف النانوية النشطة بيولوجيًا. تستغل الألياف النانوية الخصائص المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات والمضادة للبكتيريا للوسون، وهو مركب نباتي موجود بكثرة في أوراق الحناء.

الخصائص العلاجية للوسون تجعله مرشحًا مثيرًا للاهتمام لإدارة الجروح، ولكن قابليته المحدودة للذوبان تجعل من الصعب دمجه في الضمادات. وبدلاً من ذلك، استخدم الباحثون الدكسترين الحلقي، وهو عبارة عن سكريات قليلة السكاريد الطبيعية المنتجة من النشا، لإنشاء مجمعات تضمينية تربط جزيئات اللاوسون بالداخل. تعمل هذه العملية على تعزيز قابلية اللاسون للذوبان والاستقرار والتوافر الحيوي، ويمكن أن تزيد من تأثيره العلاجي. والأهم من ذلك، أن الدكسترين الحلقي متوافق مع الغزل الكهربائي، مما يجعله مناسبًا لإنشاء طبقات من الألياف النانوية على ركائز القطن.

يقول: "إن الإفراط في استخدام المضادات الحيوية الاصطناعية لفترات طويلة بتركيزات عالية ساهم في ظهور الوباء القاتل المتمثل في الميكروبات المقاومة للأدوية المتعددة". تامر أويارمدير معمل الألياف النانوية والمنسوجات النانوية في تصريح صحفي. "إن استخدام مضادات البكتيريا الطبيعية والقوية مثل لوسون قد يكون بمثابة بديل لمضادات البكتيريا الاصطناعية."

عامل نشط بيولوجيا

استخدم أويار وزملاؤه اثنين من الدكسترين الحلقي - HP-β-CD وHP-γ-CD - لإنشاء مجمعات متضمنة بنسب CD/lawsone تبلغ 2:1 و4:1 M. ثم استخدموا تقنية الغزل الكهربائي لتصنيع شبكات ليفية CD/lawsone متناهية الصغر. مع متوسط ​​أقطار الألياف حوالي 300-700 نانومتر.

إحدى الطرق القيمة لتعزيز الشفاء هي تقليل الإجهاد التأكسدي في بيئة الجرح الدقيقة. قام الفريق بالتحقيق في خصائص مضادات الأكسدة للألياف النانوية باستخدام تقنية الكسح الجذري DPPH. يتضمن اختبار DPPH هذا خلط الشبكات الليفية النانوية في الماء المقطر، وإضافة محلول DPPH الميثانولي ثم استخدام التحليل الطيفي المرئي فوق البنفسجي لقياس الانخفاض في امتصاص DPPH مع مرور الوقت.

أظهرت الألياف النانوية التي تحتوي على نسبة 2:1 M CD/lawsone نشاطًا أعلى مضادًا للأكسدة (بسبب ارتفاع محتوى اللاسون)، بينما أظهر HP-β-CD نشاطًا أكبر من HP-γ-CD. زاد نشاط مضادات الأكسدة مع مرور الوقت، وتصاعد من حوالي 20% في ساعة واحدة إلى حوالي 1% في 65 ساعة، بالنسبة لألياف HP-β-CD/lawsone 24:2 النانوية.

ويشير الباحثون إلى أن العينات الليفية النانوية أظهرت نشاطًا مضادًا للأكسدة أعلى بكثير - وبالتالي إمكانية التئام الجروح بشكل أسرع - مقارنة باللوسون النقي. يعزون ذلك إلى زيادة القابلية للذوبان التي يمنحها تضمين الأقراص المضغوطة وارتفاع نسبة السطح إلى الحجم للشبكة الليفية النانوية.

بالإضافة إلى تشجيع التئام الجروح، من المفترض أن تساعد الضمادات الذكية في منع العدوى والقضاء عليها. وعلى هذا النحو، قام الباحثون بتقييم نشاط الألياف النانوية ضد سلالتين بكتيريتين بارزتين: سالبة الجرام E. كولاي وإيجابية الجرام س. الذهبية. قاموا بحل عينات ليفية نانوية في المحاليل البكتيرية، وحضنوها عند درجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة، ثم قاموا بتصفيتها من أجل عد المستعمرات.

لم تظهر عينات المراقبة السلبية غير المعالجة أي نشاط مضاد للميكروبات واستمرت البكتيريا في النمو. في المقابل، أظهرت جميع أنواع الألياف النانوية الأربعة نشاطًا قويًا مضادًا للميكروبات، مما أدى إلى القضاء على كليهما تمامًا E. كولاي و س. الذهبية البكتيريا، كما يتضح من عدم وجود مستعمرات على لوحات الثقافة. لم يكن هناك اختلاف في تأثير الألياف النانوية بنسب مولية 4:1 و2:1، مما يشير إلى أنه حتى تلك التي تحتوي على محتوى أقل من اللاسون تمتلك نشاطًا كافيًا مضادًا للبكتيريا.

الإفراج السريع

عند اختيار HP-β-CD/lawsone 4:1 وHP-γ-CD/lawsone 4:1 كمرشحين مثاليين لإنشاء الضمادات، قام الباحثون بتغليف ركائز قطنية بعينات ليفية نانوية للتحقق من قدرتها على إطلاق اللاوسون. قاموا بغمر العينات المطلية بالألياف النانوية في محلول PBS ووضعوها على شاكر مداري عند درجة حرارة 37 درجة مئوية. ثم قاموا بتقييم الإطلاق التراكمي للوسون من خلال تحليل عينات صغيرة تمت إزالتها على فترات زمنية محددة.

تم إصدار معظم محتوى Lawsone، حوالي 84% في HP-β-CD/lawsone 4:1 و77% في HP-γ-CD/lawsone 4:1، خلال الثلاثين ثانية الأولى. يُعزى هذا الإصدار الأولي الواضح إلى الذوبان السريع لطلاء الألياف النانوية، والذي اكتمل بعد 30 دقائق، وفي ذلك الوقت تم إطلاق كل مادة لوسون. لاحظ الباحثون أن ملف الإطلاق الذي أظهرته العينات المغطاة بالقطن يعكس شكل الألياف القائمة بذاتها.

ويخلص الفريق إلى أن "هذه الدراسة تعمل على تطوير مجال إدارة الجروح من خلال تعزيز نشاط اللاسون من خلال دمج التركيبة وتفعيل القطن من خلال طلاءات ألياف النانو CD/lawsone". "مع الخصائص الواعدة المضادة للبكتيريا ومضادات الأكسدة، فإن هذه الطريقة المبتكرة تحمل وعدًا كبيرًا لتطوير ضمادات الجروح ذات الوظيفة الحيوية مع إمكانات علاجية معززة."

يقوم الفريق الآن بالتحقيق في عوامل أخرى نشطة بيولوجيًا. "الخطوات التالية ستكون اختبار السمية الخلوية، والاختبارات المضادة للالتهابات في الجسم الحي يقول أويار: "دراسات لشفاء الجروح". عالم الفيزياء.

تم وصف البحث في المجلة الدولية للصيدلة.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/