Nanokiudkattega side võitleb infektsioonidega ja aitab paraneda haavu – Physics World

<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="Bioloogilise aktiivsuse rakendamine Tamer Uyar (vasakul), Mohsen Alishahi ja kolleegid kasutavad botaanilist ühendit Lawsone, et luua nanokiuga kaetud puuvillasidemeid, mis võitlevad infektsioonidega ja aitavad haavadel kiiremini paraneda. (Viisakalt: Darcy Rose/Cornelli Ülikool)”>

Haavade paranemine on keeruline protseduur, mis kujutab endast olulist tervishoiu väljakutset. Enamik haavadel kasutatavaid meditsiinilisi sidemeid on valmistatud puuvillasest marlist, mis on bioühilduv, hingav, imav ja pehme – kuid ei soodusta paranemist ega võitle infektsioonidega. Vaja on nutikat sidet, mis aitab kiirendada paranemisprotsessi, võideldes samal ajal ennetavalt infektsioonide vastu.

Uurimisrühm aadressil Cornell University tegeleb selle väljakutsega, suurendades puuvillaste sidemete jõudlust, kattes need bioloogiliselt aktiivsete nanokiudude kihiga. Nanokiud kasutavad henna lehtedes rohkesti leiduva botaanilise ühendi antioksüdantseid, põletikuvastaseid ja antibakteriaalseid omadusi.

Lawsone'i raviomadused muudavad selle haavade ravimiseks intrigeerivaks kandidaadiks, kuid selle piiratud lahustuvus muudab selle sidumise keeruliseks. Selle asemel kasutasid teadlased tsüklodekstriine, tärklisest toodetud looduslikke oligosahhariide, et luua inklusioonikomplekse, mis seovad seadussooni molekule sees. See protsess suurendab Lawsoni lahustuvust, stabiilsust ja biosaadavust ning võib suurendada selle terapeutilist toimet. Oluline on see, et tsüklodekstriinid ühilduvad elektriketramisega, muutes need sobivaks puuvillase aluspinna nanokiudkatete loomiseks.

"Sünteetiliste antibiootikumide pikaajaline ülekasutamine suurtes kontsentratsioonides on aidanud kaasa multiresistentsete mikroobide surmava epideemia tekkele," ütleb. Tamer Uyar, nanokiudude ja nanotekstiilide labori direktor, pressiteates. "Looduslike ja tugevate antibakteriaalsete ainete, nagu Lawsone, kasutamine võib olla alternatiiviks sünteetilistele antibakteriaalsetele ainetele."

Bioaktiivne aine

Uyar ja tema kolleegid kasutasid kahte tsüklodekstriini – HP-β-CD ja HP-γ-CD –, et luua inklusioonkompleksid CD/lawsooni suhtega 2:1 ja 4:1 M. Seejärel kasutasid nad elektroketrustehnoloogiat, et valmistada CD/Lawsone nanokiudvõrke. keskmise kiu läbimõõduga umbes 300–700 nm.

Üks väärtuslik viis paranemise tõhustamiseks on oksüdatiivse stressi vähendamine haava mikrokeskkonnas. Meeskond uuris nanokiudude antioksüdantseid omadusi, kasutades DPPH radikaali eemaldamise tehnikat. See DPPH-test hõlmas nanokiudude segamist destilleeritud vette, metanoolse DPPH lahuse lisamist ja seejärel UV-nähtava spektroskoopia kasutamist, et mõõta DPPH neeldumise vähenemist aja jooksul.

Nanokiud, mille CD/lawsooni suhe oli 2:1 M, näitasid kõrgemat antioksüdantset aktiivsust (kõrgema seadussoonisisalduse tõttu), samas kui HP-β-CD näitas suuremat aktiivsust kui HP-γ-CD. HP-β-CD/lawsone 20:1 nanokiudude antioksüdantne aktiivsus suurenes aja jooksul, tõustes ligikaudu 65%-lt 24 tunni pärast ligikaudu 2%-ni 1 tunni pärast.

Uurijad juhivad tähelepanu sellele, et nanokiudproovid näitasid oluliselt kõrgemat antioksüdantset aktiivsust – ja seega ka haavade kiirema paranemise potentsiaali – kui puhtal seadussoonil. Nad omistavad selle suuremale lahustuvusele, mis on tingitud CD kaasamisest ja nanokiudvõrgu kõrgest pinna ja mahu suhtest.

Lisaks haavade paranemise soodustamisele peaks tark side aitama nakkusi ennetada ja likvideerida. Sellisena hindasid teadlased nanokiudude aktiivsust kahe silmapaistva bakteritüve vastu: gramnegatiivsed E. coli ja grampositiivsed S. aureus. Nad lahustasid nanokiulised proovid bakterilahustes, inkubeerisid proove 37 °C juures 24 tundi ja seejärel plaaditi need kolooniate loendamiseks.

Töötlemata negatiivsed kontrollproovid ei näidanud mingit antimikroobset toimet ja bakterid jätkasid kasvu. Seevastu näitasid kõik neli nanokiu tüüpi tugevat antimikroobset toimet, hävitades mõlemad täielikult E. coli ja S. aureus bakterid, mida näitab kolooniate puudumine kultiveerimisplaatidel. Nanokiudude 4:1 ja 2:1 molaarsuhtega toime ei erinenud, mis näitab, et isegi madalama seadussoonisisaldusega kiududel oli piisav antibakteriaalne toime.

Kiire vabastamine

Valides sidemete loomiseks optimaalseteks kandidaatideks HP-β-CD/lawsone 4:1 ja HP-γ-CD/lawsone 4:1, katsid teadlased puuvillased substraadid nanokiuliste proovidega, et uurida nende võimet seadussooni vabastada. Nad sukeldasid nanokiuga kaetud proovid PBS-i lahusesse ja asetasid need 37 °C juures orbitaalseksgurile. Seejärel hindasid nad seadussooni kumulatiivset vabanemist, analüüsides teatud ajavahemike järel eemaldatud väikeseid proove.

Suurem osa seadussooni sisaldusest, ligikaudu 84% HP-β-CD/lawsone 4:1 ja 77% HP-γ-CD/lawsone 4:1 puhul, vabastati esimese 30 sekundi jooksul. See väljendunud esialgne vabanemine on tingitud nanokiudkatte kiirest lahustumisest, mis lõppes 3 minuti pärast, mil vabanes kogu seadussoon. Uurijad märgivad, et puuvillaga kaetud proovide vabanemisprofiil peegeldas eraldiseisvate kiudude oma.

"See uuring edendab haavahoolduse valdkonda, suurendades Lawsone'i aktiivsust inklusioonikomplekside moodustamise ja funktsionaliseerides puuvilla CD / Lawsone nanokiudkatete abil," järeldab meeskond. "Sellel uuenduslikul meetodil on paljulubavaid antibakteriaalseid ja antioksüdantseid omadusi palju lubadusi täiustatud terapeutilise potentsiaaliga biofunktsionaalsete haavasidemete väljatöötamiseks."

Meeskond uurib nüüd teisi bioaktiivseid aineid. "Järgmised sammud on nende tsütotoksilisuse testimine, põletikuvastased testid ja in vivo haavade paranemise uuringud, ”räägib Uyar Füüsika maailm.

Uuringut kirjeldatakse artiklis Rahvusvaheline farmaatsiaajakiri.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/