A nanoszál bevonatú kötszer felveszi a harcot a fertőzésekkel és segíti a sebek gyógyulását – Fizika világa

<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="A biológiai aktivitás hasznosítása Tamer Uyar (balra), Mohsen Alishahi és munkatársai a Lawsone botanikai vegyületet használják nanoszál-bevonatú pamutkötések létrehozására, amelyek leküzdik a fertőzéseket és segítik a sebek gyorsabb gyógyulását. (Jóvolt: Darcy Rose/Cornell Egyetem)”>

A sebgyógyulás egy összetett eljárás, amely fontos egészségügyi kihívást jelent. A sebekre használt legtöbb orvosi kötszer pamutgézből készül, amely biológiailag kompatibilis, légáteresztő, nedvszívó és puha – de nem segíti elő a gyógyulást és a fertőzések elleni küzdelmet. Intelligens kötszerre van szükség, amely felgyorsítja a gyógyulási folyamatot, miközben proaktívan küzd a fertőzések ellen.

Egy kutatócsoport a címen Cornell Egyetem megbirkózik ezzel a kihívással, és biológiailag aktív nanoszálakból álló réteggel vonja be a pamut kötszerek teljesítményét. A nanoszálak a Lawsone antioxidáns, gyulladáscsökkentő és antibakteriális tulajdonságait hasznosítják, egy botanikai vegyület, amely bőségesen megtalálható a henna leveleiben.

A Lawsone terápiás tulajdonságai érdekes jelöltté teszik a sebkezeléshez, de korlátozott oldhatósága miatt bonyolult a kötszerekbe való beépítése. Ehelyett a kutatók ciklodextrineket, keményítőből előállított természetes oligoszacharidokat használtak olyan zárványkomplexek létrehozására, amelyek megkötik a Lawson molekulákat. Ez a folyamat növeli a Lawson oldhatóságát, stabilitását és biológiai hozzáférhetőségét, és növelheti terápiás hatását. Lényeges, hogy a ciklodextrinek kompatibilisek az elektrofonással, így alkalmasak nanoszálas bevonatok létrehozására pamut felületeken.

"A szintetikus antibiotikumok hosszan tartó, nagy koncentrációban történő túlzott használata hozzájárult a többszörösen rezisztens mikrobák halálos járványának növekedéséhez" Tamer Uyar, a NanoFibers and NanoTextiles Laboratory igazgatója sajtónyilatkozatában. "A természetes és erős antibakteriális szerek, például a Lawsone használata a szintetikus antibakteriális szerek alternatívájaként szolgálhat."

Bioaktív szer

Uyar és munkatársai két ciklodextrint – HP-β-CD-t és HP-γ-CD-t – használtak zárványkomplexek létrehozására 2:1 és 4:1 M CD/lawsone aránnyal. Ezután elektrofonós technológiát alkalmaztak a CD/Lawsone nanoszálas szövedékek előállításához. 300-700 nm körüli átlagos szálátmérővel.

A gyógyulás fokozásának egyik értékes módja az oxidatív stressz csökkentése a seb mikrokörnyezetében. A csapat a nanoszálak antioxidáns tulajdonságait DPPH gyökfogó technikával vizsgálta. Ebben a DPPH-tesztben a nanoszálas szöveteket desztillált vízbe keverték, metanolos DPPH-oldatot adtunk hozzá, majd UV-látható spektroszkópiát használtak a DPPH-abszorpció időbeli csökkenésének mérésére.

A 2:1 M CD/lawson arányú nanoszálak magasabb antioxidáns aktivitást mutattak (a magasabb lawson tartalom miatt), míg a HP-β-CD nagyobb aktivitást mutatott, mint a HP-γ-CD. Az antioxidáns aktivitás idővel nőtt, körülbelül 20%-ról 1 óra múlva körülbelül 65%-ra emelkedett a HP-β-CD/lawsone 24:2 nanoszálak esetében.

A kutatók rámutatnak, hogy a nanoszálas minták szignifikánsan magasabb antioxidáns aktivitást mutattak – és ezáltal a gyorsabb sebgyógyulás lehetőségét –, mint a tiszta Lawson. Ezt a CD-zárvány által biztosított megnövekedett oldhatóságnak és a nanoszálas szövedék magas felület-térfogat arányának tulajdonítják.

A sebgyógyulás ösztönzése mellett az okos kötszer segít megelőzni és felszámolni a fertőzéseket. Ennek megfelelően a kutatók értékelték a nanoszálak aktivitását két kiemelkedő baktériumtörzzsel szemben: Gram-negatív. E. coli és gram-pozitív S. aureus. A nanoszálas mintákat bakteriális oldatokban oldották fel, a mintákat 37 °C-on 24 órán át inkubálták, majd szélesztették őket telepszámláláshoz.

A kezeletlen negatív kontrollminták nem mutattak antimikrobiális aktivitást, és a baktériumok tovább szaporodtak. Ezzel szemben mind a négy nanoszáltípus erős antimikrobiális aktivitást mutatott, mindkettőt teljesen kiirtva E. coli és a S. aureus baktériumok, amint azt a tenyésztőlemezeken lévő telepek hiánya mutatja. A 4:1 és 2:1 mólarányú nanoszálak hatásában nem volt különbség, ami azt jelzi, hogy még az alacsonyabb Lawson tartalmúak is megfelelő antibakteriális aktivitással rendelkeznek.

Gyors kibocsátás

A HP-β-CD/lawsone 4:1 és a HP-γ-CD/lawsone 4:1 arányt választva a kötszer létrehozásához optimális jelöltként, a kutatók nanoszálas mintákkal vonták be a pamut szubsztrátumokat, hogy megvizsgálják, képesek-e felszabadítani a Lawsone-t. A nanoszálas bevonatú mintákat PBS-oldatba merítették, és 37 °C-os orbitális rázógépre helyezték. Ezután meghatározott időközönként eltávolított kis minták elemzésével értékelték a lawsone kumulatív felszabadulását.

A lawsone-tartalom nagy része, körülbelül 84%-a HP-β-CD/lawsone 4:1-ben és 77%-a HP-γ-CD/lawsone 4:1-ben, a kezdeti 30 másodpercen belül megjelent. Ez a kifejezett kezdeti felszabadulás a nanoszálas bevonat gyors feloldódásának tudható be, ami 3 perc elteltével fejeződött be, ekkor az összes törvényszon felszabadult. A kutatók megjegyzik, hogy a pamut bevonatú minták felszabadulási profilja a szabadon álló szálakét tükrözte.

"Ez a tanulmány a sebkezelés birodalmát mozdítja elő azáltal, hogy fokozza a Lawsone aktivitását az inklúziós komplexképzésen keresztül, és funkcionalizálja a gyapotot a CD/Lawsone nanoszálas bevonatokon keresztül" - összegzi a csapat. "Ígéretes antibakteriális és antioxidáns tulajdonságaival ez az innovatív módszer jelentős ígéreteket rejt magában a fokozott terápiás potenciállal rendelkező biofunkcionális sebkötözők fejlesztésében."

A csapat jelenleg más bioaktív anyagokat vizsgál. „A következő lépések a citotoxicitásuk tesztelése, a gyulladásgátló tesztek és a in vivo sebgyógyulási tanulmányokat” – mondja Uyar Fizika Világa.

A kutatás leírása a Nemzetközi Gyógyszerkönyv.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/