Perban berlapis nanofiber melawan infeksi dan membantu menyembuhkan luka – Dunia Fisika

<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="Memanfaatkan aktivitas biologis Tamer Uyar (kiri), Mohsen Alishahi dan rekannya menggunakan senyawa botani lawone untuk membuat perban kapas berlapis serat nano yang melawan infeksi dan membantu menyembuhkan luka lebih cepat. (Atas izin: Darcy Rose/Universitas Cornell)”>

Penyembuhan luka adalah prosedur kompleks yang mewakili tantangan kesehatan yang penting. Sebagian besar pembalut medis yang digunakan pada luka terbuat dari kain kasa katun, yang bersifat biokompatibel, dapat bernapas, mudah menyerap, dan lembut – namun tidak mempercepat penyembuhan atau melawan infeksi. Yang dibutuhkan adalah balutan cerdas yang membantu mempercepat proses penyembuhan sekaligus secara proaktif memerangi infeksi.

Tim peneliti di Cornell University mengatasi tantangan ini, meningkatkan kinerja pembalut kapas dengan melapisinya dengan lapisan serat nano yang aktif secara biologis. Serat nano memanfaatkan sifat antioksidan, anti-inflamasi dan antibakteri dari lawone, senyawa botani yang banyak ditemukan dalam daun henna.

Sifat terapeutik Lawsone menjadikannya kandidat yang menarik untuk penanganan luka, namun kelarutannya yang terbatas membuatnya sulit untuk dimasukkan ke dalam balutan. Sebaliknya, para peneliti menggunakan siklodekstrin, oligosakarida alami yang dihasilkan dari pati, untuk membuat kompleks inklusi yang mengikat molekul lawone di dalamnya. Proses ini meningkatkan kelarutan, stabilitas dan bioavailabilitas lawone, dan dapat meningkatkan dampak terapeutiknya. Yang terpenting, siklodekstrin kompatibel dengan electrospinning, sehingga cocok untuk membuat lapisan nanofiber pada substrat kapas.

“Penggunaan antibiotik sintetik secara berlebihan dan berkepanjangan dalam konsentrasi tinggi telah berkontribusi pada meningkatnya epidemi mematikan mikroba yang resistan terhadap beberapa obat,” kata Penjinak Uyar, direktur Laboratorium NanoFibers dan NanoTextiles, dalam pernyataan pers. “Penggunaan anti bakteri alami dan ampuh seperti lawone dapat menjadi alternatif pengganti anti bakteri sintetik.”

Agen bioaktif

Uyar dan rekannya menggunakan dua siklodekstrin – HP-β-CD dan HP-γ-CD – untuk membuat kompleks inklusi dengan rasio CD/lawsone 2:1 dan 4:1 M. Mereka kemudian menggunakan teknologi electrospinning untuk membuat jaringan nanofibro CD/lawsone dengan diameter serat rata-rata sekitar 300–700 nm.

Salah satu cara berharga untuk meningkatkan penyembuhan adalah dengan mengurangi stres oksidatif di lingkungan mikro luka. Tim menyelidiki sifat antioksidan dari serat nano menggunakan teknik pembersihan radikal DPPH. Tes DPPH ini melibatkan pencampuran jaringan nanofibrous ke dalam air suling, menambahkan larutan metanol DPPH dan kemudian menggunakan spektroskopi UV-visibel untuk mengukur penurunan penyerapan DPPH dari waktu ke waktu.

Serat nano dengan rasio CD/lawson 2:1 M menunjukkan aktivitas antioksidan lebih tinggi (karena kandungan lawone lebih tinggi), sedangkan HP-β-CD menunjukkan aktivitas lebih besar dibandingkan HP-γ-CD. Aktivitas antioksidan meningkat seiring berjalannya waktu, meningkat dari sekitar 20% dalam 1 jam menjadi sekitar 65% dalam 24 jam, untuk serat nano HP-β-CD/lawsone 2:1.

Para peneliti menunjukkan bahwa sampel nanofibrous menunjukkan aktivitas antioksidan yang jauh lebih tinggi – dan dengan demikian potensi penyembuhan luka lebih cepat – dibandingkan bahan lawone murni. Mereka mengaitkan hal ini dengan peningkatan kelarutan yang diberikan oleh penyertaan CD dan rasio permukaan terhadap volume yang tinggi dari jaringan nanofibro.

Selain mendorong penyembuhan luka, balutan yang cerdas juga dapat membantu mencegah dan memberantas infeksi. Oleh karena itu, para peneliti mengevaluasi aktivitas serat nano terhadap dua strain bakteri terkemuka: gram negatif E. coli dan gram positif S. aureus. Mereka melarutkan sampel nanofibrous dalam larutan bakteri, menginkubasi sampel pada suhu 37°C selama 24 jam, dan kemudian melapisinya untuk penghitungan koloni.

Sampel kontrol negatif yang tidak diberi perlakuan tidak menunjukkan aktivitas antimikroba dan bakteri terus berkembang. Sebaliknya, keempat jenis nanofibre menunjukkan aktivitas antimikroba yang kuat, dan sepenuhnya menghilangkan keduanya E. coli dan S. aureus bakteri, terlihat dari tidak adanya koloni pada cawan kultur. Tidak ada perbedaan efek nanofiber dengan rasio molar 4:1 dan 2:1, yang menunjukkan bahwa nanofiber dengan kandungan lawone lebih rendah pun memiliki aktivitas antibakteri yang cukup.

Rilis cepat

Memilih HP-β-CD/lawsone 4:1 dan HP-γ-CD/lawsone 4:1 sebagai kandidat optimal untuk membuat pembalut, para peneliti melapisi substrat kapas dengan sampel nanofibrous untuk menyelidiki kemampuan mereka melepaskan lawone. Mereka merendam sampel berlapis nanofiber dalam larutan PBS dan menempatkannya pada pengocok orbital pada suhu 37 °C. Mereka kemudian menilai pelepasan kumulatif lawone dengan menganalisis sampel kecil yang diambil pada interval waktu tertentu.

Sebagian besar konten lawone, sekitar 84% di HP-β-CD/lawsone 4:1 dan 77% di HP-γ-CD/lawsone 4:1, dirilis dalam waktu 30 detik pertama. Pelepasan awal yang jelas ini disebabkan oleh pelarutan lapisan nanofiber yang cepat, yang selesai setelah 3 menit, pada saat itu semua lawone dilepaskan. Para peneliti mencatat bahwa profil pelepasan yang ditunjukkan oleh sampel berlapis kapas mencerminkan serat yang berdiri bebas.

“Studi ini memajukan bidang manajemen luka dengan meningkatkan aktivitas lawone melalui kompleksasi inklusi dan memfungsikan kapas melalui lapisan nanofibre CD/lawsone,” tim menyimpulkan. “Dengan sifat antibakteri dan antioksidan yang menjanjikan, metode inovatif ini memberikan harapan yang signifikan untuk pengembangan pembalut luka biofungsional dengan potensi terapeutik yang lebih baik.”

Tim sekarang sedang menyelidiki agen bioaktif lainnya. “Langkah selanjutnya adalah menguji sitotoksisitasnya, tes anti-inflamasi dan in vivo studi untuk penyembuhan luka,” kata Uyar Dunia Fisika.

Penelitian tersebut dijelaskan dalam International Journal of Pharmaceutics.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/