Bandagem revestida de nanofibra combate infecções e ajuda a curar feridas – 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="Aproveitando a atividade biológica Tamer Uyar (à esquerda), Mohsen Alishahi e colegas estão usando o composto botânico Lawsone para criar bandagens de algodão revestidas com nanofibras que combatem infecções e ajudam as feridas a cicatrizar mais rapidamente. (Cortesia: Darcy Rose/Universidade Cornell)”>

A cicatrização de feridas é um procedimento complexo que representa um importante desafio à saúde. A maioria dos curativos médicos usados ​​em feridas são feitos de gaze de algodão, que é biocompatível, respirável, absorvente e macia – mas não promove a cura nem combate infecções. O que é necessário é um curativo inteligente que ajude a acelerar o processo de cicatrização e, ao mesmo tempo, combata proativamente a infecção.

Uma equipe de pesquisa em Universidade de Cornell está enfrentando esse desafio, aumentando o desempenho dos curativos de algodão, revestindo-os com uma camada de nanofibras biologicamente ativas. As nanofibras aproveitam as propriedades antioxidantes, antiinflamatórias e antibacterianas de uma lawone, um composto botânico encontrado abundantemente nas folhas de hena.

As propriedades terapêuticas do Lawsone tornam-no um candidato intrigante para o tratamento de feridas, mas a sua solubilidade limitada torna difícil a sua incorporação em pensos. Em vez disso, os pesquisadores usaram ciclodextrinas, oligossacarídeos naturais produzidos a partir do amido, para criar complexos de inclusão que ligam as moléculas de lawona em seu interior. Este processo aumenta a solubilidade, estabilidade e biodisponibilidade do Lawsone e pode aumentar o seu impacto terapêutico. Crucialmente, as ciclodextrinas são compatíveis com a eletrofiação, tornando-as adequadas para a criação de revestimentos de nanofibras em substratos de algodão.

“O uso excessivo e prolongado de antibióticos sintéticos em altas concentrações contribuiu para o aumento da epidemia mortal de micróbios multirresistentes”, diz Domador Uyar, diretor do Laboratório de NanoFibras e NanoTêxteis, em comunicado à imprensa. “O uso de antibacterianos naturais e potentes, como o Lawsone, pode servir como uma alternativa aos antibacterianos sintéticos.”

Agente bioativo

Uyar e colegas usaram duas ciclodextrinas – HP-β-CD e HP-γ-CD – para criar complexos de inclusão com proporções CD/lawsone de 2:1 e 4:1 M. Eles então empregaram tecnologia de eletrofiação para fabricar teias nanofibrosas de CD/lawsone com diâmetros médios de fibra em torno de 300–700 nm.

Uma forma valiosa de melhorar a cicatrização é reduzir o estresse oxidativo no microambiente da ferida. A equipe investigou as propriedades antioxidantes das nanofibras usando uma técnica de eliminação de radicais DPPH. Este teste DPPH envolveu misturar as teias nanofibrosas em água destilada, adicionar solução metanólica de DPPH e depois usar espectroscopia UV-visível para medir a diminuição na absorção de DPPH ao longo do tempo.

Nanofibras com proporção CD/lawsona de 2:1 M apresentaram maior atividade antioxidante (devido ao maior teor de leisona), enquanto HP-β-CD apresentou maior atividade que HP-γ-CD. A atividade antioxidante aumentou com o tempo, passando de aproximadamente 20% em 1 hora para cerca de 65% em 24 horas, para nanofibras HP-β-CD/lawsone 2:1.

Os pesquisadores apontam que as amostras nanofibrosas exibiram atividade antioxidante significativamente maior – e, portanto, o potencial para uma cicatrização mais rápida de feridas – do que a leisona pura. Eles atribuem isso ao aumento da solubilidade conferida pela inclusão de CD e à alta relação superfície-volume da teia nanofibrosa.

Além de estimular a cicatrização de feridas, um curativo inteligente deve ajudar a prevenir e erradicar infecções. Como tal, os investigadores avaliaram a actividade das nanofibras contra duas estirpes bacterianas proeminentes: bactérias gram-negativas E. coli e gram-positivo S. aureus. Eles dissolveram amostras nanofibrosas em soluções bacterianas, incubaram as amostras a 37°C por 24 horas e depois as plaquearam para contagem de colônias.

As amostras de controlo negativo não tratadas não mostraram qualquer actividade antimicrobiana e as bactérias continuaram a crescer. Em contraste, todos os quatro tipos de nanofibras demonstraram potente atividade antimicrobiana, erradicando completamente ambos E. coli e S. aureus bactérias, como pode ser visto pela ausência de colônias nas placas de cultura. Não houve diferença no efeito das nanofibras com proporções molares de 4:1 e 2:1, indicando que mesmo aquelas com menor teor de leisona possuíam atividade antibacteriana suficiente.

Liberação rápida

Selecionando HP-β-CD/lawsone 4:1 e HP-γ-CD/lawsone 4:1 como candidatos ideais para a criação de curativos, os pesquisadores revestiram substratos de algodão com amostras nanofibrosas para investigar sua capacidade de liberar o lawsone. Eles mergulharam as amostras revestidas com nanofibras em uma solução de PBS e as colocaram em um agitador orbital a 37°C. Eles então avaliaram a liberação cumulativa de lawone analisando pequenas amostras removidas em intervalos de tempo específicos.

A maior parte do conteúdo de lawson, aproximadamente 84% em HP-β-CD/lawsone 4:1 e 77% em HP-γ-CD/lawsone 4:1, foi liberada nos primeiros 30 s. Esta pronunciada libertação inicial é atribuída à rápida dissolução do revestimento de nanofibras, que foi completada após 3 min, altura em que toda a lawona foi libertada. Os pesquisadores observam que o perfil de liberação exibido pelas amostras revestidas de algodão espelhava o das fibras independentes.

“Este estudo avança no domínio do tratamento de feridas, melhorando a atividade do leisone através da complexação de inclusão e funcionalizando o algodão através de revestimentos de nanofibras CD/lawsone”, conclui a equipe. “Com atributos antibacterianos e antioxidantes promissores, este método inovador é uma promessa significativa para o desenvolvimento de curativos biofuncionais com potencial terapêutico aprimorado.”

A equipe agora está investigando outros agentes bioativos. “Os próximos passos serão testar sua citotoxicidade, testes anti-inflamatórios e in vivo estudos para cicatrização de feridas”, conta Uyar Mundo da física.

A pesquisa é descrita em Jornal Internacional de Farmacêutica.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/