Повязка с нановолокном борется с инфекцией и помогает заживлению ран

<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="Использование биологической активности Тамер Уяр (слева), Мохсен Алишахи и его коллеги используют растительное соединение лоусон для создания хлопковых повязок с нановолокном, которые борются с инфекцией и помогают ранам быстрее заживать. (Фото любезно предоставлено: Дарси Роуз/Корнеллский университет)»>

Заживление ран – сложная процедура, представляющая собой важную задачу здравоохранения. Большинство медицинских повязок, используемых на ранах, изготовлены из хлопчатобумажной марли, которая биосовместима, воздухопроницаема, впитывает влагу и мягкая, но не способствует заживлению и не борется с инфекцией. Что необходимо, так это продуманная повязка, которая поможет ускорить процесс заживления и одновременно активно бороться с инфекцией.

Исследовательская группа в Корнельского университета решает эту проблему, повышая эффективность хлопковых повязок, покрывая их слоем биологически активных нановолокон. Нановолокна используют антиоксидантные, противовоспалительные и антибактериальные свойства лавсона, растительного соединения, которое в изобилии содержится в листьях хны.

Терапевтические свойства Лоусона делают его интересным кандидатом для лечения ран, но его ограниченная растворимость затрудняет его добавление в повязки. Вместо этого исследователи использовали циклодекстрины, природные олигосахариды, полученные из крахмала, для создания комплексов включения, которые связывают молекулы лавсона внутри. Этот процесс повышает растворимость, стабильность и биодоступность лоусона и может повысить его терапевтическое воздействие. Важно отметить, что циклодекстрины совместимы с электропрядением, что делает их пригодными для создания покрытий из нановолокон на хлопковых подложках.

«Продолжительное злоупотребление синтетическими антибиотиками в высоких концентрациях способствовало возникновению смертельной эпидемии микробов с множественной лекарственной устойчивостью», — говорит Тамер Уяр, директор Лаборатории нановолокон и нанотекстиля, в заявлении для прессы. «Использование натуральных и мощных антибактериальных средств, таких как лоусон, может служить альтернативой синтетическим антибактериальным средствам».

Биоактивное вещество

Уяр и его коллеги использовали два циклодекстрина – HP-β-CD и HP-γ-CD – для создания комплексов включения с соотношением CD/лаусон 2:1 и 4:1 М. Затем они применили технологию электропрядения для изготовления нановолоконных сетей CD/лаусон. со средним диаметром волокон около 300–700 нм.

Одним из ценных способов улучшения заживления является снижение окислительного стресса в микроокружении раны. Команда исследовала антиоксидантные свойства нановолокон, используя метод удаления радикалов DPPH. Этот тест DPPH включал смешивание нановолокнистых полотен с дистиллированной водой, добавление метанольного раствора DPPH, а затем использование УФ-видимой спектроскопии для измерения уменьшения поглощения DPPH с течением времени.

Нановолокна с соотношением М ЦД/лаусон 2:1 показали более высокую антиоксидантную активность (из-за более высокого содержания лавсона), тогда как HP-β-ЦД показал большую активность, чем HP-γ-ЦД. Антиоксидантная активность увеличивалась со временем, увеличиваясь примерно с 20% через 1 час до примерно 65% через 24 часа для нановолокон HP-β-CD/lawsone 2:1.

Исследователи отмечают, что образцы нановолокон продемонстрировали значительно более высокую антиоксидантную активность – и, следовательно, потенциал для более быстрого заживления ран – чем чистый лавсон. Они связывают это с повышенной растворимостью, обеспечиваемой включением CD, и высоким соотношением поверхности к объему нановолоконного полотна.

Умная повязка не только способствует заживлению ран, но и помогает предотвратить и искоренить инфекции. Таким образом, исследователи оценили активность нановолокон против двух известных бактериальных штаммов: грамотрицательных. E. палочки и грамположительные С. золотистый. Они растворили образцы нановолокон в бактериальных растворах, инкубировали образцы при 37°C в течение 24 часов, а затем высевали их на чашки для подсчета колоний.

Необработанные отрицательные контрольные образцы не показали никакой антимикробной активности, и бактерии продолжали расти. Напротив, все четыре типа нановолокон продемонстрировали мощную антимикробную активность, полностью уничтожая оба типа. E. палочки и С. золотистый бактерий, о чем свидетельствует отсутствие колоний на культуральных чашках. Не было различий в эффекте нановолокон с молярными соотношениями 4:1 и 2:1, что указывает на то, что даже волокна с более низким содержанием лавсона обладали достаточной антибактериальной активностью.

Быстрое освобождение

Выбрав HP-β-CD/lawsone 4:1 и HP-γ-CD/lawsone 4:1 в качестве оптимальных кандидатов для создания повязок, исследователи покрыли хлопковые подложки образцами нановолокон, чтобы исследовать их способность высвобождать лавсон. Они погрузили образцы, покрытые нановолокнами, в раствор PBS и поместили их на орбитальный шейкер при температуре 37 °C. Затем они оценили совокупное высвобождение лавсона, проанализировав небольшие образцы, взятые через определенные промежутки времени.

Большая часть содержимого лавсона, примерно 84% в HP-β-CD/лавсоне 4:1 и 77% в HP-γ-CD/лаусоне 4:1, высвободилась в течение первых 30 с. Такое выраженное первоначальное высвобождение объясняется быстрым растворением покрытия из нановолокон, которое завершилось через 3 минуты, когда весь лавонон был высвобожден. Исследователи отмечают, что профиль высвобождения, демонстрируемый образцами с хлопковым покрытием, повторяет профиль высвобождения отдельно стоящих волокон.

«Это исследование расширяет сферу лечения ран за счет повышения активности лоусона за счет образования комплексов включения и функционализации хлопка с помощью нановолоконных покрытий CD/лаусона», - заключает команда. «Обладая многообещающими антибактериальными и антиоксидантными свойствами, этот инновационный метод открывает значительные перспективы для разработки биофункциональных раневых повязок с повышенным терапевтическим потенциалом».

Сейчас команда исследует другие биологически активные агенты. «Следующими шагами будут испытания их цитотоксичности, противовоспалительные тесты и в естественных условиях исследования по заживлению ран», — рассказывает Уяр. Мир физики.

Исследование описано в Международный журнал фармацевтики.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/