Пов’язка з нановолокном бореться з інфекцією та допомагає загоювати рани – 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="Використання біологічної активності Тамер Уяр (ліворуч), Мохсен Алішахі та їхні колеги використовують ботанічну сполуку лавсон для створення бавовняних пов’язок із нановолоконним покриттям, які борються з інфекцією та сприяють швидшому загоєнню ран. (З дозволу: Дарсі Роуз/Корнельський університет)”>

Загоєння ран - це складна процедура, яка представляє важливу проблему для охорони здоров'я. Більшість медичних пов’язок, які використовуються на ранах, виготовлені з ватної марлі, яка є біосумісною, дихаючою, абсорбуючою та м’якою, але не сприяє загоєнню чи боротьбі з інфекцією. Потрібна розумна пов’язка, яка допоможе пришвидшити процес загоєння, одночасно активно борючись з інфекцією.

Дослідницька група в Корнельського університету вирішує цю проблему, підвищуючи ефективність бавовняних пов’язок, покриваючи їх шаром біологічно активних нановолокон. Нановолокна використовують антиоксидантні, протизапальні та антибактеріальні властивості лавсону, рослинної сполуки, яка у великій кількості міститься в листі хни.

Терапевтичні властивості Лавсона роблять його цікавим кандидатом для лікування ран, але його обмежена розчинність ускладнює додавання його до перев’язувальних матеріалів. Замість цього дослідники використовували циклодекстрини, природні олігосахариди, отримані з крохмалю, для створення комплексів включення, які зв’язують молекули лаусону всередині. Цей процес покращує розчинність, стабільність і біодоступність лаусону, а також може посилити його терапевтичний вплив. Важливо те, що циклодекстрини сумісні з електропрядінням, що робить їх придатними для створення нановолоконних покриттів на бавовняних підкладках.

«Тривале надмірне використання синтетичних антибіотиків у високих концентраціях сприяло поширенню смертоносної епідемії мультирезистентних мікробів», — каже Тамер Уяр, директор Лабораторії нановолокон і нанотекстилю, у заяві для преси. «Використання натуральних і потужних антибактеріальних засобів, таких як лавсон, може служити альтернативою синтетичним антибактеріальним засобам».

Біоактивний засіб

Уяр та його колеги використовували два циклодекстрини – HP-β-CD та HP-γ-CD – для створення комплексів включення із співвідношенням CD/lawsone 2:1 та 4:1 M. Потім вони застосували технологію електроспінінгу для виготовлення нановолокнистих полотен CD/lawsone. із середнім діаметром волокон близько 300–700 нм.

Одним із цінних способів покращити загоєння є зменшення окислювального стресу в мікрооточенні рани. Команда досліджувала антиоксидантні властивості нановолокон за допомогою методу поглинання радикалів DPPH. Цей тест DPPH включав змішування нановолокнистих полотен у дистильованій воді, додавання метанольного розчину DPPH, а потім використання УФ-видимої спектроскопії для вимірювання зменшення поглинання DPPH з часом.

Нановолокна із співвідношенням 2:1 M CD/лаузон показали вищу антиоксидантну активність (через більш високий вміст лаузону), тоді як HP-β-CD продемонстрував більшу активність, ніж HP-γ-CD. Антиоксидантна активність зростала з часом, зростаючи приблизно з 20% через 1 годину до приблизно 65% через 24 години для нановолокон HP-β-CD/лаусон 2:1.

Дослідники зазначають, що нановолокнисті зразки продемонстрували значно вищу антиоксидантну активність – і, отже, потенціал для швидшого загоєння ран – ніж чистий лавсон. Вони пояснюють це підвищеною розчинністю, що забезпечується включенням CD, і високим співвідношенням поверхні до об’єму нановолокнистої тканини.

Окрім сприяння загоєнню ран, розумна пов’язка має допомогти запобігти та викорінити інфекції. Таким чином, дослідники оцінили активність нановолокон проти двох відомих штамів бактерій: грамнегативних E. палички і грампозитивні золотистого стафілокока. Вони розчиняли нановолокнисті зразки в бактеріальних розчинах, інкубували зразки при 37°C протягом 24 годин, а потім висівали їх для підрахунку колоній.

Необроблені зразки негативного контролю не виявляли жодної антимікробної активності, і бактерії продовжували рости. Навпаки, усі чотири типи нановолокон продемонстрували потужну антимікробну дію, повністю знищивши обидва E. палички та золотистого стафілокока бактерій, про що свідчить відсутність колоній на культуральних чашках. Не було різниці в ефекті нановолокон з молярним співвідношенням 4:1 і 2:1, що вказує на те, що навіть ті з нижчим вмістом лавсону володіють достатньою антибактеріальною активністю.

Швидке вивільнення

Вибравши HP-β-CD/lawsone 4:1 і HP-γ-CD/lawsone 4:1 як оптимальні кандидати для створення пов’язок, дослідники покрили бавовняні субстрати нановолокнистими зразками, щоб дослідити їхню здатність вивільняти лаусон. Вони занурили зразки, покриті нановолокном, у розчин PBS і помістили їх на орбітальний шейкер при 37 °C. Потім вони оцінили кумулятивний викид лавсону, аналізуючи невеликі зразки, вилучені через певні проміжки часу.

Більша частина вмісту лавсону, приблизно 84% у HP-β-CD/lawsone 4:1 і 77% у HP-γ-CD/lawsone 4:1, була вивільнена протягом перших 30 с. Це виражене початкове вивільнення пояснюється швидким розчиненням нановолокнистого покриття, яке завершувалося через 3 хвилини, коли вивільнявся весь лаузон. Дослідники відзначають, що профіль вивільнення зразків з бавовняним покриттям віддзеркалює профіль вільно розташованих волокон.

«Це дослідження просуває сферу лікування ран шляхом посилення активності лаусону через утворення комплексу включення та функціональності бавовни через покриття з нановолокна CD/лавсон», – підсумовує команда. «Завдяки багатообіцяючим антибактеріальним і антиоксидантним властивостям, цей інноваційний метод має значні перспективи для розробки біофункціональних пов’язок для ран з підвищеним терапевтичним потенціалом».

Зараз команда досліджує інші біоактивні агенти. «Наступними кроками буде перевірка їх цитотоксичності, протизапальних тестів і в природних умовах дослідження для загоєння ран», — розповідає Уяр Світ фізики.

Дослідження описано в Міжнародний журнал фармацевтики.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/nanofibre-coated-bandage-fights-infection-and-helps-heal-wounds/