Formulierung von Nanomaterialien auf Zinkbasis unter Verwendung des Eucommia ulmoides Rindenextrakts und ihres Wundheilungspotenzials

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Aufdeckung des Wundheilungspotenzials von biotechnologisch hergestellten Metallnanopartikeln. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie diese Nanopartikel den Heilungsprozess und ihren Wirkmechanismus beeinflussen, um die Schlüsselfragen zu ihrer therapeutischen Anwendung bei der Gewebereparatur zu beantworten. Wir haben erfolgreich verschiedene nanobasierte Wundauflagen unter Verwendung natürlicher Polymere entwickelt, ihr Potenzial für vielfältige Anwendungen in der Wundheilung demonstriert und innovative Ansätze in der Gewebereparatur vorangetrieben.

Diese Forschung wird die Identifizierung potenzieller Mechanismen in In-vivo-Modellen erleichtern und zur Entwicklung von Wundheilungsmaterialien beitragen, die biokompatible Eigenschaften besitzen und ihre Wirksamkeit und Sicherheit für den Einsatz in verschiedenen medizinischen Anwendungen verbessern. Zu Beginn die Rinde des Eucommia ulmoides-Baumes mit einer Schere in kleine Stücke schneiden. Waschen Sie das gehackte Rindenmaterial zweimal mit doppelt destilliertem Wasser.

Anschließend trocknen Sie die Rindenstücke bei 37 Grad Celsius für 24 Stunden im Schatten. 20 g schattengetrocknete Rinde werden in einen ermächtigten Kolben mit 220 Millilitern sterilem, doppelt destilliertem Wasser gegeben. Dann erhitzen Sie den Kolben 20 Minuten lang bei 130 Grad Celsius.

Beachten Sie, dass sich die Farbe der Lösung nach 10 Minuten in hellgelb ändert. Lagern Sie anschließend den Rohextrakt, der Polyisopren enthält, bei vier Grad Celsius für die weitere Verwendung. Die Bildung einer fadenförmigen Struktur weist auf das Vorhandensein von Polyisopren in den Extrakten hin.

Ein molares Zinknitrat-Dihydrat wird zu 50 Millilitern entionisiertem Wasser in einem 500-Milliliter-Erlenmeyerkolben gegeben. Rühren Sie die Lösung kontinuierlich bei 60 U/min mit einem Magnetrührer um, bis sich das Zinknitrat-Dihydrat vollständig aufgelöst hat. Fügen Sie dann 15 Milliliter Eucommia ulmoides-Rindenextrakt tropfenweise zu 20 Millilitern einer molaren Zinknitrat-Dihydratlösung hinzu.

Geben Sie das abgedeckte Reaktionsgemisch auf einen Magnetrührer. Schalten Sie es ein und stellen Sie es so ein, dass es sich drei Stunden lang dreht. Geben Sie anschließend eine normale Natronlauge tropfenweise in das Reaktionsgemisch, um den pH-Wert auf neun einzustellen.

Fügen Sie Natriumhydroxid hinzu, bis die Lösung milchig weiß wird, und halten Sie den pH-Wert unter neun, was auf die Bildung von Zinkoxid-Nanopartikeln hinweist. Übertragen Sie dann die synthetisierten Eucommia-Ulmoides-Zinkoxid-Nanopartikel in ein 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen und zentrifugieren Sie sie fünf Minuten lang bei 100 g bei vier Grad Celsius. Sammeln Sie die gewaschenen Eucommia-Ulmoide-Zinkoxid-Nanopartikel auf einer Glasplatte und trocknen Sie sie eine Stunde lang bei 45 bis 50 Grad Celsius in einem Heißluftofen.

Säen Sie zunächst 1 mal 10 hoch der Potenz von 4 menschlichen Nabelvenendothelzellen in jeder Vertiefung einer 96-Well-Platte. Stellen Sie die Platte in einen Inkubator, der auf 5 % Kohlendioxid und 37 Grad Celsius eingestellt ist. Zur Beurteilung der Zytotoxizität geben Sie 10 Mikroliter verschiedener Konzentrationen von Eucommia Ulmoids-Zinkoxid-Nanopartikeln zu den 90 % konfluenten Zellen.

Inkubieren Sie die Platte 24 Stunden lang bei 37 Grad Celsius in einem 5%igen Kohlendioxid-Inkubator. Entfernen Sie nach der Inkubation vorsichtig das alte Medium, ohne die Zellen zu stören. Geben Sie 10 Mikroliter CCK-8-Lösung in jede Vertiefung mit 90 Mikrolitern frischem DMEM-Medium und inkubieren Sie die Platte wie zuvor gezeigt.

Messen Sie dann die Absorption der mit CCK-8-Lösung behandelten Zellen bei 450 Nanometern mit einem Spektralphotometer. Säen Sie 1 mal 10 hoch 5 menschliche Nabelvenendothelzellen in 12-Well-Kulturplatten, die DMEM enthalten, ergänzt mit 10 % FBS und 1 % Penicillin-Streptomycin. Legen Sie die Platten in einen Inkubator, der auf 5 % Kohlendioxid und 37 Grad Celsius eingestellt ist.

Kratzen Sie mit einer sterilen 200-Mikroliter-Pipettenspitze vorsichtig über die Zellmonoschicht, um eine repräsentative Wunde mit einer Breite von 200 Mikrometern zu erzeugen. Nachdem Sie das gesamte Medium aus den Vertiefungen entfernt haben, waschen Sie die Monoschicht vorsichtig mit einem Milliliter PBS, um abgelöste Zellen zu entfernen. Geben Sie nun Eucommia-Ulmoides Zinkoxid-Nanopartikellösungen von 0, 10 und 20 Mikrogramm pro Milliliter in Kombination mit einem vollständigen Medium mit 10 % FBS in die Vertiefungen.

Inkubieren Sie die Platten bei 37 Grad Celsius in einem 5%igen Kohlendioxid-Inkubator. Machen Sie Mikrofotos der Kratzwunde bei null Stunden und 24 Stunden mit einem inversen Mikroskop. Berechnen Sie den prozentualen Anteil des Wundverschlusses mit der hier gezeigten Formel.

Eucommia-Ulmoide-Zinkoxid-Nanopartikel zeigten bei Konzentrationen von bis zu 50 Mikrogramm pro Milliliter nach 24 Stunden keine Zytotoxizität auf menschlichen Nabelvenen-Endothelzellen. Der Wundverschluss war in Zellen, die mit 20 Mikrogramm pro Milliliter Eucommia-Ulmoide-Zinkoxid-Nanopartikeln behandelt wurden, signifikant verbessert und zeigte einen Verschluss von 81,5 % nach 24 Stunden im Vergleich zu 16 % in der Kontrollgruppe. Mikroskopische Aufnahmen zeigten in der Behandlungsgruppe mit 20 Mikrogramm pro Milliliter im Vergleich zur Kontrollgruppe nach 24 Stunden eine verringerte Wundspaltweite.