Rusztowanie kompozytowe z kolagenem i chitozanem naładowane doksycykliną do przyspieszonego gojenia się ran cukrzycowych

Obecne prace badawcze dotyczą rusztowań kompozytowych kolagenowo-chitozanowych obciążonych doksycykliną w celu przyspieszenia gojenia się ran cukrzycowych. Cukrzyca jest przewlekłą chorobą metaboliczną charakteryzującą się podwyższonym poziomem glukozy we krwi. Im dłużej dana osoba ma cukrzycę, tym większe ryzyko powikłań, takich jak choroby układu krążenia, nefropatia, neuropatia, retinopatia, uszkodzenie stóp i tak dalej.

Uszkodzenie nerwów w stopach, a także słaby przepływ krwi do stóp zwiększa ryzyko różnych powikłań stóp. Nieleczone rany te mogą ostatecznie wymagać amputacji palców u nóg, stóp lub nóg. Około 25% pacjentów z cukrzycą ma możliwość zbudowania rany cukrzycowej w ciągu swojego życia.

Leczenie ran cukrzycowych pozostaje do tej pory przeszkodą, którą należy w końcu pokonać. Mimo że patofizjologia rany cukrzycowej jest wieloczynnikowa, uważa się, że miejscowe leczenie lekami przeciwzapalnymi może zmniejszyć podwyższony poziom MMP-9 i przywrócić układ homeostazy skóry i przyspieszyć gojenie się ran cukrzycowych. Doksycyklina, inhibitor MMP-9, została wybrana w tym badaniu w celu stłumienia podwyższonego poziomu MMP-9, głównej cząsteczki zapalnej odpowiedzialnej za ciągłe zapalenie ran cukrzycowych.

Z drugiej strony, biomateriały fascynują ludzi od kilkudziesięciu lat i stanowią podstawę wielu przełomowych odkryć medycznych w zakresie skutecznego dostarczania leków i makromolekularnych oraz opracowywania dostosowanych do potrzeb urządzeń biomedycznych. Dlatego w tym krótkim wprowadzeniu przygotowaliśmy rusztowanie kolagenowo-chitozanowe obciążone doksycykliną, aby osłabić, przyspieszyć opóźnione gojenie się ran cukrzycowych. To jest Bharat Kumar Reddy, badacz z Wydziału Farmacji, JSS College of Pharmacy, Ooty, Indie.

Dzisiaj jesteśmy tutaj, aby przyjrzeć się procedurze, jak przygotować rusztowanie kolagenowo-chitozanowe obciążone doksycykliną w celu przyspieszenia gojenia się ran cukrzycowych. Rzućmy okiem na procedurę, jak się przygotować. Zamierzamy przygotować 1,2% roztworu kolagenu, do którego bierzemy 1,2 grama kolagenu typu I, który pochodzi z ogona szczura.

Do tego dodajemy 100 ml wody Millipore i odstawiamy na pół godziny, aby kolagen wybrzuszył się w wodzie. W kolejnym kroku przygotowano 0,8% roztworu chitozanu, do którego bierzemy 0,8 grama chitozanu o średniej masie cząsteczkowej, a to zmieszano ze 100 ml 1% kwasu octowego. To rozwiązanie również odłożyliśmy na bok przez pół godziny.

Po pół godzinie oba roztwory poddano mechanicznemu mieszaniu przez noc przy prędkości obrotowej 2000 obr./min. Do mieszanego przez noc roztworu kolagenu powoli dodajemy jeden gram doksycykliny. Roztwór zawierający ten kolagen i doksycyklinę poddano mieszaniu przez pół godziny z prędkością 2000 obrotów.

Do tego roztworu powoli dodajemy mieszany przez noc roztwór chitozanu. I to, upewnij się, że jest oznaczony jako fizyczna mieszanina, która zawiera doksycyklinę, kolagen, chitozan. Tą fizyczną mieszaninę poddaliśmy przez kolejne pół godziny mieszania z prędkością 2000 obrotów.

Po upływie pół godziny owa fizyczna mieszanina została przeniesiona do odpowiednich aluminiowych form, które mają wymiary od dwóch do dwóch centymetrów i grubość 0,5 centymetra. Później formy te zostały przeniesione do metalowego pojemnika. Ten metalowy pojemnik zawierał aluminiowe formy, został poddany głębokiemu zamrożeniu.

Po 24 godzinach wyraźnie widzimy zestaloną mieszaninę fizyczną zawierającą doksycyklinę, kolagen i chitozan. Te zestalone mieszaniny fizyczne poddano dalszej liofilizacji. Liofilizację prowadzono w temperaturze minus 85 stopni Celsjusza plus minus cztery stopnie Celsjusza przez 72 godziny.

Po 72 godzinach liofilizowany materiał wyjęto z liofilizatora. I tutaj wyraźnie widzimy całkowicie wysuszoną mieszaninę fizyczną, która jest niczym innym jak rusztowaniem wypełnionym doksycykliną kolagenowo-chitozanowem. Rusztowania te zostały poddane sieciowaniu W celu przeprowadzenia sieciowania początkowo przygotowywano bufor MES poprzez pobranie 0,488 grama MES i 15 ml wody, z której wyjmujemy 20 ml buforu MES i przenosimy osobno do zlewki.

Do tych 20 ml zlewki dodano 50 mg kolagenu i chitozanu obciążonego doksycykliną. A moczenie tego rusztowania trwało pół godziny. Po pół godzinie rusztowanie kolagenowo-chitozanowe obciążone doksycykliną wyjęto z 20 ml bufora MES.

Ponadto zanurzono go w roztworze zawierającym 19,5 ml buforu MES, 0,1264 grama EDC i 0,014 grama NHS. Namaczanie prowadzono w czterogodzinnym odstępie czasu na zakończenie sieciowania. Po usieciowaniu rusztowanie kolagenowo-chitozanowe obciążone doksycykliną wyjęto z roztworu i przeniesiono do pojemnika, który został szczegółowo opisany we wcześniejszej procedurze, i wysuszono oddzielnie.

Tutaj wyraźnie widzimy rusztowanie nieusieciowane i usieciowane, wraz z tymi samymi obrazami. Ze zdjęć jasno wynika, że sieciowanie rusztowania spowodowało zmniejszenie wielkości porów ze względu na tworzenie się silnych wiązań wewnątrzcząsteczkowych. Schwytano samca szczura Wistar i narysowano dwa dwucentymetrowe ślady na grzbietowej części klatki piersiowej.

Wokół miejsca śladu wykonano ranę wycinalną i pobrano ślad rany na arkuszu OHP. Ślad po ranie mierzono za pomocą metody graficznej. Rana powstała na ciele zwierzęcia wynosiła około 176 mm.

Później utworzoną ranę leczono usieciowanym rusztowaniem kolagenowo-chitozanowym z usieciowanym doksycykliną z opatrunkiem pierwotnym i monitorowano przez 21 dni. Gdy zwierzę zostało wyleczone ze znieczulenia, każde zwierzę zostało zamknięte w klatce indywidualnie. Zwierzęta te były karmione normalną dietą i wodą.

Wszystkie zwierzęta, po stworzeniu rany, podzielono na trzy grupy, w których każda grupa zawierała sześć zwierząt. Tutaj wyraźnie widać różnicę między dniem zerowym a siedmiodniowym, w którym redukcja ran na rusztowaniu usieciowanym ładowanym doksycykliną wynosiła około 48%A na tym obrazie wyraźnie widać różnicę między dniem 14 a dniem 21 wszystkich grup, w których rusztowanie usieciowane kolagenem ładowanym doksycykliną zostało zagojone około 99%Zagojony obszar został odizolowany i przetworzony do badań histopatologicznych za pomocą barwienia HMB. Tutaj wyraźnie widzimy zreepitelizowany naskórek, w 21 dniu, w rusztowaniu kolagenowym chitozanowym naładowanym doksycykliną.

Podczas gdy w rusztowaniu kontrolnym i usieciowanym, tylko placebo, nadal trzeba było uformować naskórek. Podobnie jak nasze własne badanie, przygotowane rusztowania sieciowane doksycykliną wykazały wiele idealnych właściwości, takich jak dobra wytrzymałość mechaniczna, biokompatybilność, wchłanianie wody o przedłużonym uwalnianiu, a także właściwości przeciwbakteryjne i przeciwzapalne. Rusztowania te mogą być idealną formą dawkowania do leczenia ran cukrzycowych.