دوره 32، شماره 2 - ( تابستان 1404 )
جلد 32 شماره 2 صفحات 125-111 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: 456636
Ethics code: IR.BUMS.REC.1401.011
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Talvari M, Alemzadeh E, Farkhondeh T, Alemzadeh E, Mohammadparast P, Mohammadi S. Investigation of the effect of chitosan-polycaprolactone scaffolds loaded with chrysin-capped silver nanoparticles in the healing of experimental cutaneous wound defects in rat. Journal of Translational Medical Research. 2025; 32 (2) :111-125
URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-3495-fa.html
URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-3495-fa.html
تلواری محمد، عالم زاده عفت، فرخنده طاهره، عالم زاده عصمت، محمدپرست پوریا، محمدی سروش. بررسی اثر داربست پلیکاپرولاکتون- چیتوزان حاوی نانوذرات نقره سبز سنتز شده با فلاونوئید کرایزین در ترمیم زخمهای تجربی ایجاد شده در موش صحرایی. تحقیقات پزشکی ترجمانی. 1404; 32 (2) :111-125
محمد تلواری1 
، عفت عالم زاده2 
، طاهره فرخنده3 ، عصمت عالم زاده*4 ، پوریا محمدپرست5 ، سروش محمدی5
، عفت عالم زاده2 ، طاهره فرخنده3 ، عصمت عالم زاده*4 ، پوریا محمدپرست5 ، سروش محمدی5
1- دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
2- مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
3- مرکز تحقیقات سالمندان، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
4- گروه زیست فناوری پزشکی، مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران ،esmat.alemzadeh@gmail.com
5- گروه زیست فناوری پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
2- مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
3- مرکز تحقیقات سالمندان، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
4- گروه زیست فناوری پزشکی، مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران ،
5- گروه زیست فناوری پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
واژههای کلیدی: چیتوزان، کرایزین، سنتز سبز، نانوالیاف، پلیکاپرولاکتون، موش صحرایی، نانوذرات نقره، ترمیم زخم
متن کامل [PDF 1151 kb]
(703 دریافت)
| چکیده (HTML) (1918 مشاهده)
ارزیابی ساختاری داربست (FESEM)
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) از نانوالیاف PCL-CS و PCL-CS-Ch در شکل 3 نشان داده شده است. از تصاویر FESEM میتوان فهمید که نانوالیاف در یک ساختار شبکهای ریسیده شده است.
فعالیت ضدباکتریایی نانوالیاف پلیکاپرولاکتون
روش استاندارد رقت براث
اثر ضدباکتریایی گروههای PCL-CS و PCL-CS-Ch همراه گروه کنترل با روش استاندارد رقت براث تعیین شد. نتایج نشان داد که گروه نانوالیاف حاوی نانوذرات کرایزین در مقایسه با گروههای نانوالیاف پلیکاپرولاکتون-چیتوزان و کنترل منفی بهطور معنیداری موجب مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس شدند (05/0>P) ( نمودار 1).
شکل 3- تصاویر SEM نانوالیاف PCL-CS(A) و PCL-CS-Ch (B)
نمودار 1- فعالیت ضدباکتریایی گروههای داربست (PCL-CS) و داربست نانوذره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی (NC) در برابر S. aureus
بسته شدن زخم هر گروه در روزهای سوم، هفتم و چهاردهم پس از درمان محاسبه شد (شکل 4) (نمودار 2). بر اساس نتایج، درصد بسته شدن زخم در گروههای پلی کاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات کرایزین در روز 3 و 7 پس از درمان بهطور معنیداری بیشتر از گروه کنترل منفی بود (05/0>P). نرخ بسته شدن زخم در گروه درمان و کنترل منفی به ترتیب49/0±95/63 و 23/06±13/46 درصد در روز 3 پس از درمان بود (05/0>P). همچنین در روز 7 پس از درمان، درصد بسته شدن زخم در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات کرایزین و کنترل منفی به ترتیب 05/3±7/85 و 8/3±4/69 بود (05/0>P). نتایج نشان داد در روز 14 پس از درمان در تمام گروهها زخمها بهطور کامل بسته شده بودند.
ارزیابیهای هیستوپاتولوژیک
شکل 5 و 6 نتایج ارزیابیهای پاتولوژیک را در روزهای 3 و 7 پس از درمان نشان میدهند. بر اساس این یافتهها، در گروه کنترل منفی علائمی از شروع اپیتلیزاسیون از اطراف زخم مشاهده نشد؛ درحالیکه در گروههای پلیکاپرولاکتون – چیتوزان و پلی کاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین شروع اپیتلیزاسیون از اطراف زخم مشاهده شد.
شکل 4- تصاویر ماکروسکوپیک تأثیر نانوذرات نقره سبز سنتز شده با کرایزین در موش صحرایی
نمودار 2- درصد بسته شدن زخم تحت تأثیر داربستهای پلیکاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلی کاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و NC : کنترل منفی. (دادهها به صورت میانگین به همراه انحراف معیار بیان شدهاند، سطح معنیداری به صورت *، ** و *** نمایش داده شد که به معنای *: 05/0>P، **: 01/0>P، ***: 001/0>P میباشد).
شکل 5- تصاویر هیستوپاتولوژیک زخمهای درمان شده با پلی کاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلی کاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی در روز 3 پس از درمان. فلش در قسمت Angiogenesis نشان دهنده رگ های خونی و در قسمت Inflammatory cell نشان دهنده وجود نوتروفیل می باشد.
شکل 6- تصاویر هیستوپاتولوژیک زخمهای درمان شده با پلیکاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی در روز 7 پس از درمان
بحث
امروزه پانسمانهای پزشکی بر پایه نانوالیاف الکتروریسیشده بهدلیل ایجاد یک شرایط ایدهآل برای ترمیم زخم بهعنوان یکی از زمینههای تحقیقاتی در تولید پانسمانهای پزشکی تبدیل شده است (3). پلیکاپرولاکتون نیز بهعنوان پلیمری زیستسازگار مورد تأیید سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) قرار گرفته و بهطور گسترده در پانسمانهای پزشکی استفاده میشود (6). بدینترتیب این مطالعه با هدف طراحی و کاربرد داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان حاوی نانوذرات نقره سبز سنتزشده با فلاونوئید کرایزین در ترمیم زخمهای تجربی ایجادشده در موش صحرایی صورت گرفت. در این مطالعه بهمنظور افزایش خصوصیات ساختاری و ترمیمی پلیکاپرولاکتون از ترکیب پلیکاپرولاکتون و چیتوزان استفاده شد. همچنین استفاده از نانوذرات نقره سنتزشده با فلاونوئید کرایزین بهعنوان ترکیبی ضدباکتری و با قابلیت ترمیمکنندگی این داربست میتواند نقش مؤثری در بهبود زخم باشد.
سنتز سبز نانوذرات در مقایسه با سایر روشهای سنتز نانوذرات نقره، روش کارآمدتری است. گیاهان به عنوان منابع ارزشمندی از اجزای مختلف و مواد بیوشیمیایی هستند که میتوانند به عنوان عوامل تثبیت کننده و کاهش دهنده برای سنتز نانوذرات سبز عمل کنند. روشهای به کار رفته برای سنتز سبز سازگار با محیطزیست، غیرسمی، مقرونبهصرفه هستند و در مقایسه با رویکردهای بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی پایداری بیشتری ارائه میدهند (16). در این مطالعه نانوذرات نقره با استفاده از محلول کرایزین سنتز شد. یکی از شاخصهای سریع و اولیه موفقیت سنتز نانوذرات، تغییر رنگ مخلوط واکنش از زرد به قهوهای تیره است و در بسیاری از مطالعات به عنوان نشانهای کلیدی برای سنتز نانوذرات نقره به روش سبز گزارش شده است (17). بنابراین این تغییر رنگ، تأییدی اولیه و سریع بر تشکیل نانوذرات بود.
وجود یک پیک مشخص در طیف جذب UV-Vis، معمولاً در محدوده ۴۳۰ تا ۴۵۰ نانومتر، تأیید دیگری بر تشکیل نانوذرات نقره است. این باند ناشی از نوسان جمعی الکترونهای رسانش در سطح نانوذره هنگام برانگیختگی با نور است و موقعیت آن به اندازه، شکل و محیط اطراف نانوذره حساس است. مشاهده پیک در حدود ۴۴۰ نانومتر در مطالعه حاضر، کاملاً با گزارشهای پیشین درباره سنتز زیستی نانوذرات نقره مطابقت دارد و نشاندهنده احیای موفق یونهای نقره و پایدارسازی آن توسط مواد فعال زیستی موجود در کرایزین است (18).
در این مطالعه تعیین اندازه هیدرودینامیکی نانوذرات با روش DLS انجام شد و میانگین اندازهای معادل 15±101 نانومتر را نشان داد. روش DLS به وجود عوامل آلی پایدارکننده (مانند فلاونوئیدها و پلیفنولها)، تجمع ذرات و ضریب شکست محیط بسیار حساس است و معمولاً اندازههای بزرگتری نسبت به میکروسکوپ الکترونی نشان میدهد. در مقابل، تصاویرFESEM اندازه واقعی و در محدوده ۶۰ تا ۷۰ نانومتر را نشان داد. این اختلاف اندازه بین دو روش، پدیدهای شناختهشده است که به دلیل وجود لایه آب و ترکیبات آلی در اندازهگیری DLS و عدم وجود آنها در تصاویر میکروسکوپی رخ میدهد.
در این پژوهش از ترکیب پلیکاپرولاکتون و چیتوزان بهمنظور سنتز نانوالیاف استفاده شد. پلیکاپرولاکتون به دلیل ماهیت آبگریزی خود بهتنهایی گزینه مناسبی برای تهیه پانسمان نیست و در مطالعات بسیاری از ترکیب پلیکاپرولاکتون و سایر پلیمرها به منظور بهبود خواص فیزیکی و زیستی آن استفاده میشود (19). Liao و همکاران در مطالعه خود نشان دادند که خصوصیات فیزیکی و زیستی پلیکاپرولاکتون در ترکیب با استات سلولز و دکستران بهبود مییابد (9). الیاف پلیکاپرولاکتون در ترکیب با سایر پلیمرها میتوانند جایگزینی برای بافت پوست و به عنوان پانسمان زخم باشند. این داربست قابلیت ترکیبشدن با سایر ترکیبات فعال زیستی از قبیل فاکتورهای رشد، نانوذرات، داروهای ضدمیکروبی و نیز داروهای ترمیم زخم را داراست. از طرف دیگر ساختار الکتروریسیشده پلیکاپرولاکتون قابلیت ممانعت از نفوذ میکروبها بهعنوان یک سد فیزیکی را دارد که بهخودیخود از عفونت در محل پانسمان جلوگیری میکند (20،21).
در این مطالعه از نانوذرات کرایزین بهدلیل خواص آنتیباکتریال و ترمیمکنندگی آن استفاده شده است. نتایج نشان داد که استفاده از نانوذرات کرایزین در نانوالیاف پلیکاپرولاکتون – چیتوزان میتواند بهطور قابل توجهی موجب مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس شود. در مطالعه ایی Lal وGupta (2024) به بررسی نانوذرات نقره ساخته شده با استفاده از کرایزین و اثرات ضدبیوفیلمی آنها بر باکتری سودوموناس آئروژینوزا پرداختند. نتایج این مطالعه نشان داد که نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین دارای فعالیت ضدباکتریایی و ضدبیوفیلمی قابل توجهی علیه باکتری سودوموناس آئروژینوزا هستند. این نانوذرات میتوانند با نفوذ به ساختار بیوفیلم و ایجاد اختلال در عملکرد سلولهای باکتریایی، رشد و گسترش باکتری را مهار کند. همچنین، این ترکیبات با کاهش چسبندگی باکتریها و تخریب ماتریکس بیوفیلم، به بهبود اثرات درمانی کمک میکنند و پتانسیل بالایی برای استفاده در مقابله با عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیکها دارند (22). نانوذرات نقره بهعنوان موادی با خاصیت ضدباکتریایی مطرح شدهاند. این نانوذرات با اتصال به سطح باکتری باعث میشوند غشای سلولی باکتری ناپایدار و نفوذپذیرتر شود. این تغییر باعث کاهش انرژی (ATP)سلولی باکتری میشود و در نتیجه متابولیسم باکتری مختل شده و میمیرد. علاوه بر این، نانوذرات نقره میتوانند به پروتئینهای موجود روی سطح و داخل سلول باکتری متصل شوند و عملکرد طبیعی آنها را از بین ببرند. این ذرات میتوانند وارد سلول باکتری شوند و آنزیمهای حیاتی را غیرفعال کرده و با تولید ترکیباتی مثل هیدروژن پراکسید، استرس اکسیداتیو ایجاد کرده و موجب تخریب سلول و مرگ باکتری شوند (22). مکانیسم اثر ضدباکتری نانوذرات نقره شامل چندین فرآیند است که به اثربخشی آنها در برابر میکروارگانیسم ها کمک میکند. یکی از مکانیسمهای اصلی، برهمکنش بین نانوذرات نقره و دیواره سلولی باکتری است.AgNP ها میتوانند به دیواره سلولی بچسبند و در نتیجه باعث آسیب و اختلال شوند. این تعامل یکپارچگی ساختاری دیواره سلولی را مختل میکند و منجر به نشت اجزای سلولی و در نهایت مرگ سلولی میشود. علاوه بر این، نانوذرات نقره میتوانند به غشای سلولی باکتری نفوذ کرده و وارد سیتوپلاسم شوند و با فرآیندهای سلولی و زیست مولکول های متعدد تداخل کنند و در نتیجه منجر به مهار فعالیتهای متابولیکی و آنزیمی ضروری میشوند. این اختلال از رشد و تکثیر باکتریها جلوگیری میکند. علاوه بر این،AgNP ها دارای خواص ذاتی هستند که آنها را قادر میسازد تا در تعامل با سلولهای باکتری، گونههای فعال اکسیژن[13] (ROS) تولید کنند. گونههای فعال اکسیژن مانند رادیکالهای سوپراکسید و پراکسید هیدروژن، مولکولهای بسیار واکنشپذیری هستند که میتوانند باعث استرس اکسیداتیو و آسیب به سلولهای باکتریایی شوند. تولید ROS توسط نانوذرات نقره با القای آسیب اکسیداتیو سلولی و اختلال بیشتر در متابولیسم باکتری به اثر ضدباکتریایی آن کمک میکند (23). نتایج نشان میدهد که نانوذرات نقره علاوه بر مهار رشد باکتریها و با اثرات آنتیاکسیدانی میتواند بهطور مؤثری موجب مهار بیش از حد واکنش های التهابی و در نهایت افزایش روند ترمیم زخم شود.
نتایج مطالعات حیوانی در این مطالعه نشان داد که استفاده از داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات کرایزین میتواند بهطور مؤثری موجب کاهش اندازه زخم، کاهش دوره اپیتلیزاسیون مجدد و بهبود فاکتورهای ترمیمی شود. در مطالعه ای که توسط Kaparekar و همکاران انجام شد، ارزیابیهای in-vitro و in-vivo نشان دادند که ترکیب آلژینات-چیتوزان بارگذاریشده با کرایزین میتواند بهطور قابل توجهی موجب بهبود زخم شود. بدین ترتیب این ترکیب قادر به افزایش سرعت بهبود زخم و کاهش طول دوره اپیتلیزاسیون مجدد است. همچنین این ترکیب میتواند محتوای هیدروکسی پرولین و هگزوزآمین را در بافت گرانولاسیون افزایش دهد. بدین ترتیب این مطالعه بیان میکند که ترکیب آلژینات-چیتوزان بارگذاریشده با کرایزین قابلیت کاربرد در زمینه بهبود زخم و استفاده در پانسمانهای نوین زخم را دارد (24). همچنین در مطالعهای دیگر محمدی و همکاران گزارش کردند که نانوفیبرهای بارگذاریشده با کرایزین خواص ضدالتهابی در مراحل مختلف ترمیم زخم از طریق تأثیرگذاری بر بیان ژنهای مربوط به فاکتورهای IL-6[14]، [15]MMP-2، TIMP-1[16]، [17]TIMP-2 و iNOS[18] دارد (25).
در مطالعه حاضر درمان زخمها با استفاده از داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات کرایزین بهطور قابل توجهی تعداد سلولهای التهابی را در فرایند ترمیم کاهش داد که میتواند نشان دهنده نقش مؤثر این داربست در کاهش عفونت باشد. در فرآیند ترمیم زخم، کاهش سلولهای التهابی معمولاً نشاندهنده کنترل موفقیتآمیز عفونت و انتقال به مراحل بعدی بهبود است. سلولهای التهابی مانند نوتروفیلها و ماکروفاژها در مرحله اولیه التهاب، با فاگوسیتوز باکتریها و مواد زائد، عفونت را مهار میکنند. وقتی عفونت کاهش مییابد، نیاز به حضور این سلولها کمتر میشود و بدن به صورت خودکار ترشح سیتوکینهای ضدالتهابی را افزایش میدهد تا التهاب را محدود کند. از طرف دیگر با کاهش سلولهای التهابی محیط مناسبی برای رشد بافتهای جدید فراهم میشود و فرایند ترمیم وارد مرحله تکثیر میشود که در آن فیبروبلاستها شروع به تولید کلاژن میکنند و رگهای خونی جدید شکل میگیرند و افزایش تعداد رگهای خونی در روز 7 در این مطالعه تأیید کننده این پدیده است (26،27).
نتیجهگیری
نتایج این مطالعه نشان داد که داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین، علاوه بر داشتن خصوصیات مکانیکی و مورفولوژیکی مناسب باعث کاهش رشد باکتریها میشوند و در نتیجه خطر عفونت در محل زخم یا آسیب را کاهش میدهند. بهنظر میرسد این ترکیب در داربستها میتوانند بهعنوان سیستمهای پیشرفته برای مهندسی بافت پوست و درمان زخمها، بهدلیل ترکیب خواص مکانیکی، زیستی و ضدعفونیکننده، گزینهای مؤثر و قابل اعتماد به شمار آیند.
تقدیر و تشکّر
این مقاله حاصل پایاننامه تحت عنوان "طراحی و کاربرد داربست پلی کاپرولاکتون- چیتوزان حاوی نانوذرات نقره سنتز شده با فلاونوئید کرایزین در ترمیم زخم های تجربی ایجاد شده در موش صحرایی"، در مقطع پزشکی عمومی در سال 1402 با کد پروپوزال 456636 میباشد که با حمایت دانشگاه علوم پزشکی بیرجند اجرا شده است.
ملاحظات اخلاقی
مطالعه حاضر توسط شورای پژوهشی و کمیته اخلاق پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند (شناسه تأیید: IR.BUMS.REC.1401.011) تأیید شد. تمامی مراحل کار با حیوانات آزمایشگاهی بر اساس مصوبات کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی بیرجند بوده است.
حمایت مالی
این مطالعه با حمایت مالی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان این مقاله، سهم برابری در انجام مراحل آزمایشگاهی و نگارش مقاله داشته اند.
تضاد منافع
نویسندگان مقاله اعلام میدارند که هیچ گونه تضاد منافعی در پژوهش حاضر وجود ندارد.
متن کامل: (7 مشاهده)
مقدمه
آسیب بافت پوست چه در اثر عوامل خارجی و چه در اثر بیماریهای زمینهای میتواند منجر به تهدیدی بزرگ برای سلامتی انسان، اختلال در عملکرد جسمی و حتی مرگ شود (1). امروزه پانسمانهای پزشکی بهعنوان یکی از متداولترین روشهای درمانی در ترمیم بافتهای آسیب دیده نقش مهمی دارند (2). در این میان، پانسمانهای پزشکی بر پایه نانوالیاف الکتروریسی شده به دلیل ایجاد یک شرایط ایدهآل برای ترمیم زخم به عنوان یکی از زمینههای تحقیقاتی در تولید پانسمانهای پزشکی تبدیل شده است (3). نانوالیاف تولید شده توسط تکنیکهای الکتروریسی دارای قطرهای 50-200 نانومتر است که شبیه قطر فیبرهای کلاژن ماتریکس خارج سلولی[1] (ECM) هستند و یک شرایط مناسب و ایدهآل را برای ترمیم زخم فراهم میکنند (4).
در سالهای اخیر، محققان در ساخت انواع پانسمانهای پزشکی جدید با استفاده از فناوری الکتروریسی پیشرفت چشمگیری داشتهاند. در این زمینه تحقیقات زیادی بر روی ساخت پانسمانهای پزشکی با عملکرد ضدباکتری طولانی، ساختار فیزیکی، خواص شیمیایی نانوالیاف و خصوصیات پانسمانهای تولید شده هومئوستاز، جذب رطوبت، تنفس و غیره انجام شده است (5).
پلیکاپرولاکتون[2] (PCL) پلیمری زیست سازگار و دارای خواص مکانیکی ایدهآل است که توسط سازمان غذا و داروی آمریکا[3] (FDA) تأیید شده است و بهطور گسترده در پانسمانهای پزشکی استفاده میشود (6). در مطالعهای به منظور حل مشکل آبگریز بودن پلی کاپرولاکتون، از ترکیب پلیکاپرولاکتون و پلیاتیلن گلایکول استفاده شد و این کامپوزیت با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد ارزیابی قرار گرفت (7). امروزه انواع مختلفی از مواد زیستی بهعنوان بسترهای بالقوه برای تولید داربستهای زیستی و ترمیم بافت معرفی شده است. یکی از این موارد چیتوزان است که دارای برخی خصوصیات مشابه با گلیکوزآمینوگلیکان و اسید هیالورونیک میباشد. چیتوزان مشتقی از گلوکان با واحدهای تکرارشونده کیتین است که به دلیل زیست تخریب پذیری در داخل بدن و زیست سازگاری آنها توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. بسته به منبع چیتوزان و روش آمادهسازی میتوان در خصوصیات آن تغییراتی ایجاد کرد (8).
نانوذرات نقره بهدلیل خواص ضدباکتریایی به یکی از گستردهترین نانومواد در ترمیم زخمها تبدیل شده است. در روش سنتز قدیمی نانوذرات نقره [4](ANP) از عوامل احیا کننده شیمیایی برای تغییر یونهای Ag به AgNP استفاده میشود که دارای عوارض جانبی نامطلوب هستند. در سالهای اخیر، توجه ویژهای به روشهای زیستی برای تولید نانوذرات نقره معطوف شده است. این روشها علاوه بر سادگی در اجرا خطرات ناشی از استفاده از مواد شیمیایی سمی، خطرناک و پرهزینه را کاهش میدهند (9). در میان روشهای زیستی، گیاهان به دلیل دسترسی آسان و قابلیت استفاده در تولید نانوذرات در مقیاس بزرگ، گزینهای ایدهآل محسوب میشوند. عصارههای گیاهی حاوی ترکیبات زیستی متنوعی هستند که میتوانند یونهای فلزی را احیا کرده و نانوذرات را سنتز کنند. همچنین، این ترکیبات قادرند بهعنوان عوامل پوششدهنده و پایدارکننده نانوذرات ایفای نقش کنند (10-12).
کرایزین یک ترکیب فلاونوئیدی است که بهطور طبیعی در گیاهان، عسل و بره موم یافت میشود. این ماده دارای فعالیتهای فارماکولوژیکی متنوعی از جمله خاصیت آنتیاکسیدانی، ضدالتهابی و ضدسرطانی است. این خاصیت آنتیاکسیدانی و ضدالتهابی آن میتواند به بهبود شرایط زخم کمک کند. آنتیاکسیدانها با کاهش استرس اکسیداتیو و التهاب، میتوانند در فرآیند ترمیم زخم مؤثر باشند (13).
در این مطالعه نانوذرات نقره به روش سبز و با استفاده از فلاونوئید کرایزین سنتز و مورد ارزیابی ساختاری قرار گرفت. به منظور ارزیابی خصوصیات ضدباکتریایی و اثرات ترمیم کنندگی این نانوذرات در داربست نانولیفی پلیکاپرولاکتون- چیتوزان بارگذاری شد.
روش تحقیق
سنتز نانوذرات نقره با فلاونوئید کرایزین
مقادیر مختلف محلول کرایزین قطره قطره به نیترات نقره یک میلیمولار اضافه و در شرایط تاریکی به مدت ۲۴ ساعت همزده شد. تغییر رنگ محلول واکنش به قهوهای تیره نشان دهنده سنتز نانوذره نقره بود. سپس شستشوی نانوذرات نقره و جداسازی آنها به روش رسوب دادن و با استفاده از سانتریفوژ انجام شد. در هر بار شستشو محلول آبی به مدت ۱۰-۱۵ دقیقه و با سرعت ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه سانتریفوژ شد و در مرحله آخر رسوب به دست آمده که حاوی نانوذرات نقره بود، در آون و دمای 60 درجه خشک و در دمای اتاق برای آزمایشات بعدی ذخیره شد.
ارزیابی ساختاری نانوذرات نقره (FTIR, XRD, SEM, DLS)
برای ارزیابی نانوذرات نقره سنتز شده، آنالیزهای UV-Vis[5] ، FESEM[6]، FTIR[7] و XRD[8] و DLS[9] نجام شد. در مطالعه حاضر به منظور تأیید سنتز نانوذرات نقره از آنالیز XRD (Philips PW1800 using CuKa radiation) وUV-Vis استفاده شد. در تست XRD پرتو X در زوایای مختلف (2θ =10º - 80º) به نمونه تابش میکند و نمونه با توجه به ساختار کریستالی خود در زوایای خاصی پرتو X را برگشت میدهد. با مقایسه نتایج حاصل از آنالیز نمونه با نتایج حاصل از نمونههای استاندارد میتوان ساختار کریستالی نانوذرات را تعیین نمود. همچنین با استفاده از نتایج حاصل از این آنالیز میتوان اندازه کریستالی نانوذرات را نیز تعیین نمود.
از آنالیز(PerkinElmer Spectrum TwoTM IR spectrometer; Model L160000U) FTIR به منظور بررسی گروههای عاملی ترکیبات مختلف استفاده میگردد. در این مطالعه از این آنالیز به منظور بررسی گروههای عاملی موجود در نانوذرات نقره و کرایزین استفاده شد.
با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (ZEISS Sigma 300 FESEM ) میتوان مورفولوژی و ساختار سطحی یک ماده را مورد بررسی قرار داد. در مطالعه حاضر با استفاده از تصاویر FESEM مورفولوژی سطحی نانوذرات تعیین شد. در این مطالعه همچنین قطر هیدرودینامیکی نانوذرات با استفاده از آنالیز DLS اندازهگیری شد.
سنتز داربست پلیکاپرولاکتون- چیتوزان (PCL-CS)
برای تهیه داربست پلیکاپرولاکتون- چیتوزان از محلول پلیکاپرولاکتون 20 درصد و چیتوزان 1 درصد استفاده شد. محلولهای پلیکاپرولاکتون و چیتوزان با نسبتهای 9 به 1 مخلوط و به مدت 2 ساعت در دمای اتاق همزده شدند. محلول الکتروریسی در یک سرنگ 10 میلیلیتری با اندازه سوزن G18 ریخته و در دستگاه الکتروریسی با تنظیمات نرخ تغذیه یک میلیلیتر در ساعت، فاصله نوک سوزن تا صفحه جمعکننده 15 سانتیمتر، ولتاژ 5/9 کیلوولت و دور استوانه 200 دور در دقیقه قرار داده شد و نانوالیاف مورد نظر ریسیده و در یخچال قرار داده شدند.
ارزیابی ساختاری داربست (FESEM)
مورفولوژی نانوالیاف PCL-CS[10] با میکروسکوپ الکترونی در ولتاژ افزایشی ۱۰ کیلوولت مورد ارزیابی قرار گرفت.
ارزیابی اثرات آنتیباکتریال داربست
به منظور ارزیابی اثرات ضدمیکروبی نانوالیاف حامل نانوذرات نقره کرایزین از محیط کشت مایع LB و باکتری استافیلوکوکوس اورئوس استفاده شد. ابتدا باکتری استافیلوکوکوس اورئوس در انکوباتور در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد تا رسیدن به چگالی نوری (OD) 3/0 انکوبه شد و سپس ۱۰۰ میکرولیتر از باکتری به ۲۹۰۰ میکرولیتر محیط کشت مایع LB براث در میکروتیوبهای ۵ میلیلیتری اضافه شد. در این مرحله میکروتیوب حاوی باکتری بدون نانوالیاف به عنوان گروه کنترل در نظر گرفته شد. در مرحله بعد ۲۰ میلیگرم از نانوالیافهای استریل شده با اشعه فرابنفش شامل نانوالیاف پلیکاپرولاکتون- چیتوزان و نانوالیاف پلیکاپرولاکتون- چیتوزان- نانوذرات نقره اضافه شد و به مدت ۲۴ ساعت در ۳۷ درجه سانتیگراد و ۱۲۰ دور در دقیقه انکوبه شد. پس از انکوباسیون و رقتسازی گروهها ۱۰ میکرولیتر از رقتها روی محیط کشت آگار کشت داده و به مدت ۱۷ ساعت در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد در انکوباتور قرار داده شدند. پس از انکوباسیون شمارش کلنیها انجام شده وCFU طبق فرمول زیر محاسبه شد (14).
مقدار کشت شده در پلیت جامد × تعداد کلنی شمارش شده × عکس رقت = CFU/ml
مطالعه فاز حیوانی
در مطالعه حاضر تعداد ۲۷ موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار تهیه شد. زخمهای ایحاد شده در حیوانات در روزهای سه، هفت و چهارده از لحاظ قطر ناحیه زخم و هیستوپاتولوژی بررسی شدند (15). در طول دوره مطالعه، حیوانات دسترسی لازم و کافی به آب و غذای استاندارد و بهداشتی داشتند و در شرایط نوری-رطوبتی مناسب و در قفسهای استاندارد نگهداری شدند. مطالعه تحت نظر کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی بیرجند انجام شد. گروهها در این تحقیق شامل گروه کنترل منفی (9=n)، گروه داربست (PCL-CS) (9=n) و گروه داربست/ نانوذره (PCL-Cs-Ch[11]) (9=n) بود.
روش ایجاد زخم
حیوانات ۱۵ دقیقه پس از انتقال به اتاق عمل و پیش بیهوشی به صورت داخل صفاقی زایلازین (2 میلی گرم در کیلوگرم) و کتامین (60 میلی گرم در کیلوگرم) تحت بیهوشی عمومی قرار گرفتند. بهمنظور ایجاد زخم در پوست رتها، ابتدا محل ایجاد زخم واقع در پشت حیوان نزدیک ستون فقرات، کاملاً تراشیده و سپس توسط محلول بتادین 10 درصد شستشو شد. زخم های دایرهای شکل با قطر ده میلیمتر به صورت تجربی ایجاد شدند.
اندازهگیری قطر زخم
قطر ناحیه زخم با استفاده از کولیس دیجیتال در روزهای 3، 7 و 14 اندازهگیری شد و از تمام نمونهها عکسبرداری صورت گرفت.
مطالعه هیستوپاتولوژیک
نمونههای پوستی در فرمالین ۱۰ درصد پایدار شدند. سپس مراحل مختلف آمادهسازی بافت انجام شده و از نمونهها به روش معمول قالبهای پارافینی تهیه شد. سپس مقاطعی به ضخامت 5 میکرومتر به وسیله میکروتوم برش خورده و با هماتوکسیلین ائوزین رنگآمیزی و با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد مطالعه و آنالیز قرار گرفت. در هیستوپاتولوژی مقاطع عرضی پوست مورد بررسی قرار گرفته و تعداد سلولهای التهابی و رگهای خونی مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفت.
روش تجزیه و تحلیل دادهها
در مطالعه حاضر برای توصیف دادههای کمی از میانگین و انحراف معیار استفاده شد و نرمال بودن دادهها با آزمون کولموگروف-اسمیرنف بررسی گردید. برای مقایسه متغیرهای پارامتریک از آزمون ANOVA و در صورت نیاز تست تعقیبی Tukey و برای متغیرهای ناپارامتریک از آزمون کروسکال-والیس استفاده شد. در تمامی آزمونها سطح معنیداری کمتر از 05/0 در نظر گرفته شد (05/0>P) در این مطالعه تجزیه و تحلیل دادهها توسط نرمافزار GraphPad Prism نسخه 8 انجام شد.
یافتهها
سنتز نانوذرات نقره با فلاونوئید کرایزین
در مطالعه حاضر نانوذرات نقره با استفاده از محلول کرایزین ساخته شد. تشکیل نانوذره نقره با تغییر رنگ از زرد به قهوهای تیره در محلول تأیید شد. تغییر رنگ یک شاخص اولیه و قابل توجه است و ارتباط مستقیمی با موفقیت سنتز AgNPs دارد. سنتز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره کرایزین با استفاده از طیفسنجی UV-vis بررسی شد. تجزیه و تحلیل طیفUV-vis سنتز بیوژنیک نانوذرات نقره با یک پیک مشخصه رزونانس پلاسمون سطحی[12] (SPR) در حدود 440 نانومتر را تأیید کرد. همانطور که در شکل 1 A نشان داده شده است، یک پیک متمایز در محدوده 430-450 نانومتر مشاهده شد که مربوط به SPR نانوذرات نانوذرات بیوسنتز شده است و تشکیل نانوذرات نقره را تأیید میکند.
DLS برای اندازهگیری قطر هیدرودینامیکی نانومواد بیوسنتز شده انجام شد. تجزیه و تحلیل DLS نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط اطراف ذرات، تجمع نانوذرات و جذب ترکیبات (فلاونوئیدها، پلیفنولها)، روی سطح نانوذرات نقره بسیار حساس است. اندازه متوسط نانوذرات نقره از کرایزین 15± 101 نانومتر بود.
خصوصیات مورفولوژیکی نانوذرات نقره سنتز شده از کرایزین با استفاده از FESEM انجام شد. تصاویرFESEM نشان داد که بیشتر نانوذرات نقره به وضوح با اندازههای 60 تا 70 نانومتر هستند (شکل 1B ). اندازه AgNPs در آنالیز DLS بزرگتر از آنالیز FESEM بود. تفاوت در اندازه نانوذرات بین روشهای DLS و میکروسکوپ الکترونی در مطالعات دیگر گزارش شده است.
طیف مادون قرمز کرایزین طیفهای برجستهای را در 3080، 3009، 2945، 1655 و 1610 سانتیمتر نشان میدهد (شکل2 A). نوارهای قوی بین 3500-3000 سانتیمتر مرتبط با کشش O-H است. درحالیکه طیفهای 1655 و 1610 سانتیمتر مرتبط با C=O و C=C هستند. خصوصیات ساختاری IR در نانوذرات سنتز شده به وضوح نشان میدهد که گروههای عاملی کرایزین بهطور فعال در هماهنگی با یونهای فلزی شرکت میکنند. تغییرات در شدت انتقال در 3500-3000 سانتیمتر در نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین، حالتهای کشش متقارن و نامتقارن O-H پس از کاهش را نشان میدهد. این تفاوت در شدت حاکی از از دست دادن یک گروه O-H در طول هماهنگی با یونهای فلزی است.
بررسی های XRD، پیکهایی در حدود 38، 46، 64 و 77 درجه را نشان میدهد که حاکی از تشکیل نانوذرات نقره میباشد (شکل2 B).
شکل 1- طیف جذب uv-vis نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین (A) و آنالیز FESEM از نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین (B). شکل 2- طیف FTIR (A) و XRD (B) نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین
آسیب بافت پوست چه در اثر عوامل خارجی و چه در اثر بیماریهای زمینهای میتواند منجر به تهدیدی بزرگ برای سلامتی انسان، اختلال در عملکرد جسمی و حتی مرگ شود (1). امروزه پانسمانهای پزشکی بهعنوان یکی از متداولترین روشهای درمانی در ترمیم بافتهای آسیب دیده نقش مهمی دارند (2). در این میان، پانسمانهای پزشکی بر پایه نانوالیاف الکتروریسی شده به دلیل ایجاد یک شرایط ایدهآل برای ترمیم زخم به عنوان یکی از زمینههای تحقیقاتی در تولید پانسمانهای پزشکی تبدیل شده است (3). نانوالیاف تولید شده توسط تکنیکهای الکتروریسی دارای قطرهای 50-200 نانومتر است که شبیه قطر فیبرهای کلاژن ماتریکس خارج سلولی[1] (ECM) هستند و یک شرایط مناسب و ایدهآل را برای ترمیم زخم فراهم میکنند (4).
در سالهای اخیر، محققان در ساخت انواع پانسمانهای پزشکی جدید با استفاده از فناوری الکتروریسی پیشرفت چشمگیری داشتهاند. در این زمینه تحقیقات زیادی بر روی ساخت پانسمانهای پزشکی با عملکرد ضدباکتری طولانی، ساختار فیزیکی، خواص شیمیایی نانوالیاف و خصوصیات پانسمانهای تولید شده هومئوستاز، جذب رطوبت، تنفس و غیره انجام شده است (5).
پلیکاپرولاکتون[2] (PCL) پلیمری زیست سازگار و دارای خواص مکانیکی ایدهآل است که توسط سازمان غذا و داروی آمریکا[3] (FDA) تأیید شده است و بهطور گسترده در پانسمانهای پزشکی استفاده میشود (6). در مطالعهای به منظور حل مشکل آبگریز بودن پلی کاپرولاکتون، از ترکیب پلیکاپرولاکتون و پلیاتیلن گلایکول استفاده شد و این کامپوزیت با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد ارزیابی قرار گرفت (7). امروزه انواع مختلفی از مواد زیستی بهعنوان بسترهای بالقوه برای تولید داربستهای زیستی و ترمیم بافت معرفی شده است. یکی از این موارد چیتوزان است که دارای برخی خصوصیات مشابه با گلیکوزآمینوگلیکان و اسید هیالورونیک میباشد. چیتوزان مشتقی از گلوکان با واحدهای تکرارشونده کیتین است که به دلیل زیست تخریب پذیری در داخل بدن و زیست سازگاری آنها توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. بسته به منبع چیتوزان و روش آمادهسازی میتوان در خصوصیات آن تغییراتی ایجاد کرد (8).
نانوذرات نقره بهدلیل خواص ضدباکتریایی به یکی از گستردهترین نانومواد در ترمیم زخمها تبدیل شده است. در روش سنتز قدیمی نانوذرات نقره [4](ANP) از عوامل احیا کننده شیمیایی برای تغییر یونهای Ag به AgNP استفاده میشود که دارای عوارض جانبی نامطلوب هستند. در سالهای اخیر، توجه ویژهای به روشهای زیستی برای تولید نانوذرات نقره معطوف شده است. این روشها علاوه بر سادگی در اجرا خطرات ناشی از استفاده از مواد شیمیایی سمی، خطرناک و پرهزینه را کاهش میدهند (9). در میان روشهای زیستی، گیاهان به دلیل دسترسی آسان و قابلیت استفاده در تولید نانوذرات در مقیاس بزرگ، گزینهای ایدهآل محسوب میشوند. عصارههای گیاهی حاوی ترکیبات زیستی متنوعی هستند که میتوانند یونهای فلزی را احیا کرده و نانوذرات را سنتز کنند. همچنین، این ترکیبات قادرند بهعنوان عوامل پوششدهنده و پایدارکننده نانوذرات ایفای نقش کنند (10-12).
کرایزین یک ترکیب فلاونوئیدی است که بهطور طبیعی در گیاهان، عسل و بره موم یافت میشود. این ماده دارای فعالیتهای فارماکولوژیکی متنوعی از جمله خاصیت آنتیاکسیدانی، ضدالتهابی و ضدسرطانی است. این خاصیت آنتیاکسیدانی و ضدالتهابی آن میتواند به بهبود شرایط زخم کمک کند. آنتیاکسیدانها با کاهش استرس اکسیداتیو و التهاب، میتوانند در فرآیند ترمیم زخم مؤثر باشند (13).
در این مطالعه نانوذرات نقره به روش سبز و با استفاده از فلاونوئید کرایزین سنتز و مورد ارزیابی ساختاری قرار گرفت. به منظور ارزیابی خصوصیات ضدباکتریایی و اثرات ترمیم کنندگی این نانوذرات در داربست نانولیفی پلیکاپرولاکتون- چیتوزان بارگذاری شد.
روش تحقیق
سنتز نانوذرات نقره با فلاونوئید کرایزین
مقادیر مختلف محلول کرایزین قطره قطره به نیترات نقره یک میلیمولار اضافه و در شرایط تاریکی به مدت ۲۴ ساعت همزده شد. تغییر رنگ محلول واکنش به قهوهای تیره نشان دهنده سنتز نانوذره نقره بود. سپس شستشوی نانوذرات نقره و جداسازی آنها به روش رسوب دادن و با استفاده از سانتریفوژ انجام شد. در هر بار شستشو محلول آبی به مدت ۱۰-۱۵ دقیقه و با سرعت ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه سانتریفوژ شد و در مرحله آخر رسوب به دست آمده که حاوی نانوذرات نقره بود، در آون و دمای 60 درجه خشک و در دمای اتاق برای آزمایشات بعدی ذخیره شد.
ارزیابی ساختاری نانوذرات نقره (FTIR, XRD, SEM, DLS)
برای ارزیابی نانوذرات نقره سنتز شده، آنالیزهای UV-Vis[5] ، FESEM[6]، FTIR[7] و XRD[8] و DLS[9] نجام شد. در مطالعه حاضر به منظور تأیید سنتز نانوذرات نقره از آنالیز XRD (Philips PW1800 using CuKa radiation) وUV-Vis استفاده شد. در تست XRD پرتو X در زوایای مختلف (2θ =10º - 80º) به نمونه تابش میکند و نمونه با توجه به ساختار کریستالی خود در زوایای خاصی پرتو X را برگشت میدهد. با مقایسه نتایج حاصل از آنالیز نمونه با نتایج حاصل از نمونههای استاندارد میتوان ساختار کریستالی نانوذرات را تعیین نمود. همچنین با استفاده از نتایج حاصل از این آنالیز میتوان اندازه کریستالی نانوذرات را نیز تعیین نمود.
از آنالیز(PerkinElmer Spectrum TwoTM IR spectrometer; Model L160000U) FTIR به منظور بررسی گروههای عاملی ترکیبات مختلف استفاده میگردد. در این مطالعه از این آنالیز به منظور بررسی گروههای عاملی موجود در نانوذرات نقره و کرایزین استفاده شد.
با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (ZEISS Sigma 300 FESEM ) میتوان مورفولوژی و ساختار سطحی یک ماده را مورد بررسی قرار داد. در مطالعه حاضر با استفاده از تصاویر FESEM مورفولوژی سطحی نانوذرات تعیین شد. در این مطالعه همچنین قطر هیدرودینامیکی نانوذرات با استفاده از آنالیز DLS اندازهگیری شد.
سنتز داربست پلیکاپرولاکتون- چیتوزان (PCL-CS)
برای تهیه داربست پلیکاپرولاکتون- چیتوزان از محلول پلیکاپرولاکتون 20 درصد و چیتوزان 1 درصد استفاده شد. محلولهای پلیکاپرولاکتون و چیتوزان با نسبتهای 9 به 1 مخلوط و به مدت 2 ساعت در دمای اتاق همزده شدند. محلول الکتروریسی در یک سرنگ 10 میلیلیتری با اندازه سوزن G18 ریخته و در دستگاه الکتروریسی با تنظیمات نرخ تغذیه یک میلیلیتر در ساعت، فاصله نوک سوزن تا صفحه جمعکننده 15 سانتیمتر، ولتاژ 5/9 کیلوولت و دور استوانه 200 دور در دقیقه قرار داده شد و نانوالیاف مورد نظر ریسیده و در یخچال قرار داده شدند.
ارزیابی ساختاری داربست (FESEM)
مورفولوژی نانوالیاف PCL-CS[10] با میکروسکوپ الکترونی در ولتاژ افزایشی ۱۰ کیلوولت مورد ارزیابی قرار گرفت.
ارزیابی اثرات آنتیباکتریال داربست
به منظور ارزیابی اثرات ضدمیکروبی نانوالیاف حامل نانوذرات نقره کرایزین از محیط کشت مایع LB و باکتری استافیلوکوکوس اورئوس استفاده شد. ابتدا باکتری استافیلوکوکوس اورئوس در انکوباتور در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد تا رسیدن به چگالی نوری (OD) 3/0 انکوبه شد و سپس ۱۰۰ میکرولیتر از باکتری به ۲۹۰۰ میکرولیتر محیط کشت مایع LB براث در میکروتیوبهای ۵ میلیلیتری اضافه شد. در این مرحله میکروتیوب حاوی باکتری بدون نانوالیاف به عنوان گروه کنترل در نظر گرفته شد. در مرحله بعد ۲۰ میلیگرم از نانوالیافهای استریل شده با اشعه فرابنفش شامل نانوالیاف پلیکاپرولاکتون- چیتوزان و نانوالیاف پلیکاپرولاکتون- چیتوزان- نانوذرات نقره اضافه شد و به مدت ۲۴ ساعت در ۳۷ درجه سانتیگراد و ۱۲۰ دور در دقیقه انکوبه شد. پس از انکوباسیون و رقتسازی گروهها ۱۰ میکرولیتر از رقتها روی محیط کشت آگار کشت داده و به مدت ۱۷ ساعت در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد در انکوباتور قرار داده شدند. پس از انکوباسیون شمارش کلنیها انجام شده وCFU طبق فرمول زیر محاسبه شد (14).
مقدار کشت شده در پلیت جامد × تعداد کلنی شمارش شده × عکس رقت = CFU/ml
مطالعه فاز حیوانی
در مطالعه حاضر تعداد ۲۷ موش صحرایی نر بالغ نژاد ویستار تهیه شد. زخمهای ایحاد شده در حیوانات در روزهای سه، هفت و چهارده از لحاظ قطر ناحیه زخم و هیستوپاتولوژی بررسی شدند (15). در طول دوره مطالعه، حیوانات دسترسی لازم و کافی به آب و غذای استاندارد و بهداشتی داشتند و در شرایط نوری-رطوبتی مناسب و در قفسهای استاندارد نگهداری شدند. مطالعه تحت نظر کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی بیرجند انجام شد. گروهها در این تحقیق شامل گروه کنترل منفی (9=n)، گروه داربست (PCL-CS) (9=n) و گروه داربست/ نانوذره (PCL-Cs-Ch[11]) (9=n) بود.
روش ایجاد زخم
حیوانات ۱۵ دقیقه پس از انتقال به اتاق عمل و پیش بیهوشی به صورت داخل صفاقی زایلازین (2 میلی گرم در کیلوگرم) و کتامین (60 میلی گرم در کیلوگرم) تحت بیهوشی عمومی قرار گرفتند. بهمنظور ایجاد زخم در پوست رتها، ابتدا محل ایجاد زخم واقع در پشت حیوان نزدیک ستون فقرات، کاملاً تراشیده و سپس توسط محلول بتادین 10 درصد شستشو شد. زخم های دایرهای شکل با قطر ده میلیمتر به صورت تجربی ایجاد شدند.
اندازهگیری قطر زخم
قطر ناحیه زخم با استفاده از کولیس دیجیتال در روزهای 3، 7 و 14 اندازهگیری شد و از تمام نمونهها عکسبرداری صورت گرفت.
مطالعه هیستوپاتولوژیک
نمونههای پوستی در فرمالین ۱۰ درصد پایدار شدند. سپس مراحل مختلف آمادهسازی بافت انجام شده و از نمونهها به روش معمول قالبهای پارافینی تهیه شد. سپس مقاطعی به ضخامت 5 میکرومتر به وسیله میکروتوم برش خورده و با هماتوکسیلین ائوزین رنگآمیزی و با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد مطالعه و آنالیز قرار گرفت. در هیستوپاتولوژی مقاطع عرضی پوست مورد بررسی قرار گرفته و تعداد سلولهای التهابی و رگهای خونی مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفت.
روش تجزیه و تحلیل دادهها
در مطالعه حاضر برای توصیف دادههای کمی از میانگین و انحراف معیار استفاده شد و نرمال بودن دادهها با آزمون کولموگروف-اسمیرنف بررسی گردید. برای مقایسه متغیرهای پارامتریک از آزمون ANOVA و در صورت نیاز تست تعقیبی Tukey و برای متغیرهای ناپارامتریک از آزمون کروسکال-والیس استفاده شد. در تمامی آزمونها سطح معنیداری کمتر از 05/0 در نظر گرفته شد (05/0>P) در این مطالعه تجزیه و تحلیل دادهها توسط نرمافزار GraphPad Prism نسخه 8 انجام شد.
یافتهها
سنتز نانوذرات نقره با فلاونوئید کرایزین
در مطالعه حاضر نانوذرات نقره با استفاده از محلول کرایزین ساخته شد. تشکیل نانوذره نقره با تغییر رنگ از زرد به قهوهای تیره در محلول تأیید شد. تغییر رنگ یک شاخص اولیه و قابل توجه است و ارتباط مستقیمی با موفقیت سنتز AgNPs دارد. سنتز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره کرایزین با استفاده از طیفسنجی UV-vis بررسی شد. تجزیه و تحلیل طیفUV-vis سنتز بیوژنیک نانوذرات نقره با یک پیک مشخصه رزونانس پلاسمون سطحی[12] (SPR) در حدود 440 نانومتر را تأیید کرد. همانطور که در شکل 1 A نشان داده شده است، یک پیک متمایز در محدوده 430-450 نانومتر مشاهده شد که مربوط به SPR نانوذرات نانوذرات بیوسنتز شده است و تشکیل نانوذرات نقره را تأیید میکند.
DLS برای اندازهگیری قطر هیدرودینامیکی نانومواد بیوسنتز شده انجام شد. تجزیه و تحلیل DLS نسبت به تغییرات ضریب شکست محیط اطراف ذرات، تجمع نانوذرات و جذب ترکیبات (فلاونوئیدها، پلیفنولها)، روی سطح نانوذرات نقره بسیار حساس است. اندازه متوسط نانوذرات نقره از کرایزین 15± 101 نانومتر بود.
خصوصیات مورفولوژیکی نانوذرات نقره سنتز شده از کرایزین با استفاده از FESEM انجام شد. تصاویرFESEM نشان داد که بیشتر نانوذرات نقره به وضوح با اندازههای 60 تا 70 نانومتر هستند (شکل 1B ). اندازه AgNPs در آنالیز DLS بزرگتر از آنالیز FESEM بود. تفاوت در اندازه نانوذرات بین روشهای DLS و میکروسکوپ الکترونی در مطالعات دیگر گزارش شده است.
طیف مادون قرمز کرایزین طیفهای برجستهای را در 3080، 3009، 2945، 1655 و 1610 سانتیمتر نشان میدهد (شکل2 A). نوارهای قوی بین 3500-3000 سانتیمتر مرتبط با کشش O-H است. درحالیکه طیفهای 1655 و 1610 سانتیمتر مرتبط با C=O و C=C هستند. خصوصیات ساختاری IR در نانوذرات سنتز شده به وضوح نشان میدهد که گروههای عاملی کرایزین بهطور فعال در هماهنگی با یونهای فلزی شرکت میکنند. تغییرات در شدت انتقال در 3500-3000 سانتیمتر در نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین، حالتهای کشش متقارن و نامتقارن O-H پس از کاهش را نشان میدهد. این تفاوت در شدت حاکی از از دست دادن یک گروه O-H در طول هماهنگی با یونهای فلزی است.
بررسی های XRD، پیکهایی در حدود 38، 46، 64 و 77 درجه را نشان میدهد که حاکی از تشکیل نانوذرات نقره میباشد (شکل2 B).
ارزیابی ساختاری داربست (FESEM)
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) از نانوالیاف PCL-CS و PCL-CS-Ch در شکل 3 نشان داده شده است. از تصاویر FESEM میتوان فهمید که نانوالیاف در یک ساختار شبکهای ریسیده شده است.
فعالیت ضدباکتریایی نانوالیاف پلیکاپرولاکتون
روش استاندارد رقت براث
اثر ضدباکتریایی گروههای PCL-CS و PCL-CS-Ch همراه گروه کنترل با روش استاندارد رقت براث تعیین شد. نتایج نشان داد که گروه نانوالیاف حاوی نانوذرات کرایزین در مقایسه با گروههای نانوالیاف پلیکاپرولاکتون-چیتوزان و کنترل منفی بهطور معنیداری موجب مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس شدند (05/0>P) ( نمودار 1).
شکل 3- تصاویر SEM نانوالیاف PCL-CS(A) و PCL-CS-Ch (B)
نمودار 1- فعالیت ضدباکتریایی گروههای داربست (PCL-CS) و داربست نانوذره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی (NC) در برابر S. aureus
مطالعه فاز حیوانی
اندازهگیری قطر زخم
اندازهگیری قطر زخم
|
1 cm
|
بسته شدن زخم هر گروه در روزهای سوم، هفتم و چهاردهم پس از درمان محاسبه شد (شکل 4) (نمودار 2). بر اساس نتایج، درصد بسته شدن زخم در گروههای پلی کاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات کرایزین در روز 3 و 7 پس از درمان بهطور معنیداری بیشتر از گروه کنترل منفی بود (05/0>P). نرخ بسته شدن زخم در گروه درمان و کنترل منفی به ترتیب49/0±95/63 و 23/06±13/46 درصد در روز 3 پس از درمان بود (05/0>P). همچنین در روز 7 پس از درمان، درصد بسته شدن زخم در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات کرایزین و کنترل منفی به ترتیب 05/3±7/85 و 8/3±4/69 بود (05/0>P). نتایج نشان داد در روز 14 پس از درمان در تمام گروهها زخمها بهطور کامل بسته شده بودند.
ارزیابیهای هیستوپاتولوژیک
شکل 5 و 6 نتایج ارزیابیهای پاتولوژیک را در روزهای 3 و 7 پس از درمان نشان میدهند. بر اساس این یافتهها، در گروه کنترل منفی علائمی از شروع اپیتلیزاسیون از اطراف زخم مشاهده نشد؛ درحالیکه در گروههای پلیکاپرولاکتون – چیتوزان و پلی کاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین شروع اپیتلیزاسیون از اطراف زخم مشاهده شد.
شکل 4- تصاویر ماکروسکوپیک تأثیر نانوذرات نقره سبز سنتز شده با کرایزین در موش صحرایی
نمودار 2- درصد بسته شدن زخم تحت تأثیر داربستهای پلیکاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلی کاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و NC : کنترل منفی. (دادهها به صورت میانگین به همراه انحراف معیار بیان شدهاند، سطح معنیداری به صورت *، ** و *** نمایش داده شد که به معنای *: 05/0>P، **: 01/0>P، ***: 001/0>P میباشد).
شکل 5- تصاویر هیستوپاتولوژیک زخمهای درمان شده با پلی کاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلی کاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی در روز 3 پس از درمان. فلش در قسمت Angiogenesis نشان دهنده رگ های خونی و در قسمت Inflammatory cell نشان دهنده وجود نوتروفیل می باشد.
شکل 6- تصاویر هیستوپاتولوژیک زخمهای درمان شده با پلیکاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی در روز 7 پس از درمان
در روز چهارده پس از درمان نیز در هر سه گروه پلیکاپرولاکتون - چیتوزان و پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین و کنترل منفی سطح زخم با اپیدرم پوشانده شده است که در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین ضخامت اپیدرم در مقایسه با دو گروه دیگر بیشتر میباشد و دارای فرم بالغتری میباشد (شکل 7).
نتایج بررسی رگزایی نشان داد که تعداد رگهای خونی در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین در مقایسه با گروه کنترل منفی در روز 3 پس از درمان بهطور معنیداری افزایش یافته است. همچنین تعداد سلولهای التهابی در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین در مقایسه با گروه کنترل منفی در روز 3 پس از درمان بهطور معنیداری کاهش یافته است (نمودار 3).
نتایج بررسی رگزایی نشان داد که تعداد رگهای خونی در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین در مقایسه با گروه کنترل منفی در روز 3 پس از درمان بهطور معنیداری افزایش یافته است. همچنین تعداد سلولهای التهابی در گروه پلیکاپرولاکتون – چیتوزان – نانوذرات نقره کرایزین در مقایسه با گروه کنترل منفی در روز 3 پس از درمان بهطور معنیداری کاهش یافته است (نمودار 3).
شکل 7- تصاویر هیستوپاتولوژیک زخمهای درمان شده با پلیکاپرولاکتون-چیتوزان (PCL-CS)، پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره (PCL-CS-Ch) و کنترل منفی در روز 14 پس از درمان
نمودار 3- نتایج حاصل از مساحت رگهای خونی و تعداد سلولهای التهابی در روزهای 3 و 7 پس از درمان (دادهها به صورت میانگین به همراه انحراف معیار بیان شدهاند، سطح معنیداری نسبت به گروه کنترل منفی به صورت * نمایش داده شد که به معنای 05/0>P میباشد).
نمودار 3- نتایج حاصل از مساحت رگهای خونی و تعداد سلولهای التهابی در روزهای 3 و 7 پس از درمان (دادهها به صورت میانگین به همراه انحراف معیار بیان شدهاند، سطح معنیداری نسبت به گروه کنترل منفی به صورت * نمایش داده شد که به معنای 05/0>P میباشد).
بحث
امروزه پانسمانهای پزشکی بر پایه نانوالیاف الکتروریسیشده بهدلیل ایجاد یک شرایط ایدهآل برای ترمیم زخم بهعنوان یکی از زمینههای تحقیقاتی در تولید پانسمانهای پزشکی تبدیل شده است (3). پلیکاپرولاکتون نیز بهعنوان پلیمری زیستسازگار مورد تأیید سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) قرار گرفته و بهطور گسترده در پانسمانهای پزشکی استفاده میشود (6). بدینترتیب این مطالعه با هدف طراحی و کاربرد داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان حاوی نانوذرات نقره سبز سنتزشده با فلاونوئید کرایزین در ترمیم زخمهای تجربی ایجادشده در موش صحرایی صورت گرفت. در این مطالعه بهمنظور افزایش خصوصیات ساختاری و ترمیمی پلیکاپرولاکتون از ترکیب پلیکاپرولاکتون و چیتوزان استفاده شد. همچنین استفاده از نانوذرات نقره سنتزشده با فلاونوئید کرایزین بهعنوان ترکیبی ضدباکتری و با قابلیت ترمیمکنندگی این داربست میتواند نقش مؤثری در بهبود زخم باشد.
سنتز سبز نانوذرات در مقایسه با سایر روشهای سنتز نانوذرات نقره، روش کارآمدتری است. گیاهان به عنوان منابع ارزشمندی از اجزای مختلف و مواد بیوشیمیایی هستند که میتوانند به عنوان عوامل تثبیت کننده و کاهش دهنده برای سنتز نانوذرات سبز عمل کنند. روشهای به کار رفته برای سنتز سبز سازگار با محیطزیست، غیرسمی، مقرونبهصرفه هستند و در مقایسه با رویکردهای بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی پایداری بیشتری ارائه میدهند (16). در این مطالعه نانوذرات نقره با استفاده از محلول کرایزین سنتز شد. یکی از شاخصهای سریع و اولیه موفقیت سنتز نانوذرات، تغییر رنگ مخلوط واکنش از زرد به قهوهای تیره است و در بسیاری از مطالعات به عنوان نشانهای کلیدی برای سنتز نانوذرات نقره به روش سبز گزارش شده است (17). بنابراین این تغییر رنگ، تأییدی اولیه و سریع بر تشکیل نانوذرات بود.
وجود یک پیک مشخص در طیف جذب UV-Vis، معمولاً در محدوده ۴۳۰ تا ۴۵۰ نانومتر، تأیید دیگری بر تشکیل نانوذرات نقره است. این باند ناشی از نوسان جمعی الکترونهای رسانش در سطح نانوذره هنگام برانگیختگی با نور است و موقعیت آن به اندازه، شکل و محیط اطراف نانوذره حساس است. مشاهده پیک در حدود ۴۴۰ نانومتر در مطالعه حاضر، کاملاً با گزارشهای پیشین درباره سنتز زیستی نانوذرات نقره مطابقت دارد و نشاندهنده احیای موفق یونهای نقره و پایدارسازی آن توسط مواد فعال زیستی موجود در کرایزین است (18).
در این مطالعه تعیین اندازه هیدرودینامیکی نانوذرات با روش DLS انجام شد و میانگین اندازهای معادل 15±101 نانومتر را نشان داد. روش DLS به وجود عوامل آلی پایدارکننده (مانند فلاونوئیدها و پلیفنولها)، تجمع ذرات و ضریب شکست محیط بسیار حساس است و معمولاً اندازههای بزرگتری نسبت به میکروسکوپ الکترونی نشان میدهد. در مقابل، تصاویرFESEM اندازه واقعی و در محدوده ۶۰ تا ۷۰ نانومتر را نشان داد. این اختلاف اندازه بین دو روش، پدیدهای شناختهشده است که به دلیل وجود لایه آب و ترکیبات آلی در اندازهگیری DLS و عدم وجود آنها در تصاویر میکروسکوپی رخ میدهد.
در این پژوهش از ترکیب پلیکاپرولاکتون و چیتوزان بهمنظور سنتز نانوالیاف استفاده شد. پلیکاپرولاکتون به دلیل ماهیت آبگریزی خود بهتنهایی گزینه مناسبی برای تهیه پانسمان نیست و در مطالعات بسیاری از ترکیب پلیکاپرولاکتون و سایر پلیمرها به منظور بهبود خواص فیزیکی و زیستی آن استفاده میشود (19). Liao و همکاران در مطالعه خود نشان دادند که خصوصیات فیزیکی و زیستی پلیکاپرولاکتون در ترکیب با استات سلولز و دکستران بهبود مییابد (9). الیاف پلیکاپرولاکتون در ترکیب با سایر پلیمرها میتوانند جایگزینی برای بافت پوست و به عنوان پانسمان زخم باشند. این داربست قابلیت ترکیبشدن با سایر ترکیبات فعال زیستی از قبیل فاکتورهای رشد، نانوذرات، داروهای ضدمیکروبی و نیز داروهای ترمیم زخم را داراست. از طرف دیگر ساختار الکتروریسیشده پلیکاپرولاکتون قابلیت ممانعت از نفوذ میکروبها بهعنوان یک سد فیزیکی را دارد که بهخودیخود از عفونت در محل پانسمان جلوگیری میکند (20،21).
در این مطالعه از نانوذرات کرایزین بهدلیل خواص آنتیباکتریال و ترمیمکنندگی آن استفاده شده است. نتایج نشان داد که استفاده از نانوذرات کرایزین در نانوالیاف پلیکاپرولاکتون – چیتوزان میتواند بهطور قابل توجهی موجب مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس شود. در مطالعه ایی Lal وGupta (2024) به بررسی نانوذرات نقره ساخته شده با استفاده از کرایزین و اثرات ضدبیوفیلمی آنها بر باکتری سودوموناس آئروژینوزا پرداختند. نتایج این مطالعه نشان داد که نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین دارای فعالیت ضدباکتریایی و ضدبیوفیلمی قابل توجهی علیه باکتری سودوموناس آئروژینوزا هستند. این نانوذرات میتوانند با نفوذ به ساختار بیوفیلم و ایجاد اختلال در عملکرد سلولهای باکتریایی، رشد و گسترش باکتری را مهار کند. همچنین، این ترکیبات با کاهش چسبندگی باکتریها و تخریب ماتریکس بیوفیلم، به بهبود اثرات درمانی کمک میکنند و پتانسیل بالایی برای استفاده در مقابله با عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیکها دارند (22). نانوذرات نقره بهعنوان موادی با خاصیت ضدباکتریایی مطرح شدهاند. این نانوذرات با اتصال به سطح باکتری باعث میشوند غشای سلولی باکتری ناپایدار و نفوذپذیرتر شود. این تغییر باعث کاهش انرژی (ATP)سلولی باکتری میشود و در نتیجه متابولیسم باکتری مختل شده و میمیرد. علاوه بر این، نانوذرات نقره میتوانند به پروتئینهای موجود روی سطح و داخل سلول باکتری متصل شوند و عملکرد طبیعی آنها را از بین ببرند. این ذرات میتوانند وارد سلول باکتری شوند و آنزیمهای حیاتی را غیرفعال کرده و با تولید ترکیباتی مثل هیدروژن پراکسید، استرس اکسیداتیو ایجاد کرده و موجب تخریب سلول و مرگ باکتری شوند (22). مکانیسم اثر ضدباکتری نانوذرات نقره شامل چندین فرآیند است که به اثربخشی آنها در برابر میکروارگانیسم ها کمک میکند. یکی از مکانیسمهای اصلی، برهمکنش بین نانوذرات نقره و دیواره سلولی باکتری است.AgNP ها میتوانند به دیواره سلولی بچسبند و در نتیجه باعث آسیب و اختلال شوند. این تعامل یکپارچگی ساختاری دیواره سلولی را مختل میکند و منجر به نشت اجزای سلولی و در نهایت مرگ سلولی میشود. علاوه بر این، نانوذرات نقره میتوانند به غشای سلولی باکتری نفوذ کرده و وارد سیتوپلاسم شوند و با فرآیندهای سلولی و زیست مولکول های متعدد تداخل کنند و در نتیجه منجر به مهار فعالیتهای متابولیکی و آنزیمی ضروری میشوند. این اختلال از رشد و تکثیر باکتریها جلوگیری میکند. علاوه بر این،AgNP ها دارای خواص ذاتی هستند که آنها را قادر میسازد تا در تعامل با سلولهای باکتری، گونههای فعال اکسیژن[13] (ROS) تولید کنند. گونههای فعال اکسیژن مانند رادیکالهای سوپراکسید و پراکسید هیدروژن، مولکولهای بسیار واکنشپذیری هستند که میتوانند باعث استرس اکسیداتیو و آسیب به سلولهای باکتریایی شوند. تولید ROS توسط نانوذرات نقره با القای آسیب اکسیداتیو سلولی و اختلال بیشتر در متابولیسم باکتری به اثر ضدباکتریایی آن کمک میکند (23). نتایج نشان میدهد که نانوذرات نقره علاوه بر مهار رشد باکتریها و با اثرات آنتیاکسیدانی میتواند بهطور مؤثری موجب مهار بیش از حد واکنش های التهابی و در نهایت افزایش روند ترمیم زخم شود.
نتایج مطالعات حیوانی در این مطالعه نشان داد که استفاده از داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات کرایزین میتواند بهطور مؤثری موجب کاهش اندازه زخم، کاهش دوره اپیتلیزاسیون مجدد و بهبود فاکتورهای ترمیمی شود. در مطالعه ای که توسط Kaparekar و همکاران انجام شد، ارزیابیهای in-vitro و in-vivo نشان دادند که ترکیب آلژینات-چیتوزان بارگذاریشده با کرایزین میتواند بهطور قابل توجهی موجب بهبود زخم شود. بدین ترتیب این ترکیب قادر به افزایش سرعت بهبود زخم و کاهش طول دوره اپیتلیزاسیون مجدد است. همچنین این ترکیب میتواند محتوای هیدروکسی پرولین و هگزوزآمین را در بافت گرانولاسیون افزایش دهد. بدین ترتیب این مطالعه بیان میکند که ترکیب آلژینات-چیتوزان بارگذاریشده با کرایزین قابلیت کاربرد در زمینه بهبود زخم و استفاده در پانسمانهای نوین زخم را دارد (24). همچنین در مطالعهای دیگر محمدی و همکاران گزارش کردند که نانوفیبرهای بارگذاریشده با کرایزین خواص ضدالتهابی در مراحل مختلف ترمیم زخم از طریق تأثیرگذاری بر بیان ژنهای مربوط به فاکتورهای IL-6[14]، [15]MMP-2، TIMP-1[16]، [17]TIMP-2 و iNOS[18] دارد (25).
در مطالعه حاضر درمان زخمها با استفاده از داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات کرایزین بهطور قابل توجهی تعداد سلولهای التهابی را در فرایند ترمیم کاهش داد که میتواند نشان دهنده نقش مؤثر این داربست در کاهش عفونت باشد. در فرآیند ترمیم زخم، کاهش سلولهای التهابی معمولاً نشاندهنده کنترل موفقیتآمیز عفونت و انتقال به مراحل بعدی بهبود است. سلولهای التهابی مانند نوتروفیلها و ماکروفاژها در مرحله اولیه التهاب، با فاگوسیتوز باکتریها و مواد زائد، عفونت را مهار میکنند. وقتی عفونت کاهش مییابد، نیاز به حضور این سلولها کمتر میشود و بدن به صورت خودکار ترشح سیتوکینهای ضدالتهابی را افزایش میدهد تا التهاب را محدود کند. از طرف دیگر با کاهش سلولهای التهابی محیط مناسبی برای رشد بافتهای جدید فراهم میشود و فرایند ترمیم وارد مرحله تکثیر میشود که در آن فیبروبلاستها شروع به تولید کلاژن میکنند و رگهای خونی جدید شکل میگیرند و افزایش تعداد رگهای خونی در روز 7 در این مطالعه تأیید کننده این پدیده است (26،27).
نتیجهگیری
نتایج این مطالعه نشان داد که داربست پلیکاپرولاکتون-چیتوزان-نانوذرات نقره سنتز شده با کرایزین، علاوه بر داشتن خصوصیات مکانیکی و مورفولوژیکی مناسب باعث کاهش رشد باکتریها میشوند و در نتیجه خطر عفونت در محل زخم یا آسیب را کاهش میدهند. بهنظر میرسد این ترکیب در داربستها میتوانند بهعنوان سیستمهای پیشرفته برای مهندسی بافت پوست و درمان زخمها، بهدلیل ترکیب خواص مکانیکی، زیستی و ضدعفونیکننده، گزینهای مؤثر و قابل اعتماد به شمار آیند.
تقدیر و تشکّر
این مقاله حاصل پایاننامه تحت عنوان "طراحی و کاربرد داربست پلی کاپرولاکتون- چیتوزان حاوی نانوذرات نقره سنتز شده با فلاونوئید کرایزین در ترمیم زخم های تجربی ایجاد شده در موش صحرایی"، در مقطع پزشکی عمومی در سال 1402 با کد پروپوزال 456636 میباشد که با حمایت دانشگاه علوم پزشکی بیرجند اجرا شده است.
ملاحظات اخلاقی
مطالعه حاضر توسط شورای پژوهشی و کمیته اخلاق پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند (شناسه تأیید: IR.BUMS.REC.1401.011) تأیید شد. تمامی مراحل کار با حیوانات آزمایشگاهی بر اساس مصوبات کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی بیرجند بوده است.
حمایت مالی
این مطالعه با حمایت مالی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان این مقاله، سهم برابری در انجام مراحل آزمایشگاهی و نگارش مقاله داشته اند.
تضاد منافع
نویسندگان مقاله اعلام میدارند که هیچ گونه تضاد منافعی در پژوهش حاضر وجود ندارد.
[1] Extra cellular matrix
[2] Polycaprolactone
[3] Food and Drug Administration
[4] Silver nanoparticles
[5] UV-Visible spectrophotometry
[6] Field emission scanning electron microscopy
[7] Fourier-transform infrared spectroscopy
[8] X-ray diffraction analysis
[9] Dynamic light scattering
[10] Polycaprolactone - Chitosan
[11] Polycaprolactone - Chrysene
[12] Surface Plasmon Resonance
[13] Reactive Oxygen Species
[14] Interleukin-6
[15] Matrix metalloproteinase 2
[16] Tissue Inhibitor of Metalloproteinase 1
[17] Tissue Inhibitor of Metalloproteinase 2
[18] Inducible Nitric Oxide Synthase
نوع مطالعه: مقاله اصیل پژوهشی |
موضوع مقاله:
نانوبیوتکنولوژی
دریافت: 1403/11/10 | پذیرش: 1404/3/4 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1404/4/10 | انتشار الکترونیک: 1404/6/15
دریافت: 1403/11/10 | پذیرش: 1404/3/4 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1404/4/10 | انتشار الکترونیک: 1404/6/15
فهرست منابع
1. Yu B, Kang S-Y, Akthakul A, Ramadurai N, Pilkenton M, Patel A, et al. An elastic second skin. Nat Mater. 2016;15(8):911-8. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27159017/ PMID: 27159017 [DOI:10.1038/nmat4635] [PMID]
2. Lee EJ, Huh BK, Kim SN, Lee JY, Park CG, Mikos AG, et al. Application of materials as medical devices with localized drug delivery capabilities for enhanced wound repair. Prog Mater Sci. 2017;89:392-410. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29129946/ PMCID: PMC5679315 [DOI:10.1016/j.pmatsci.2017.06.003] [PMID] []
3. Wang Y, Li P, Xiang P, Lu J, Yuan J, Shen J. Electrospun polyurethane/keratin/AgNP biocomposite mats for biocompatible and antibacterial wound dressings. J Mater Chem B. 2016; 4(4): 635-48. DOI: 10.1039/C5TB02358K URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/tb/c5tb02358k
10.1039/C5TB02358K [] [PMID]
4. Fischer SN, Johnson JK, Baran CP, Newland CA, Marsh CB, Lannutti JJ. Organ-derived coatings on electrospun nanofibers as ex vivo microenvironments. Biomaterials. 2011; 32(2): 538-46. PMID: 20875916 PMCID: PMC3671867 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.08.104 [DOI:10.1016/j.biomaterials.2010.08.104] [PMID] []
5. Dhand C, Venkatesh M, Barathi VA, Harini S, Bairagi S, Leng EGT, et al. Bio-inspired crosslinking and matrix-drug interactions for advanced wound dressings with long-term antimicrobial activity. Biomater. 2017; 138: 153-68. PMID: 28578293 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.05.043 [DOI:10.1016/j.biomaterials.2017.05.043] [PMID]
6. Si Y, Yu J, Tang X, Ge J, Ding B. Ultralight nanofibre-assembled cellular aerogels with superelasticity and multifunctionality.Nat Commun. 2014; 5(1): 1-9. PMID: 25512095 DOI: 10.1038/ncomms6802 [DOI:10.1038/ncomms6802] [PMID]
7. Si Y, Zhang Z, Wu W, Fu Q, Huang K, Nitin N, et al. Daylight-driven rechargeable antibacterial and antiviral nanofibrous membranes for bioprotective applications. Sci Adv. 2018; 4(3): eaar5931. PMID: 29556532 PMCID: PMC5856488 DOI: 10.1126/sciadv.aar5931 [DOI:10.1126/sciadv.aar5931] [PMID] []
8. Yu H, Chen X, Cai J, Ye D, Wu Y, Fan L, et al. Novel porous three-dimensional nanofibrous scaffolds for accelerating wound healing. Chem Eng J. 2019; 369: 253-62. URL: [DOI:10.1016/j.cej.2019.03.091]
9. Liao N, Unnithan AR, Joshi MK, Tiwari AP, Hong ST, Park C-H, et al. Electrospun bioactive poly (ɛ-caprolactone)-cellulose acetate-dextran antibacterial composite mats for wound dressing applications. Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2015; 469: 194-201. DOI:10.1016/j.colsurfa.2015.01.022 [DOI:10.1016/j.colsurfa.2015.01.022]
10. Rodríguez-Luis OE, Hernandez-Delgadillo R, Sánchez-Nájera RI, Martínez-Castañón GA, Niño-Martínez N, Navarro MdCS, et al. Green Synthesis of Silver Nanoparticles and Their Bactericidal and Antimycotic Activities against Oral Microbes. J Nanomater. 2016; 2016: 9204573. URL: [DOI:10.1155/2016/9204573]
11. Panchatcharam, P. Recent Advancements in the Green Synthesis of Bioactive Metallic Nanoparticles from Biological Entities and Their Biomedical Applications. In: Bhardwaj AK, Srivastav AL, Rai S. (eds) Biogenic Wastes-Enabled Nanomaterial Synthesis. Cham, Springer, 2024. pp: 239-56. [DOI:10.1007/978-3-031-59083-2_9]
12. Devi L, Kushwaha P, Ansari TM, Kumar A, Rao A. Recent Trends in Biologically Synthesized Metal Nanoparticles and their Biomedical Applications: a Review. Biol Trace Elem. 2024; 202(7): 3383-99. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37878232/ [DOI:10.1007/s12011-023-03920-9] [PMID]
13. Liu L, Mai Y, Liang Y, Zhou X, Chen K. Experimental study on the effect of chrysin on skin injury induced by amiodarone extravasation in rats. Microvasc Res. 2022; 139:104257. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34534572/ [DOI:10.1016/j.mvr.2021.104257] [PMID]
14. Zhang Y, Chang M, Bao F, Xing M, Wang E, Xu Q, et al. Multifunctional Zn doped hollow mesoporous silica/polycaprolactone electrospun membranes with enhanced hair follicle regeneration and antibacterial activity for wound healing. Nanoscale. 2019; 28; 11(13): 6315-33. URL: [DOI:10.1039/C8NR09818B] [PMID]
15. Soheilifar MH, Dastan D, Masoudi-Khoram N, Keshmiri Neghab H, Nobari S, Tabaie SM, et al. In vitro and in vivo evaluation of the diabetic wound healing properties of Saffron (Crocus Sativus L.) petals. Sci Rep. 2024; 14, 19373. [DOI:10.1038/s41598-024-70010-8] [PMID] []
16. Mustapha T, Misni N, Ithnin NR, Daskum AM, Unyah NZ. A review on plants and microorganisms mediated synthesis of silver nanoparticles, role of plants metabolites and applications. Int J Environ Res Public Health. 2022; 19(2): 674. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35055505/ [DOI:10.3390/ijerph19020674] [PMID] []
17. Mafhala L, Khumalo N, Zikalala NE, Azizi S, Cloete KJ, More GK, et al. Antibacterial and cytotoxicity activity of green synthesized silver nanoparticles using aqueous extract of naartjie (Citrus unshiu) fruit peels. Emerg Contam. 2024; 10(4). 100348. [DOI:10.1016/j.emcon.2024.100348]
18. Fahim M, Shahzaib A, Nishat N, Jahan A, Bhat TH, Inam A. Green synthesis of silver nanoparticles: A comprehensive review of methods, influencing factors, and applications. JCIS Open. 2024; 16. 100125. URL: [DOI:10.1016/j.jciso.2024.100125]
19. Mosallanezhad P, Nazockdast H, Ahmadi Z, Rostami A. Fabrication and characterization of polycaprolactone/chitosan nanofibers containing antibacterial agents of curcumin and ZnO nanoparticles for use as wound dressing. Front. Bioeng. Biotechnol. 2022; 10:1027351. URL: [DOI:10.3389/fbioe.2022.1027351] [PMID] []
20. Joseph B, Augustine R, Kalarikkal N, Thomas S, Seantier B, Grohens Y. Recent advances in electrospun polycaprolactone based scaffolds for wound healing and skin bioengineering applications. Mater Today Commun. 2019; 19: 319-35. [DOI:10.1016/j.mtcomm.2019.02.009]
21. Zhong S, Zhang Y, Lim C. Tissue scaffolds for skin wound healing and dermal reconstruction. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 2010; 2(5): 510-25. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20607703/ [DOI:10.1002/wnan.100] [PMID]
22. Lal AF, Gupta PS. An Exploration of Chrysin Fabricated Silver Nanoparticles as Antibiofilm Agent against Pseudomonas aeruginosa. Indian J. Pharm. Educ. Res. 2024; 58(2s): s429-s435. [DOI:10.5530/ijper.58.2s.46]
23. Dat NM, Thinh DB, Huong LM, Tinh NT, Linh NTT, Hai ND, et al. Facile synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles-modifed graphene oxide hybrid material: The assessment, utilization, and anti-virus potentiality. Mater Today Chem. 2022; 23: 100738. [DOI:10.1016/j.mtchem.2021.100738]
24. Kaparekar PS, Poddar N, Anandasadagopan SK. Fabrication and characterization of Chrysin-a plant polyphenol loaded alginate-chitosan composite for wound healing application. Colloids Surf B Biointerfaces. 2021; 206: 111922. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34157519/ [DOI:10.1016/j.colsurfb.2021.111922] [PMID]
25. Mohammadi Z, Sharif Zak M, Majdi H, Mostafavi E, Barati M, Lotfimehr H, et al. The effect of chrysin-curcumin-loaded nanofibres on the wound-healing process in male rats. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2019; 47(1): 1642-52. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31027431/ [DOI:10.1080/21691401.2019.1594855] [PMID]
26. Eming SA, Wynn TA, Martin P. Inflammation and metabolism in tissue repair and regeneration. Science. 2017; 356(6342): 1026-30. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28596335/ [DOI:10.1126/science.aam7928] [PMID]
27. Novak ML, Koh TJ. Macrophage phenotypes during tissue repair. J Leukoc Biol. 2013; 93(6): 875-81. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23505314/ [DOI:10.1189/jlb.1012512] [PMID] []
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
Attribution-NoneCommercial CC BY-NC