توصيفگر ها :
زخم‌پوش سه‌لايه , ترميم زخم , آنتي‌باكتريال، , موپيروسين , نانوذرات نقره , پرينت سه‌بعدي , الكتروريسي هم محور
چكيده فارسي :
پانسمان‌هاي يك‌لايه به دليل ويژگي‌هاي فردي و كاستي‌هاي آن‌ها كه نمي‌توانند تمام نيازهاي باليني را برآورده سازند ازاين‌جهت طراحي پانسمان‌هاي چندلايه با خواص متفاوت موردتوجه قرار گرفته است كه به طور هم‌زمان چندين مزيت را فراهم مي‌سازند. زخم‌پوش چندلايه مي‌تواند ساختار سلسله‌مراتبي پوست را تقليد كند، بهبود زخم را تسريع كند و از پوست در برابر آلودگي و عفونت محافظت كند. در اين مطالعه، زخم‌پوش سه‌لايه از طريق تركيبي از روش چاپ سه‌بعدي و الكتروريسي ساخته شد. ابتدا در فاز اول جهت انتخاب لايه تحتاني، لايه نانوالياف هسته - پوسته از پلورونيك - اف127 (F127) حاوي 2 درصد وزني موپيروسين (Mup) در هسته و تركيب پكتين (Pec)-كراتين (Kr) در پوسته با تكنيك الكتروريسي هم محور ساخته شد و با نانوالياف تركيبي از همين مواد مورد مقايسه قرار گرفت. قطر الياف و مساحت سطح ويژه نانوالياف تركيبي به ترتيب حدود 101.56 نانومتر و 20.16 مترمربع بر گرم بود، درحالي‌كه قطر الياف و سطح ويژه نانوالياف هسته - پوسته F127-Mup/Pec-Kr به ترتيب در حدود 97.32 نانومتر و 25.26 مترمربع بر گرم اندازه‌گيري شد. درصد تخريب‌پذيري نانوالياف تركيبي و هسته - پوسته به ترتيب 27.65 درصد و 32.28 درصد در طول 7 روز بود. انتشار پايدار Mup از نانوالياف هسته - پوسته طي 7 روز (87.66 درصد) اتفاق افتاد، درحالي‌كه نانوالياف تركيبي F127-Pec-Kr-Mup در چند ساعت اول يك رهايش انفجاري (89.38 درصد تا 48 ساعت) داشتند و رهايش تجمعي از اين نانوالياف برابر با 91.36٪ پس از 7 روز محاسبه شد. باتوجه‌به آزادسازي كنترل شده Mup، ساختار هسته - پوسته به طور قابل‌توجهي رفتار كراتينوسيت‌هاي انساني، پتانسيل رگ‌زايي و بهبود زخم را در مدل موش در مقايسه با ساختار تركيبي بهبود بخشيد. در نتيجه، نانوالياف هسته - پوسته F127-Mup/Pec-Kr به‌عنوان نمونه‌ي بهينه در فاز اول انتخاب شد. در فاز دوم مطالعه، يك ساختار پرينت سه‌بعدي از F127-كواترنايزدكيتوسان - نانوذرات نيترات نقره (F127-QCS-AgNO3) به‌عنوان لايه‌ي شخصي‌سازي‌شده‌ي جاذب، متخلخل و ضدباكتري تهيه شد. نانوالياف هسته - پوسته‌ي F127-Mup/Pec-Kr به‌عنوان لايه تحتاني و نانوالياف پلي‌يورتان (PU) براي جلوگيري دهيراته شدن زخم به‌عنوان لايه فوقاني از طريق الكتروريسي پوشش‌دهي شد. در اين مطالعه زخم‌پوش سه‌لايه (3L) با زخم‌پوش‌هاي دولايه فاقد لايه تحتاني مورد مقايسه قرار گرفت. ميانگين استحكام كششي و مدول الاستيك داربست 3L به ترتيب 0.08 ± 0.65 مگاپاسكال و 2.33 ±9.37 مگاپاسكال اندازه‌گيري شد. انتشار يون‌هاي Ag، رهايش موپيروسين (Mup) و فعاليت ضدباكتريايي پانسمان‌ها مورد بررسي قرار گرفت. باتوجه‌به نتايج، بيشترين ميزان چسبندگي و زنده‌ماندن سلولي و پتانسيل رگ‌زايي در بين نمونه‌هاي موردمطالعه مربوط به داربست 3L بود كه به طور قابل‌توجهي باعث تسريع بهبود زخم با ضخامت كامل در مدل موش صحرائي شد.
چكيده انگليسي :
Introduction: Single-layer dressings due to their individual characteristics and shortcomings cannot meet all clinical needs. For this reason, the design of multi-layered dressings with different properties has been taken into consideration, which provide several advantages at the same time. A multi-layered dressing can mimic the hierarchical structure of the skin, accelerate wound healing, and protect the skin from contamination and infection.
Methods: In this study, a tri-layer dressing was made through combination of 3D printing and electrospinning methodologies. In the first phase, to select the bottom layer, the core-shell nanofiber layer of Pluronic-F127 (F127) containing 2 wt. % of mupirocin (Mup) in the core and the combination of pectin (Pec)-keratin (Kr) in the shell was fabricate using coaxial electrospinning technique and it was compared with the same blended nanofibers.
Results: The fiber diameter and specific surface area of the blended nanofibers were about 101.56 nm and 20.16 m2/g, respectively, while the fiber diameter and specific surface area of F127-Mup/Pec-Kr core-shell nanofibers were measured about 97.32 nm and 25.26 m2/g, respectively. The degradability of the blended and core-shell nanofibers during 7 days was 27.65% and 32.28%, respectively. The sustained release of Mup from core-shell nanofibers occurred within 7 days (87.66%) , while the blended F127-Pec-Kr-Mup nanofibers had a burst release in the first few hours (89.38% up to 48 hours), and the cumulative release of these nanofibers was measured as 91.36% after 7 days. Due to the controlled release of Mup, the core-shell nanofibers significantly improved human keratinocyte cells' behavior, angiogenic potential, and wound healing in a rat model compared to the blended nanofibers. As a result, the core-shell F127-Mup/Pec-Kr nanofibrous dressing was selected as the optimal sample in the first phase. In the second phase of the study, a 3D printed structure of F127-quaternized chitosan-silver nitrate nanoparticles (F127-QCS-AgNO3) was prepared as the customized absorbent, porous and antibacterial layer. The F127-Mup/Pec-Kr core-shell nanofibers were coated as the bottom layer and the polyurethane (PU) nanofibers were coated as the upper layer (to prevent wound dehydration) through electrospinning. In this phase, tri-layer wound dressings (3L) were compared with bi-layer wound dressings without bottom layers. The average tensile strength and elastic modulus of 3L scaffold were measured as 0.65 ± 0.08 MPa and 9.37 ± 2.33 MPa, respectively. Also, the release of Ag ions and mupirocin (Mup) as well as the antibacterial activity of the dressings were investigated.
Conclusion: According to the sum of results, the highest level of cell adhesion and viability and angiogenic potential among the studied samples was related to the 3L scaffold, which significantly accelerated full-thickness wound healing in the rat model.
