Name: doxycycline loaded collagen-chitosan composite scaffold for the accelerated healing of diabetic wounds
Uploaded: 2021-08-21T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Doxycycline Loaded Collagen-Chitosan Composite Scaffold for the Accelerated Healing of Diabetic Wounds at JoVE.com

Forfatterne takker Dr. Ashish D Wadhwani. (Adjunkt og leder, Institut for Farmaceutisk Bioteknologi, JSS College of Pharmacy, Ooty, Indien) for at bistå i In vitro celle levedygtighed undersøgelser.
Forfatterne vil gerne takke Institut for Videnskab og Teknologi - Fonden for Forbedring af Videnskab og Teknologi Infrastruktur på universiteter og højere uddannelsesinstitutioner (DST-FIST), New Delhi, for at støtte vores afdeling.
Forfatterne vil også gerne takke Mr. Sanju. S og Mr. Sriram. Narukulla M. Pharm studerende for deres støtte i videooptagelsen.
Denne forskning blev støttet af JSS Academy of Higher Education &Research (JSSAHER).

Alle de udførte dyreforsøg blev godkendt af den institutionelle dyreetiske komité på JSS College of Pharmacy, Ooty, Indien.
1. Fremstilling af DOX-belastede porøse stilladser ved frysetørringsmetode
<ol><li>Tilsæt 1,2 g COL til 100 mL vand (f.eks. Millipore) og hold til side til hævelse.</li>
	<li>Rør den hævede COL spredning på 2000 rpm natten over for at sikre fuldstændig opløsning af COL.</li>
	<li>CS-opløsningen fremstilles ved at opløse ca. 0,8 g CS i 100 ml 1% eddikesyre...

<ol>
	<li>. IDF Diabetes Atlas, 9th edn Available from: <a target="_blank" href="https://www.diabetesatlas.org">https://www.diabetesatlas.org</a> (2019)</li><li>Falanga, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wound+healing+and+its+impairment+in+the+diabetic+foot.">Wound healing and its impairment in the diabetic foot.</a> The Lancet. 366 (9498), 1736-1743 (2005).</li><li>Frykberg, R. G., Banks, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+the+treatment+of+chronic+wounds.">Challenges in the treatment of chronic wounds.</a> Advances in Wound Care. 4 (9), 560-582 (2015).</li><li>Alexiadou, K., Doupis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+diabetic+foot+ulcers.">Management of diabetic foot ulcers.</a> Diabetes Therapy. 3 (1), 1-15 (2012).</li><li>Karri, V. V. S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+and+emerging+therapies+in+the+management+of+diabetic+foot+ulcers.">Current and emerging therapies in the management of diabetic foot ulcers.</a> Current Medical Research and Opinion. 32 (3), 519-542 (2016).</li><li>Sanapalli, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+beta+defensins+may+be+a+multifactorial+modulator+in+the+management+of+diabetic+wound.">Human beta defensins may be a multifactorial modulator in the management of diabetic wound.</a> Wound Repair and Regeneration. 28 (3), 416-421 (2020).</li><li>Caley, M. P., Martins, V. L., O'Toole, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metalloproteinases+and+wound+healing.">Metalloproteinases and wound healing.</a> Advances in Wound Care. 4 (4), 225-234 (2015).</li><li>Reiss, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+metalloproteinase-9+delays+wound+healing+in+a+murine+wound+model.">Matrix metalloproteinase-9 delays wound healing in a murine wound model.</a> Surgery. 147 (2), 295-302 (2010).</li><li>Gill, S. E., Parks, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metalloproteinases+and+their+inhibitors:+regulators+of+wound+healing.">Metalloproteinases and their inhibitors: regulators of wound healing.</a> The International Journal of Biochemistry &amp; Cell Biology. 40 (6-7), 1334-1347 (2008).</li><li>Stechmiller, J., Cowan, L., Schultz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+doxycycline+as+a+matrix+metalloproteinase+inhibitor+for+the+treatment+of+chronic+wounds.">The role of doxycycline as a matrix metalloproteinase inhibitor for the treatment of chronic wounds.</a> Biological Research for Nursing. 11 (4), 336-344 (2010).</li><li>Griffin, M. O., Fricovsky, E., Ceballos, G., Villarreal, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetracyclines:+a+pleitropic+family+of+compounds+with+promising+therapeutic+properties.+Review+of+the+literature.">Tetracyclines: a pleitropic family of compounds with promising therapeutic properties. Review of the literature.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 299 (3), 539-548 (2010).</li><li>Burns, F., Stack, M., Gray, R., Paterson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+purified+collagenase+from+alkali-burned+rabbit+corneas.">Inhibition of purified collagenase from alkali-burned rabbit corneas.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 30 (7), 1569-1575 (1989).</li><li>Kraus, R. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antioxidant+properties+of+minocycline:+neuroprotection+in+an+oxidative+stress+assay+and+direct+radical-scavenging+activity.">Antioxidant properties of minocycline: neuroprotection in an oxidative stress assay and direct radical-scavenging activity.</a> Journal of Neurochemistry. 94 (3), 819-827 (2005).</li><li>Yrj&#228;nheikki, J., Kein&#228;nen, R., Pellikka, M., H&#246;kfelt, T., Koistinaho, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetracyclines+inhibit+microglial+activation+and+are+neuroprotective+in+global+brain+ischemia.">Tetracyclines inhibit microglial activation and are neuroprotective in global brain ischemia.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 95 (26), 15769-15774 (1998).</li><li>Moura, L. I., Dias, A. M., Carvalho, E., de Sousa, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+on+the+development+of+wound+dressings+for+diabetic+foot+ulcer+treatment-a+review.">Recent advances on the development of wound dressings for diabetic foot ulcer treatment-a review.</a> Acta Biomaterialia. 9 (7), 7093-7114 (2013).</li><li>Natarajan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+Lipid+Carriers+of+Pioglitazone+Loaded+Collagen/Chitosan+Composite+Scaffold+for+Diabetic+Wound+Healing.">Nanostructured Lipid Carriers of Pioglitazone Loaded Collagen/Chitosan Composite Scaffold for Diabetic Wound Healing.</a> Advances in Wound Care. 8 (10), 499-513 (2019).</li><li>Karri, V. V. S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Curcumin+loaded+chitosan+nanoparticles+impregnated+into+collagen-alginate+scaffolds+for+diabetic+wound+healing.">Curcumin loaded chitosan nanoparticles impregnated into collagen-alginate scaffolds for diabetic wound healing.</a> International Journal Of Biological Macromolecules. 93, 1519-1529 (2016).</li><li>Hsieh, W. -. C., Chang, C. -. P., Lin, S. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+and+characterization+of+3D+micro-porous+structured+chitosan+scaffolds+for+tissue+engineering.">Morphology and characterization of 3D micro-porous structured chitosan scaffolds for tissue engineering.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 57 (2), 250-255 (2007).</li><li>Xie, Y., Chen, J., Xiao, A., Liu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibacterial+activity+of+polyphenols:+structure-activity+relationship+and+influence+of+hyperglycemic+condition.">Antibacterial activity of polyphenols: structure-activity relationship and influence of hyperglycemic condition.</a> Molecules. 22 (1913), 1-11 (2017).</li><li>Geerlings, S. E., Brouwer, E. C., Gaastra, W., Verhoef, J., Hoepelman, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+glucose+and+pH+on+uropathogenic+and+non-uropathogenic+Escherichia+coli:+studies+with+urine+from+diabetic+and+non-diabetic+individuals.">Effect of glucose and pH on uropathogenic and non-uropathogenic Escherichia coli: studies with urine from diabetic and non-diabetic individuals.</a> Journal of Medical Microbiology. 48 (6), 535-539 (1999).</li><li>Eloff, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sensitive+and+quick+microplate+method+to+determine+the+minimal+inhibitory+concentration+of+plant+extracts+for+bacteria.">A sensitive and quick microplate method to determine the minimal inhibitory concentration of plant extracts for bacteria.</a> Planta Medica. 64 (8), 711-713 (1998).</li><li>Reddy, G. K., Enwemeka, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+method+for+the+analysis+of+hydroxyproline+in+biological+tissues.">A simplified method for the analysis of hydroxyproline in biological tissues.</a> Clinical Biochemistry. 29 (3), 225-229 (1996).</li><li>Charulatha, V., Rajaram, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+different+crosslinking+treatments+on+the+physical+properties+of+collagen+membranes.">Influence of different crosslinking treatments on the physical properties of collagen membranes.</a> Biomaterials. 24 (5), 759-767 (2003).</li><li>Rehakova, M., Bako&#353;, D., Vizarova, K., Sold&#225;n, M., Jur&#237;ckov&#225;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+collagen+and+hyaluronic+acid+composite+materials+and+their+modification+by+chemical+crosslinking.">Properties of collagen and hyaluronic acid composite materials and their modification by chemical crosslinking.</a> Journal of Biomedical Materials Research: An Official Journal of The Society for Biomaterials and The Japanese Society for Biomaterials. 30 (3), 369-372 (1996).</li><li>Chang, M. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxycycline+enhances+survival+and+self-renewal+of+human+pluripotent+stem+cells.">Doxycycline enhances survival and self-renewal of human pluripotent stem cells.</a> Stem Cell Reports. 3 (2), 353-364 (2014).</li><li>Dovi, J. V., He, L. K., DiPietro, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+wound+closure+in+neutrophil-depleted+mice.">Accelerated wound closure in neutrophil-depleted mice.</a> Journal of Leukocyte Biology. 73 (4), 448-455 (2003).</li><li>Lindeman, J. H., Abdul-Hussien, H., van Bockel, J. H., Wolterbeek, R., Kleemann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+Perspective.">Clinical Perspective.</a> Circulation. 119 (16), 2209-2216 (2009).</li><li>Zhang, C., Gong, W., Liu, H., Guo, Z., Ge, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+matrix+metalloproteinase-9+with+low-dose+doxycycline+reduces+acute+lung+injury+induced+by+cardiopulmonary+bypass.">Inhibition of matrix metalloproteinase-9 with low-dose doxycycline reduces acute lung injury induced by cardiopulmonary bypass.</a> International Journal Of Clinical And Experimental Medicine. 7 (12), 4975-4982 (2014).</li></ol>

Hovedformålet med denne undersøgelse var at bestemme effekten af DOX-indlæst COL-CS stillads på DW-heling hos rotter. CL og NCL blev udarbejdet og evalueret i form af morfologi, hævelse indeks, in vitro frigivelse kinetik, og biokompatibilitet.
Karakterisering af det DOX-indlæste NCL- og CL-stillads De forberedte stilladser viste sig at være porøse med sammenkoblede porer. Disse sammenkoblede porer sikrer den porøse, svampede natur, der hjælper med korrekt diffusi...

Diabetes mellitus (DM) er en tilstand, hvor kroppens manglende evne til at levere insulin eller reagere på dens resultater i unormal fordøjelse af ligetil sukker medfører en stigning i blodsukkeret 1. Den mest på hinanden følgende og knusende sammenfiltring af DM er diabetisk sår (DW). Omkring 25% af patienter med DM har mulighed for at opbygge en DW i deres levetid 1. Den hindrede helbredelse af DW er akkrediteret til en triopati af DM: immunopati, vasculopati, og neuropati. Når DW ikke behandles, kan det resultere i koldbrandudvikling, hvilket medfører fjernelse af det pågældende organ 2.
Masser af behandlinger, såsom at instruere patienterne (inspicere sår dagligt, rense såret, undgå aktiviteter, der skaber pres på såret, periodisk glukoseovervågning osv.), kontrollere deres blodsukker, sårdebridement, trykaflastning, medicinsk procedure, hyperbar iltbehandling og avancerede terapier er i praksis 3,4. De fleste af disse medikamenter undlader at behandle alle forudsætninger afgørende for DW pleje i lyset af de multifaktorielle patofysiologiske tilstande og uventede udgifter i forbindelse med disse lægemidler 5. Selvom DW patogenese er multifaktoriel, den vedvarende betændelse med uhensigtsmæssig vævshåndtering er angivet til at være den faktiske årsag til forsinket heling i DWs 5,6.
Forstærkede niveauer af inflammatoriske og proinflammatoriske mæglere i DW resulterer i mindskede vækstfaktorer, der er ansvarlige for forsinket sårheling 2,6. Forkert ekstracellulær matrix (ECM) dannelse i VW er akkrediteret til øgede niveauer af matrix metalloproteinaser (MMP'er), der er ansvarlige for den hurtige nedbrydning af dannet ECM. I MMP'er rapporteres MMP-9 som en vigtig mellemmand med ansvar for langvarig inflammation og hurtig ECM-nedbrydning 7. Det siges, at lokal behandling med et antiinflammatorisk lægemiddel, der reducerer de forhøjede niveauer af MMP-9, genopretter kutane homøostase, rammearrangement og beder om bedre helbredelse af DWs 8,9.
Doxycyclin (DOX), en MMP-9-hæmmer, blev valgt til at undertrykke de forhøjede niveauer af MMP-9, en stor inflammatorisk mægler, der er ansvarlig for vedvarende betændelse i DWs 10,11,12. Derudover besidder DOX antioxidant (producerer frie hydroxy- og phenoxyradikaler, der er i stand til at binde sig med reaktive iltarter) 13 og antiapptotiske (hæmme caspase-udtryk og mitokondriestabilisering) 14 aktiviteter, der er afgørende for behandlingen af DW. Arrangementet af rammer, der indeholder DOX, kollagen (COL), og chitosan (CS) blev valgt. Valget af COL afhænger af den måde, hvorpå det hjælper med at skabe de nødvendige rammer for mekanisk styrke og vævsgendannelse 15. På den anden side er CS strukturelt homolog til glykosaminoglycan, forbundet med flere sårhelingsfaser. Det forlyder også, at CS har betydelig antibakteriel egenskab 15. Derfor er COL / CS stilladset af DOX formuleret til at undertrykke den langvarige inflammation, efterfulgt af støtte matrixdannelsen for vellykket sårheling under DM-forhold.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-ethyl-(3-3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC)</td>
			<td>Merck Millipore, Mumbai, India</td>
			<td>E7750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-(N-morpholino) ethane sulfonic acid (MES)</td>
			<td>Merck Millipore, Mumbai, India</td>
			<td>137074</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(4, 5 dimethyl thiazole-2 yl) -2, 5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT)</td>
			<td>Thermo Fisher, Mumbai, India</td>
			<td>M6494</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deep freezer verticle</td>
			<td>Labline Instruments, Kochi, India</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis sack</td>
			<td>Merck Millipore, Mumbai, India</td>
			<td>D6191-Avg. flat width 25 mm (1.0 in.), MWCO 12,000 Da</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Doxycycline</td>
			<td>Sigma chemicals Co. Ltd, Mumbai, India</td>
			<td>D9891</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elisa kit</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>RMP900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Escherichia coli (E. coli)</td>
			<td>National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India</td>
			<td>NCIM 2567</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Merck Millipore, Mumbai, India</td>
			<td>100983</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer-SZ042</td>
			<td>Sub-Zero lab instruments, Chennai, India</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical Stirrer-RQ-122/D</td>
			<td>Remi laboratory instruments, Mumbai, India</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medium molecular weight Chitosan</td>
			<td>Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd., Mumbai, India</td>
			<td>18824</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome-RM2135</td>
			<td>Leica, U.K</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse embryonic fibroblast cells (3T3-L1)</td>
			<td>National Centre for Cell Sciences, Pune, India</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiple plate reader -Inifinte M200 Pro</td>
			<td>Tecan Instruments, Switzerland</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-hydroxy succinimide (NHS)</td>
			<td>Sigma chemicals Co. Ltd, Mumbai, India</td>
			<td>130672</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa)</td>
			<td>National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India</td>
			<td>NCIM 2036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning Electron Microscopy (SEM)-S-4800</td>
			<td>Hitachi, India</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH) pellets</td>
			<td>Qualigen fine chemicals, Mumbai, India</td>
			<td>Q27815</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staphylococcus aureus (S. aureus)</td>
			<td>National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India</td>
			<td>NCIM 5022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staphylococcus epidermis (S. epidermis)</td>
			<td>National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India</td>
			<td>NCIM 5270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptozotocin (STZ)</td>
			<td>Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd., Mumbai, India</td>
			<td>14653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type-1 rat Collagen</td>
			<td>Sigma chemicals Co. Ltd, Mumbai, India</td>
			<td>C7661</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultraviolet&#8211;visible spectroscopy-1700</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

doxycycline loaded collagen-chitosan composite scaffold for the accelerated healing of diabetic wounds

En stor komplikation af diabetes mellitus er diabetiske sår (DW). Den langvarige fase af inflammation i diabetes hindrer de yderligere stadier af en skade, der fører til forsinket sårheling. Vi valgte doxycyclin (DOX), som et potentielt lægemiddel efter eget valg, på grund af dets antibakterielle egenskaber sammen med dets rapporterede antiinflammatoriske egenskaber. Den nuværende undersøgelse har til formål at formulere DOX indlæst kollagen-chitosan ikke-crosslinked (NCL) &crosslinked (CL) stilladser og evaluere deres helbredende evne i diabetiske tilstande. Karakteriseringsresultatet af stilladser afslører, at DOX-CL stilladset har ideel porøsitet, en lav hævelse og nedbrydningshastighed og en vedvarende frigivelse af DOX sammenlignet med DOX-NCL stilladset. In vitro-undersøgelserne viser, at DOX-CL-stilladset var biokompatibelt og forbedret cellevækst sammenlignet med CL-stilladsbehandlede og kontrolgrupper. De antibakterielle undersøgelser har vist, at DOX-CL stilladset var mere effektivt end CL stilladset mod de mest almindelige bakterier, der findes i DW. Ved hjælp af streptozotocin og fedtfattig kost-induceret DW model, en betydeligt (p≤0,05) hurtigere sårsammentrækning i DOX-CL stillads behandlet gruppe blev observeret i forhold til dem i CL stillads behandlet og kontrol grupper. Brugen af DOX-CL stilladset kan vise sig at være en lovende tilgang til lokal behandling af VW.

Karakterisering af det DOX-indlæste NCL- og CL-stillads Ved visuel undersøgelse blev NCL og CL stilladset fundet at være creme i farve. Desuden synes begge stilladser at være som en svamp, stiv og elastisk, når den undersøges fysisk. SEM-billeder af NCL- og CL-stilladserne er vist i figur 1. Ud fra figuren fremgik det klart, at der var et fald i porestørrelsen efter krydsning ved at danne intermolekylære forbindelser. Det konstateredes også, at NCL- og CL-stillad...

Watch this Scientific Journal Video about Doxycycline Loaded Collagen-Chitosan Composite Scaffold for the Accelerated Healing of Diabetic Wounds at JoVE.com

Doxycycline Loaded Collagen-Chitosan Composite Scaffold for the Accelerated Healing of Diabetic Wounds

Det forberedte DOX-CL stillads opfyldte forudsætningerne for en ideel DW-dressing i mekanisk styrke, porøsitet, vandabsorption, nedbrydningshastighed, vedvarende frigivelse, antibakteriel, biokompatibilitet og antiinflammatoriske egenskaber, som anses for at være afgørende for genopretningen af beskadiget væv i VW.

Doxycyclin Loaded Kollagen-Chitosan Composite Stillads til accelereret helbredelse af diabetiske sår

One major complication of diabetes mellitus is diabetic wounds (DW). The prolonged phase of inflammation in diabetes obstructs the further stages of an ...

Det nuværende forskningsarbejde er doxycyclinbelastede kollagen-chitosan kompositstilladser til accelereret heling af diabetiske sår. Diabetes er en kronisk metabolisk sygdom karakteriseret ved forhøjede niveauer af blodsukker. Jo længere tid den enkelte har diabetes, jo højere er risikoen for komplikationer, såsom hjerte-kar-sygdomme, nefropati, neuropati, retinopati, og mund skader, et cetera.Nerveskader i fødderne og også dårlig blodgennemstrømning til fødderne øge risikoen for forskellige mund komplikationer. Hvis venstre ubehandlet disse sår i sidste ende kan kræve tå, fod, eller ben amputationer. Omkring, 25% patienter med diabetes mellitus har mulighed for at opbygge en diabetisk sår i deres levetid.Den terapeutiske håndtering af diabetiske sår er fortsat en forhindring til dato, som skal til sidst krydses. Selv om patofysiologi af diabetisk sår er multifaktoriel, menes det, at lokal behandling med antiinflammatoriske lægemidler kan mindske de forhøjede niveauer af MMP-9 og genetablerer den kutane homeostase rammearrangement og beder healing i diabetiske sår. Doxycyclin, MMP-9-hæmmeren, blev valgt i denne undersøgelse for at undertrykke disse forhøjede niveauer af MMP-9, et stort inflammatorisk molekyle, der er ansvarlig for den fortsatte betændelse i diabetiske sår.På den anden side har biomaterialer fascineret mennesker i flere årtier og har været kernen i mange banebrydende medicinske gennembrud for effektiv lægemiddel- og makromolekylær levering og udvikling af skræddersyede biomedicinske enheder. Derfor har vi med denne korte introduktion forberedt en doxycyclinbelastet kollagen-chitosan stillads for at dæmpe, for at fremskynde den forsinkede helbredelse i diabetiske sår. Dette er Bharat Kumar Reddy, forsker fra Institut for Farmakologi, JSS College of Pharmacy, Ooty, Indien.I dag er vi her for at se på proceduren, hvordan man forbereder doxycyclin indlæst kollagen-chitosan stillads til fremskyndet heling af diabetiske sår. Lad os få et indblik i proceduren, hvordan man forbereder sig. Vi vil forberede 1,2% af kollagenopløsningen, som vi tager 1,2 gram type-I kollagen, som er fra rottehale oprindelse.Til dette tilføjer vi 100 ml Millipore-vand og holdt det til side i en halv time for at gøre det muligt for kollagen at få bule i vand. I det næste trin blev 0,8% af chitosanopløsningen forberedt, som vi tager 0,8 gram medium molekylvægt chitosan, og dette blev blandet med 100 ml 1%eddikesyre. Denne løsning har vi også holdt til side i en halv time.Efter en halv time blev begge opløsninger udsat for mekanisk omrøring natten over ved en RPM i 2000. Til den natte omrørte kollagenopløsning tilføjer vi langsomt et gram doxycyclin. Og opløsningen, der indeholder denne kollagen og doxycyclin, blev udsat for en halv times omrøring ved en RPM i 2000.Til denne løsning tilføjer vi langsomt natten over omrørt chitosanopløsning. Og dette, sørg for at det er mærket som fysisk blanding, som indeholder doxycyclin, kollagen, chitosan. Denne fysiske blanding har vi udsat for endnu en halv times omrøring ved en RPM i 2000.Efter en halv time blev disse fysiske blanding overført til respektive aluminiumsforme, som har en dimension på to i to centimeter og en tykkelse på 0,5 centimeter. Senere blev disse forme overført til en metalbeholder. Disse metalbeholder var der indeholder aluminium forme, blev udsat for dyb frysning.Efter 24 timer kan vi tydeligt se den størkne fysiske blanding, der indeholder doxycyclin, kollagen og chitosan. Disse størknede fysiske blanding blev yderligere udsat for lyophilization. Lyophilization blev udført på minus 85 grader plus eller minus fire grader Celsius i 72 timer.Efter 72 timer blev det lyofile materiale taget ud fra lyophilizeren. Og her kan vi tydeligt se den helt tørrede fysiske blanding, som ikke er andet end kendt som doxycyclinbelastet kollagen-chitosan stillads. Disse stilladser blev udsat for crosslinking For at udføre crosslinking blev MES-bufferen oprindeligt fremstillet ved at tage 0,488 gram MES og 15 ml vand, hvorfra vi tager 20 ml MES-buffer ud og overfører separat til dit bægerglas.Til disse 20 ml bægerglas blev der tilsat 50 mg doxycyclinbelastet kollagen-chitosan. Og iblødsætning af dette stillads blev udført i en halv time. Efter en halv time blev doxycyclinen indlæst kollagen-chitosan stillads taget ud fra 20 ml MES buffer.Desuden blev det gennemblødt i en opløsning, der indeholder 19,5 ml MES buffer, 0,1264 gram EDC og 0,014 gram NHS. Iblødsætning blev udført i fire timer tidsinterval for færdiggørelsen af crosslinking. Efter krydsning blev det krydslinkede doxycyclinbelastede kollagen-chitosan stillads taget ud af opløsningen og overført til en beholder, som blev beskrevet i proceduren før, og det blev tørret separat.Her kan vi tydeligt se det ikke-krydslinkede og krydslinkede stillads sammen med de samme billeder. Fra billederne er det klart, at krydsklinking af stilladset resulterede i nedsat porestørrelse på grund af dannelsen af stærke intramolekylære bindinger. Mandlig Wistar rotte blev taget, og de to i to centimeter mærket blev trukket på den dorsale brystkasse region.Excision sår blev skabt omkring mærket og sårsporing blev taget på en OHP ark. Sporet af såret blev målt ved hjælp af grafisk metode. Såret skabt på dyret var omkring 176 mm.Senere blev det skabte sår behandlet med crosslinked doxycycline indlæst kollagen-chitosan stillads med den primære dressing og overvåget i 21 dage. Når dyret blev genvundet fra anæstesi, blev hvert dyr buret individuelt. Og disse dyr blev fodret med normal kost og vand.Alle dyrene, efter at have skabt såret, blev opdelt i tre grupper, hvor hver gruppe indeholdt seks dyr. Her kan vi tydeligt se forskellen mellem nul dag og syv dage, hvor doxycyclin indlæst crosslinked stillads sårreduktion var omkring 48%Og i dette billede kan vi tydeligt se forskellen mellem dag 14 og dag 21 af alle de grupper, hvor doxycyclin indlæst kollagen crosslinked stillads blev helbredt omkring 99%Det helbredte område blev isoleret og behandlet for histopatologiske undersøgelser ved hjælp af HMB farvning. Her kan vi tydeligt se den reepithelized epidermis, på dag 21, i doxycyclin indlæst kollagen chitosan stillads.Mens der i kontrol og crosslinked stillads, intet andet end placebo, stadig epidermis skulle dannes. Ligesom vores egen undersøgelse har de forberedte doxycyclin crosslinked stilladser udstillet mange ideelle egenskaber, såsom god mekanisk styrke, biokompatibilitet, vedvarende frigivelse af vandabsorption sammen med antibakterielle og antiinflammatoriske egenskaber. Disse stilladser kan være en ideel dosis form til behandling af diabetiske sår.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Constructing a Collagen Hydrogel for the Delivery of Stem Cell-loaded Chitosan Microspheres

Konstruktion af et Collagen hydrogel til levering af stamcelle-loaded chitosanmikrosfærer

Multipotent stem cells have been shown to be extremely useful in the field of regenerative medicine1-3. However, in order to use these cells effectively ...

Tissue Engineering: Construction of a Multicellular 3D Scaffold for the Delivery of Layered Cell Sheets

Tissue Engineering: Opførelse af en multicellulært 3D Stillads for levering af Layered celleark

Many tissues, such as the adult human hearts, are unable to adequately regenerate after damage.2,3 Strategies in tissue engineering propose innovations to ...

Manufacturing Of Robust Natural Fiber Preforms Utilizing Bacterial Cellulose as Binder

Produktion af robuste Natural fiberpreforms Bruger Bakteriel Cellulose som Binder

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose ...

An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart

En injicerbar and Drug-loaded Supramolekylær Hydrogel for Local kateter injektion i Pig Heart

Regeneration of lost myocardium is an important goal for future therapies because of the increasing occurrence of chronic ischemic heart failure and the ...

Composite Scaffolds of Interfacial Polyelectrolyte Fibers for Temporally Controlled Release of Biomolecules

Composite Stilladser af Interfacial Polyelectrolyte fibre til Tidsmæssigt kontrolleret frigivelse af Biomolekyler

Various scaffolds used in tissue engineering require a controlled biochemical environment to mimic the physiological cell niche. Interfacial ...

Fabrication of Inverted Colloidal Crystal Poly(ethylene glycol) Scaffold: A Three-dimensional Cell Culture Platform for Liver Tissue Engineering

Fabrication of Inverted Colloidal Crystal Polyethylene glycol Scaffold: A Three-dimensional Cell Culture Platform for Liver Tissue Engineering

Fabrikation af Inverted Kolloid Crystal Poly (ethylenglycol) Stillads: En Tre-dimensionel Cell Culture Platform for levervæv Engineering

The ability to maintain hepatocyte function in vitro, for the purpose of testing xenobiotics&#39; cytotoxicity, studying virus infection and developing ...

Scaffold-supported Transplantation of Islets in the Epididymal Fat Pad of Diabetic Mice

Stillads-understøttet transplantation af islænder i epididymisk fedtpude af diabetiske mus

Islet transplantation has been clinically proven to be effective at treating type 1 diabetes. However, the current intrahepatic transplantation strategy ...

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

En ultralyds værktøj til Nerve Varmeledning blokere i diabetisk rotte modeller

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

A Net Mold-based Method of Scaffold-free Three-Dimensional Cardiac Tissue Creation

En netto skimmel-baseret metode til stillads-gratis tre-dimensionelle hjerte væv skabelse

This protocol describes a novel and easy net mold-based method to create three-dimensional (3-D) cardiac tissues without additional scaffold material. ...

Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface (C-RPNI) in the Adult Rat

Fabrication of the Composite Regenerative Peripheral Nerve Interface C-RPNI in the Adult Rat

Fabrikation af den sammensatte regenerative perifere nervegrænseflade (C-RPNI) i voksenrotten

Recent advances in neuroprosthetics have enabled those living with extremity loss to reproduce many functions native to the absent extremity, and this is ...