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

De auteurs danken Dr. Ashish D Wadhwani. (Universitair docent en hoofd van de afdeling farmaceutische biotechnologie, JSS College of Pharmacy, Ooty, India) voor het assisteren bij in vitro cel levensvatbaarheidsstudies.
De auteurs willen het Department of Science and Technology - Fund for Improvement of Science and Technology Infrastructure in Universities and Higher Educational Institutions (DST-FIST), New Delhi, bedanken voor het ondersteunen van onze afdeling.
De auteurs willen ook Mr. Sanju bedanken. S en Mr Sriram. Narukulla M. Pharm studenten voor hun steun in de videoshoot.
Dit onderzoek werd ondersteund door de JSS Academy of Higher Education &Research (JSSAHER).

Alle uitgevoerde dierprocedures werden goedgekeurd door de institutionele ethische commissie voor dieren van het JSS College of Pharmacy, Ooty, India.
1. Bereiding van dox geladen poreuze steigers door vriesdroogmethode
<ol><li>Voeg 1,2 g COL toe aan 100 ml water (bijv. Millipore) en houd apart voor zwelling.</li>
	<li>Roer de gezwollen COL-dispersie 's nachts bij 2000 tpm om volledige oplossing van COL te garanderen.</li>
	<li>Bereid CS-oplossing door ongeveer 0,8 g CS op te lossen in 100 m...

<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>

Het belangrijkste doel van deze studie was om het effect van DOX geladen COL-CS steiger op DW genezing bij ratten te bepalen. CL en NCL werden voorbereid en geëvalueerd in termen van morfologie, zwellingsindex, kinetiek in vitro afgifte en biocompatibiliteit.
Karakterisering van de DOX geladen NCL en CL steiger De voorbereide steigers bleken poreus te zijn met onderling verbonden poriën. Deze onderling verbonden poriën verzekeren de poreuze, sponsachtige aard die helpt b...

Diabetes mellitus (DM) is een aandoening waarbij het falen van het lichaam om insuline af te leveren of te reageren op de resultaten ervan bij abnormale vertering van ongecompliceerde suikers een toename van de bloedglucose 1tot gevolg heeft . De meest opeenvolgende en verpletterende verstrengeling van DM is de diabetische wond (DW). Ongeveer 25% van de patiënten met DM heeft de mogelijkheid om een DW op te bouwen in hun leven 1. De gehinderde genezing van DW is geaccrediteerd voor een triopathie van DM: immunopathie, vasculopathie en neuropathie. Wanneer DW onbehandeld blijft, kan dit leiden tot de ontwikkeling van gangreen, waardoor het betrokken orgaan wordt verwijderd 2.
Tal van behandelingen, zoals het instrueren van de patiënten (de wond dagelijks inspecteren, de wond reinigen, activiteiten vermijden die druk op de wond creëren, periodieke glucosecontrole, enz.), het beheersen van hun bloedglucose, wonddebridement, drukaflossing, medische procedure, hyperbare zuurstoftherapie en geavanceerde therapieën zijn in de praktijk 3,4. De meeste van deze geneesmiddelen voldoen niet aan alle voorwaarden die van vitaal belang zijn voor DW-zorg in het licht van de multifactoriële pathofysiologische aandoeningen en onverwachte uitgaven in verband met deze geneesmiddelen 5. Hoewel de DW pathogenese multifactorieel is, wordt de aanhoudende ontsteking met ongepast weefselbeheer verklaard als de werkelijke reden voor vertraagde genezing in DWs 5,6.
Verhoogde niveaus van inflammatoire en pro-inflammatoire mediatoren in DW resulteren in verminderde groeifactoren die verantwoordelijk zijn voor vertraagde wondgenezing 2,6. Onjuiste vorming van extracellulaire matrix (ECM) in DWs is geaccrediteerd voor verhoogde niveaus van matrix metalloproteinases (MMP's) die verantwoordelijk zijn voor de snelle afbraak van gevormde ECM. In MMP's wordt MMP-9 gerapporteerd als een belangrijke intermediair die verantwoordelijk is voor langdurige ontsteking en snelle ECM-afbraak 7. Er wordt gesteld dat lokale behandeling met een ontstekingsremmend geneesmiddel dat de verhoogde niveaus van MMP-9 verlaagt, cutane homeostase, kaderregeling en een betere genezing van DWs 8,9opnieuw vaststelt .
Doxycycline (DOX), een MMP-9-remmer, werd gekozen om de verhoogde niveaus van MMP-9 te onderdrukken, een belangrijke ontstekingsbemiddelaar die verantwoordelijk is voor aanhoudende ontsteking in DWs 10,11,12. Bovendien bezit DOX antioxidant (produceren vrije hydroxy- en fenoxyradicalen die zich kunnen binden met reactieve zuurstofsoorten) 13 en anti-apoptotisch (remmen caspaseexpressie en mitochondriale stabilisatie) 14 activiteiten die essentieel zijn voor de behandeling van DW. Er is gekozen voor de opstelling van kaders die DOX, collageen (COL) en chitosan (CS) bevatten. De keuze van COL hangt af van de manier waarop het helpt bij het bieden van het noodzakelijke kader dat verantwoordelijk is voor mechanische sterkte en weefselregeneratie 15. Aan de andere kant is CS structureel homologe glycosaminoglycan, geassocieerd met verschillende wondgenezingsfasen. Er wordt ook gemeld dat CS een significante antibacteriële eigenschap heeft 15. Daarom is de COL/CS steiger van DOX geformuleerd om de langdurige ontsteking te onderdrukken, gevolgd door het ondersteunen van de matrixvorming voor succesvolle wondgenezing in DM-omstandigheden.

<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

Een belangrijke complicatie van diabetes mellitus zijn diabetische wonden (DW). De langdurige fase van ontsteking bij diabetes belemmert de verdere stadia van een verwonding die leidt tot vertraagde wondgenezing. We selecteerden doxycycline (DOX), als een potentieel medicijn naar keuze, vanwege de antibacteriële eigenschappen samen met de gerapporteerde ontstekingsremmende eigenschappen. De huidige studie is gericht op het formuleren van DOX geladen collageen-chitosan niet-gekruiste (NCL) & crosslinked (CL) steigers en evalueren van hun genezingsvermogen bij diabetische aandoeningen. Het karakteriseringsresultaat van steigers laat zien dat de DOX-CL steiger een ideale porositeit, een lage zwelling & afbraaksnelheid en een aanhoudende afgifte van DOX heeft in vergelijking met de DOX-NCL steiger. De in vitro studies tonen aan dat de DOX-CL steiger biocompatibel was en de celgroei verbeterde in vergelijking met cl steiger behandelde en controlegroepen. De antibacteriële studies hebben aangetoond dat de DOX-CL steiger effectiever was dan de CL steiger tegen de meest voorkomende bacteriën gevonden in DW. Met behulp van het streptozotocine en vetrijke dieet-geïnduceerde DW model, een significant (p≤0.05) snellere snelheid van wondcontractie in de DOX-CL steiger behandelde groep werd waargenomen in vergelijking met die in CL steiger behandelde en controlegroepen. Het gebruik van de DOX-CL steiger kan een veelbelovende aanpak blijken te zijn voor lokale behandeling voor DW's.

Karakterisering van de DOX geladen NCL en CL steiger Bij visueel onderzoek bleek de NCL- en CL-steiger crème van kleur te zijn. Bovendien lijken beide steigers op een spons, stijf en inelastisch wanneer ze fysiek worden onderzocht. Sem-afbeeldingen van de NCL- en CL-steigers zijn weergegeven in figuur 1. Uit de figuur bleek duidelijk dat er een afname was in poriegrootte na crosslinking door het vormen van intermoleculaire verbindingen. Ook bleken de porositeit van de NC...

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

De voorbereide DOX-CL steiger voldeed aan de vereisten van een ideaal DW-verband in mechanische sterkte, porositeit, waterabsorptie, afbraaksnelheid, aanhoudende afgifte, antibacteriële, biocompatibiliteit en ontstekingsremmende eigenschappen, die als essentieel worden beschouwd voor het herstel van beschadigd weefsel in DWs.

Doxycycline geladen collageen-Chitosan composiet steiger voor de versnelde genezing van diabetische wonden

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

Het huidige onderzoek is doxycycline geladen collageen-chitosan composiet steigers voor de versnelde genezing van diabetische wonden. Diabetes is een chronische stofwisselingsziekte die wordt gekenmerkt door verhoogde bloedglucosespiegels. Hoe langer het individu diabetes heeft, hoe groter het risico op complicaties, zoals hart- en vaatziekten, nefropathie, neuropathie, retinopathie en voetschade, enzovoort.Zenuwbeschadiging in de voeten en ook een slechte doorbloeding van de voeten verhogen het risico op verschillende voetcomplicaties. Als deze wonden onbehandeld blijven, kunnen ze uiteindelijk teen-, voet- of beenamputaties vereisen. Ongeveer 25% van de patiënten met diabetes mellitus heeft de mogelijkheid om een diabetische wond op te bouwen in hun leven.De therapeutische behandeling van diabetische wonden blijft tot op heden een hindernis die uiteindelijk moet worden overschreden. Hoewel de pathofysiologie van diabetische wond multifactorieel is, wordt aangenomen dat lokale behandeling met ontstekingsremmende geneesmiddelen de verhoogde niveaus van MMP-9 kan verlagen en de cutane homeostasekaderregeling herstelt en genezing bij diabetische wonden veroorzaakt. Doxycycline, de MMP-9-remmer, werd in deze studie gekozen om deze verhoogde niveaus van MMP-9 te onderdrukken, een belangrijk ontstekingsmolecuul dat verantwoordelijk is voor de voortdurende ontsteking van diabetische wonden.Aan de andere kant fascineren biomaterialen de mens al tientallen jaren en vormen ze de kern van vele baanbrekende medische doorbraken voor efficiënte medicijn- en macromoleculaire levering en ontwikkeling van op maat gemaakte biomedische apparaten. Daarom hebben we met deze korte introductie een doxycycline geladen collageen-chitosan steiger voorbereid om te verzachten, om de vertraagde genezing bij diabetische wonden te versnellen. Dit is Bharat Kumar Reddy, onderzoeker van het Department of Pharmaceutics, JSS College of Pharmacy, Ooty, India.Vandaag zijn we hier om te kijken naar de procedure, hoe doxycycline geladen collageen-chitosan steiger voor te bereiden op de versnelde genezing van diabetische wonden. Laten we een kijkje nemen in de procedure, hoe zich voor te bereiden. We gaan 1,2% collageenoplossing bereiden, waarvoor we 1,2 gram Type-I-collageen nemen, dat van oorsprong is van rattenstaart.Hieraan voegen we 100 ml Millipore-water toe en houden het een half uur aan de kant om het collageen in water te laten uitpuilen. In de volgende stap werd 0,8% chitosan-oplossing bereid, waarvoor we 0,8 gram chitosan met gemiddeld molecuulgewicht nemen, en dit werd gemengd met 100 ml 1% azijnzuur. Ook deze oplossing hebben we een half uur aan de kant gehouden.Na een half uur werden beide oplossingen 's nachts bij een toerental van 2000 onderworpen aan mechanisch roeren. Aan de 's nachts geroerde collageenoplossing voegen we langzaam een gram doxycycline toe. En de oplossing met dit collageen en doxycycline werd onderworpen voor een half uur roeren bij een toerental van 2000.Aan deze oplossing voegen we langzaam 's nachts geroerde chitosan-oplossing toe. En dit, zorg ervoor dat het wordt gelabeld als fysiek mengsel dat doxycycline, collageen, chitosan bevat. Dit fysische mengsel hebben we nog een half uur geroerd bij een toerental van 2000.Na een half uur werden deze fysieke mengsels overgebracht naar respectievelijke aluminium mallen, die een afmeting hebben van twee tot twee centimeter en een dikte van 0,5 centimeter. Later werden deze mallen overgebracht naar een metalen container. Deze metalen container bevatte de aluminium mallen, werd onderworpen aan diepvriezen.Na 24 uur kunnen we duidelijk het gestolde fysieke mengsel zien dat doxycycline, collageen en chitosan bevat. Dit gestolde fysische mengsel werd verder onderworpen voor lyofilise. De lyofilisatie werd uitgevoerd bij min 85 graden plus of min vier graden Celsius gedurende 72 uur.Na 72 uur werd het gevlyfiliseerde materiaal uit de lyofilist gehaald. En hier kunnen we duidelijk het volledig gedroogde fysieke mengsel zien, dat niets anders is dan bekend als doxycycline geladen collageen-chitosan steiger. Deze steigers werden onderworpen voor crosslinking Om crosslinking uit te voeren, werd in eerste instantie de MES-buffer voorbereid door 0,488 gram MES en 15 ml water te nemen, waaruit we 20 ml MES-buffer halen en afzonderlijk in uw bekerglas overbrengen.Aan deze 20 ml beker werd 50 mg doxycycline geladen collageen-chitosan toegevoegd. En het weken van deze steiger werd een half uur uitgevoerd. Na een half uur werd de doxycycline geladen collageen-chitosan steiger uit de 20 ml MES buffer gehaald.Verder werd het gedrenkt in een oplossing met 19,5 ml MES-buffer, 0,1264 gram EDC en 0,014 gram NHS. Het weken werd uitgevoerd gedurende vier uur tijdsinterval voor het voltooien van crosslinking. Na crosslinking werd de gekruiste doxycycline geladen collageen-chitosan steiger uit de oplossing gehaald en overgebracht in een container, die eerder in de procedure werd beschreven en afzonderlijk werd gedroogd.Hier zien we duidelijk de niet-gekruiste en gekruiste steiger, samen met dezelfde afbeeldingen. Uit de beelden is duidelijk te zien dat crosslinking van de steiger heeft geresulteerd in een verminderde poriegrootte door de vorming van sterke intramoleculaire bindingen. Mannelijke Wistar rat werd genomen en de twee in twee centimeter markering werd getekend op de dorsale thoracale regio.Excisiewond werd gemaakt rond het teken en wondtracering werd genomen op een OHP-blad. Het spoor van de wond werd gemeten met behulp van een grafische methode. De wond die op het dier werd gemaakt, was ongeveer 176 mm.Later werd de gecreëerde wond behandeld met gekruiste doxycycline geladen collageen-chitosan steiger met het primaire verband en gedurende 21 dagen gecontroleerd. Zodra het dier was hersteld van de anesthesie, werd elk dier individueel gekooid. En deze dieren werden gevoed met normale voeding en water.Alle dieren werden, na het maken van de wond, verdeeld in drie groepen waarin elke groep zes dieren bevatte. Hier kunnen we duidelijk het verschil zien tussen nul dag en zeven dagen waarin doxycycline geladen crosslinked steiger wondreductie ongeveer 48% was En in deze afbeelding kunnen we duidelijk het verschil zien tussen dag 14 en dag 21 van alle groepen waarin doxycycline geladen collageen crosslinked steiger werd genezen rond 99%Het genezen gebied werd geïsoleerd en verwerkt voor histopathologische studies met behulp van HMB-kleuring. Hier kunnen we duidelijk de reepithelized epidermis zien, op dag 21, in de doxycycline geladen collageen chitosan steiger.Terwijl in de controle en crosslinked steiger, niets dan placebo, nog steeds de epidermis moest worden gevormd. Net als onze eigen studie heeft de voorbereide doxycycline crosslinked steigers veel ideale eigenschappen vertoond, zoals goede mechanische sterkte, biocompatibiliteit, aanhoudende waterabsorptie, samen met antibacteriële en ontstekingsremmende eigenschappen. Deze steigers kunnen een ideale dosisvorm zijn voor de behandeling van diabetische wonden.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

De bouw van een Collageen Hydrogel voor de levering van Stem Cell-loaded Chitosan Microspheres

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: Bouw van een Meercellige 3D Steiger voor de levering van Layered Cell Sheets

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

Productie Van Robuuste Natural Fiber Preformen Gebruik makend Bacteriële Cellulose als 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

Een injecteerbare en-Drug geladen Supramoleculaire Hydrogel voor Local Catheter injectie in de 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

Composiet Steigers van Interfacial Polyelectrolyte vezels voor stoffelijk Controlled Release van biomoleculen

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

Fabricage van Inverted Colloïdaal Crystal Poly (ethyleen glycol) Steiger: Een drie-dimensionale Cultuur van de Cel Platform for Liver Tissue 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

Steiger-gesteunde transplantatie van eilanden in het epididymale vetpaneel van diabetische muizen

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

Een ultrasone instrument voor de geleiding van de zenuwen blokkeren in diabetische Rat modellen

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

Een netto schimmel gebaseerde methode van de steiger-free driedimensionale cardiale weefsel schepping

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

Fabricage van de Composite Regeneratieve Perifere Nerve Interface (C-RPNI) in de Adult Rat

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