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

המחברים מודים לד"ר אשיש ד וודהואני. (עוזר פרופסור וראש המחלקה לביוטכנולוגיה פרמצבטית, המכללה לרוקחות JSS, אוטי, הודו) לסיוע במחקרי כדאיות תאי במבחנה.
המחברים רוצים להודות למחלקה למדע וטכנולוגיה - קרן לשיפור תשתיות המדע והטכנולוגיה באוניברסיטאות ובמוסדות להשכלה גבוהה (DST-FIST), ניו דלהי, על תמיכתם במחלקה שלנו.
המחברים גם אוהבים להודות למר סנג'ו. ס' ומר סרירם. תלמידי נרוקולה מ. פארם על תמיכתם בצילומי הווידאו.
מחקר זה נתמך על ידי האקדמיה להשכלה גבוהה JSS (JSSAHER).

כל ההליכים בבעלי חיים שבוצעו אושרו על ידי הוועדה האתית של בעלי החיים המוסדיים של מכללת JSS לרוקחות, אוטי, הודו.
1. הכנת פיגומים נקבוביים טעונים של DOX בשיטת ייבוש בהקפאה
<ol><li>מוסיפים 1.2 גרם COL ל-100 מ"ל מים (למשל, מלפיגור) ושומרים בצד לנפיחות.</li>
	<li>מערבבים את פיזור COL הנפוח ב 2000 סל"ד ל...

<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>

המטרה העיקרית של מחקר זה הייתה לקבוע את ההשפעה של פיגום COL-CS טעון DOX על ריפוי DW בחולדות. CL ו- NCL הוכנו והוערכה במונחים של מורפולוגיה, מדד נפיחות, קינטיקה שחרור במבחנה, תאימות ביולוגית.
אפיון פיגום NCL ו- CL טעון של DOX הפיגומים המוכנים נמצאו נקבוביים עם נקבוביות מחוברות. נ...

סוכרת (DM) היא מצב שבו הכישלון של הגוף לספק אינסולין או להגיב לתוצאותיו בעיכול חריג של סוכרים פשוטים מביא לעלייה של גלוקוז בדם 1. ההסתבכות הרצונית והמרסקת ביותר של DM היא הפצע הסוכרתי (DW). בערך 25% מהחולים עם DM יש את ההזדמנות לבנות DW בחיים שלהם 1. הריפוי המופרע של DW מוכר לשלישייה של DM: אימונופתיה, ואסקולופתיה ונוירופתיה. בכל פעם DW נשאר מטופל, זה עלול לגרום להתפתחות נמק, ולכן מבקש את הסרת האיבר המודאג 2.
טיפולים רבים, כגון הנחיית המטופלים (לבדוק את הפצע מדי יום, לנקות את הפצע, להימנע מפעילויות שיוצרות לחץ על הפצע, ניטור גלוקוז תקופתי וכו '), שליטה על רמת הגלוקוז בדם שלהם, פירוק פצעים, העברת לחץ, הליך רפואי, טיפול בחמצן היפרברי וטיפולים מתקדמים הם בפועל 3,4. רוב התרופות הללו אינן מתייחסות לכל התנאים הקדם החיוניים לטיפול DW לאור התנאים הפתופיזיולוגיים הרב-גורמיים והוצאות בלתי צפויות הקשורות לתרופות אלה 5. למרות פתוגנזה DW הוא רב-גורמי, דלקת מתמשכת עם ניהול רקמות בלתי הולם הוא הצהיר להיות הסיבה בפועל לריפוי מאוחר DWs 5,6.
רמות מוגברות של מתווכים דלקתיים ופרו דלקתיים ב- DW גורמות לגורמי גדילה מופחתים האחראים לריפוי פצעים מאוחר 2,6. היווצרות מטריצה חוץ-תאית לא נכונה (ECM) ב- DWs מוסמכת לרמות גבוהות יותר של מטריצה metalloproteinases (MMPs) אחראי על השפלה מהירה של ECM שנוצר. ב MMPs, MMP-9 מדווח כמתווך גדול אחראי על דלקת ממושכת השפלה ECM מהירה 7. הואציין כי טיפול מקומי עם תרופה אנטי דלקתית שמפחית את רמות גבוהות של MMP-9 מחדש מקים הומאוסטזיס עורי, סידור מסגרת ומבקש ריפוי טוב יותר של DWs 8,9.
Doxycycline (DOX), מעכב MMP-9, נבחר לדכא את הרמות הגבוהות של MMP-9, מתווך דלקתי גדול אחראי על דלקת מתמשכת ב- DWs 10,11,12. בנוסף, DOX מחזיק נוגד חמצון (לייצר הידרוקסי חינם פנוקסי רדיקלים מסוגל לקשור עם מינים חמצן תגובתי) 13 ואנטי אפופטוטי (לעכב ביטוי קפס וייצוב מיטוכונדריאלי) 14 פעילויות החיוניות לטיפול DW. נבחר הסדר המסגרות המכילות DOX, קולגן (COL) וצ'יטוסן (CS). הבחירה של COL תלויה באופן שבו הוא מסייע במתן המסגרת הדרושה האחראית על כוח מכני והתחדשות רקמות 15. מצד שני, CS הוא הומולוגי מבחינה מבנית כדי glycosaminoglycan, הקשורים עם מספר שלבים ריפוי פצע. כמו כן, הוא דיווח כי CS מחזיק נכס אנטי בקטריאל משמעותי 15. לפיכך, פיגום COL / CS של DOX מנוסח כדי לדכא את הדלקת הממושכת, ואחריו תמיכה היווצרות המטריצה לריפוי פצע מוצלח בתנאי DM.

<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

סיבוך מרכזי אחד של סוכרת הוא פצעים סוכרתיים (DW). השלב הממושך של דלקת בסוכרת חוסם את השלבים הנוספים של פציעה המובילה לריפוי פצעים מאוחר. בחרנו דוקסיציקלין (DOX), כסם פוטנציאלי של בחירה, בשל תכונות אנטי בקטריאלי שלה יחד עם תכונות אנטי דלקתיות דיווח שלה. המחקר הנוכחי נועד לנסח פיגומים שאינם מקושרים קולגן-צ'יטוסן (NCL) וקישורים מקושרים (CL) של DOX ולהעריך את יכולת הריפוי שלהם בתנאי סוכרת. תוצאת האפיון של פיגומים מגלה כי פיגום DOX-CL מחזיק נקבוביות אידיאלית, שיעור נפיחות נמוך השפלה, ושחרור מתמשך של DOX לעומת פיגום DOX-NCL. מחקרי ההפריה החוץ גופית מגלים כי פיגום DOX-CL היה תואם ביולוגית וצמיחת תאים משופרת בהשוואה לפיגומי CL שטופלו וקבוצות בקרה. המחקרים האנטי-בקטריאליים הראו כי פיגום DOX-CL היה יעיל יותר מפיגומי CL נגד החיידקים הנפוצים ביותר שנמצאו ב- DW. באמצעות מודל DW סטרפטוזוטוצין ושומן גבוה דיאטה המושרה, שיעור מהיר יותר באופן משמעותי (p≤0.05) של התכווצות הפצע בקבוצת פיגומים DOX-CL נצפתה בהשוואה לאלה בפיגומים CL שטופלו וקבוצות בקרה. השימוש בפיגומים DOX-CL יכול להתברר כגישה מבטיחה לטיפול מקומי עבור DWs.

אפיון פיגום NCL ו- CL טעון של DOX בבדיקה חזותית, פיגום NCL ו- CL נמצא קרם בצבע. חוץ מזה, שני הפיגומים נראים כמו ספוג, נוקשה ולא אלסטי כאשר נבדקים פיזית. תמונות SEM של פיגומי NCL ו- CL מוצגות באיור 1. מהאיור, היה ברור כי חלה ירידה בגודל הנקבבוביות לאחר הצלבה על ידי יצירת קשרים בין-?...

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

פיגום DOX-CL המוכן סיפק את התנאים הקדים של רוטב DW אידיאלי בחוזק מכני, נקבוביות, ספיגת מים, שיעור השפלה, שחרור מתמשך, אנטי בקטריאלי, תאימות ביולוגית, תכונות אנטי דלקתיות, אשר נחשבים חיוניים להתאוששות של רקמה פגומה ב- DWs.

פיגום מרוכבים קולגן-צ'יטוסן טעון דוקסיציקלין לריפוי מואץ של פצעים סוכרתיים

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

עבודת המחקר הנוכחית היא פיגומים מרוכבים קולגן-chitosan טעון דוקסיציקלין לריפוי מואץ של פצעים סוכרתיים. סוכרת היא מחלה מטבולית כרונית המאופיינת ברמות גבוהות של גלוקוז בדם. ככל שלאדם יש סוכרת זמן רב יותר, כך גדל הסיכון לסיבוכים, כגון מחלות לב וכלי דם, נפרופתיה, נוירופתיה, רטינופתיה ונזק ברגל, וכולי.נזק עצבי בכפות הרגליים וגם זרימת דם לקויה לרגליים מגבירים את הסיכון לסיבוכים שונים ברגל. אם לא מטופלים פצעים אלה עשויים בסופו של דבר לדרוש קטיעות בוהן, רגל או רגל. בערך, 25% חולים עם סוכרת יש את ההזדמנות לבנות פצע סוכרתי במהלך חייהם.הניהול הטיפולי של פצעי סוכרת נותר משוכה עד כה אשר צריך בסופו של דבר לחצות. למרות הפתופיזיולוגיה של פצע סוכרתי הוא רב-גורמי, הוא האמין כי טיפול מקומי עם תרופות אנטי דלקתיות יכול להפחית את רמות גבוהות של MMP-9 וחדש את הסדר מסגרת הומאוסטזיס עורי ומבקש ריפוי בפצעים סוכרתיים. Doxycycline, מעכב MMP-9, נבחר במחקר זה כדי לדכא רמות גבוהות אלה של MMP-9, מולקולה דלקתית גדולה האחראית על המשך דלקת של פצעים סוכרתיים.מצד שני, ביו-חומרים ריתקו בני אדם במשך כמה עשורים והם היו בליבה של פריצות דרך רפואיות רבות משנות משחק עבור ייצור יעיל של תרופות ומקרומולקולריות ופיתוח של מכשירים ביו-רפואיים מותאמים אישית. לפיכך, עם הקדמה קצרה זו, הכנו פיגום קולגן-chitosan טעון דוקסיציקלין כדי להחלשות, כדי להאיץ את הריפוי המתעכב בפצעים סוכרתיים. זהו בהראט קומאר רדי, חוקר מהמחלקה לפרמקוצ'ים, מכללת JSS לרוקחות, אוטי, הודו.היום אנחנו כאן כדי לבדוק את ההליך, איך להכין פיגום קולגן טעון דוקסיציקלין עבור ריפוי מואץ של פצעים סוכרתיים. בואו לקבל הצצה לתוך ההליך, איך להתכונן. אנחנו הולכים להכין 1.2% של פתרון קולגן, שעבורו אנחנו לוקחים 1.2 גרם של קולגן Type-I, שהוא ממקור זנב חולדה.לזה, אנו מוסיפים 100 מ"ל של מי מרבה ורים אותו בצד במשך חצי שעה על מנת לאפשר לקולגן לקבל בליטה במים. בשלב הבא, 0.8% של פתרון chitosan הוכן, אשר אנו לוקחים 0.8 גרם של chitosan משקל מולקולרי בינוני, וזה היה מעורבב עם 100 מ"ל של 1% חומצה אצטית. פתרון זה גם, שמרנו בצד במשך חצי שעה.לאחר חצי שעה, שני הפתרונות היו נתונים לבחוש מכני בן לילה בסל"ד של 2000. לתמיסת הקולגן המעורבת הלילית אנו מוסיפים לאט גרם אחד של דוקסיציקלין. והתמיסה המכילה קולגן ותוקסציקלין זה הייתה נתונה במשך חצי שעה של ערבוב בסל"ד של 2000.לפתרון זה אנו מוסיפים לאט לאט פתרון chitosan מעורבב לילה. וזה, לוודא שזה מתויג כתערובת פיזית המכילה דוקסיציקלין, קולגן, צ'יטוסן. תערובת פיזית זו אנו כפופים עוד חצי שעה של ערבוב בסל"ד של 2000.לאחר חצי שעה תערובת פיזית אלה הועברו לתבניות אלומיניום בהתאמה, אשר יש מידות של שניים לתוך שני ס"מ ועובי של 0.5 ס"מ. מאוחר יותר, תבניות אלה הועברו לתוך מיכל מתכת. מיכל מתכת זה היה המכיל את תבניות האלומיניום, היה נתון להקפאה עמוקה.לאחר 24 שעות, אנו יכולים לראות בבירור את התערובת הפיזית המוצקה המכילה דוקסיציקלין, קולגן, צ'יטוסן. תערובת פיזית מוצקה זו הייתה נתונה עוד יותר ליופיליזציה. lyophilization בוצע במינוס 85 מעלות פלוס או מינוס ארבע מעלות צלזיוס במשך 72 שעות.לאחר 72 שעות, החומר lyophilized נלקח מן lyophilizer. וכאן אנו יכולים לראות בבירור את התערובת הפיזית המיובשת לחלוטין, אשר אינה ידועה אלא ידועה בשם פיגום קולגן-צ'יטוסן טעון דוקסיציקלין. פיגומים אלה היו נתונים crosslinking על מנת לבצע crosslinking, בתחילה, מאגר MES הוכן על ידי לקיחת 0.488 גרם של MES ו 15 מל של מים, שממנו אנו מוציאים 20 מל של מאגר MES ועוברים בנפרד לתוך שלך.אלה 20 מל של, 50 מג של דוקסיציקלין טעון קולגן-chitosan נוספה. וההשריה של הפיגומים האלה בוצעה במשך חצי שעה. לאחר חצי שעה, פיגום הקולגן-צ'יטוסן הטעון של דוקסיציקלין הוצא ממאגר MES של 20 מ"ל.כמו כן, הוא היה ספוג בתמיסה המכילה 19.5 מ"ל של חוצץ MES, 0.1264 גרם של EDC, ו 0.014 גרם של NHS. השרייה בוצעה במשך מרווח זמן של ארבע שעות להשלמת הקישור הצולב. לאחר הצלבה, פיגום הקולגן-צ'יטוסן הטעון של דוקסיציקלין הוצא מהתמיסה והעביר אותו למיכל, שפורט בהליך הקודם, והוא התייבש בנפרד.כאן אנו יכולים לראות בבירור את הפיגומים שאינם מקושרים ומצליבים, יחד עם אותן תמונות. מהתמונות ברור כי הצלבה של הפיגומים הביאה לירידה בגודל הנקבבוביות עקב היווצרות קשרים תוך-עיניים חזקים. עכברוש ויסטאר זכר נלקח והשניים לסימן שני סנטימטרים צוירו באזור בית החזה גב.פצע כריתה נוצר סביב הסימן ומעקב אחר פצעים נלקח על גיליון OHP. עקבות הפצע נמדדו בעזרת שיטה גרפית. הפצע שנוצר על החיה היה סביב 176 מ"מ.מאוחר יותר, הפצע שנוצר טופל עם פיגום קולגן טעון דוקסיציקלין טעון קולגן-chitosan עם ההלבשה העיקרית ומנוטר במשך 21 ימים. ברגע שהחיה התאוששה מההרדמה, כל חיה נכלאה בנפרד. ובעלי החיים האלה קיבלו תזונה ומים רגילים.כל בעלי החיים, לאחר יצירת הפצע, חולקו לשלוש קבוצות שבהן כל קבוצה הכילה שש חיות. כאן אנו יכולים לראות בבירור את ההבדל בין יום אפס לשבעה ימים שבהם דוקסיציקלין טעון טעון פיגומים crosslinked הפחתת פצע פיגומים היה סביב 48%ובתמונה זו אנו יכולים לראות בבירור את ההבדל בין היום 14 ליום 21 של כל הקבוצות שבהן דוקסיציקלין טעון קולגן טעון פיגומים crosslinked נרפא סביב 99%האזור נרפא היה מבודד ומעובד למחקרים היסטופתולוגיים בעזרת מכתים HMB. כאן אנו יכולים לראות בבירור את האפידרמיס המחודש, ביום ה -21, בפיגומי הקולגן הטעונים של דוקסיציקלין.בעוד שבפיגומים שליטה והצלבה, שום דבר מלבד פלצבו, עדיין היה צריך ליצור את האפידרמיס. כמו המחקר שלנו, הפיגומים המוכנים דוקסיציקלין מוצלבים הציגו תכונות אידיאליות רבות, כגון חוזק מכני טוב, תאימות ביולוגית, ספיגת מים שחרור מתמשכת, יחד עם תכונות אנטיבקטריאליות ואנטי דלקתיות. פיגומים אלה יכולים להיות צורת דוזה אידיאלית לטיפול בפצעים סוכרתיים.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

בניית Hydrogel קולגן עבור משלוח של התא טעון גזע 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

הנדסת רקמות: בנייה תאית 3D פיגום למשלוח גיליונות סלולריים שכבות

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

ייצור של תבניות ייצרו מראש חזקות סיבים טבעיים ניצול קטריאלי תאית כמו בינדר

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

מולקולריים Hydrogel זריקות וטעוני תרופות להזרקה מקומית צנתר לתוך לב החזיר

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

פיגומים מורכבים של סיבי Interfacial polyelectrolyte לשחרור מבוקר באופן זמני של מולקולות ביולוגיות

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

המצאה של הפוך קולואיד קריסטל פולי (אתילן גליקול) פיגום: פלטפורמת תרבית תאים תלת ממדי עבור הנדסת רקמות כבדה

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

פיגום נתמך השתלת איים בשומן השומן האפידידימלי של עכברים סוכרתית

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

כלי אולטראסוניות גיאן לחסום במודלים עכברים סוכרתיים

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

שיטה המבוססת על עובש נטו הבריאה ברקמת הלב לגרדום ללא תלת מימדי

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

ייצור של ממשק היקפי מורכב משובי היקפית (C-RPNI) בעכברוש למבוגרים

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