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

Författarna tackar Dr. Ashish D Wadhwani. (Biträdande professor och chef för institutionen för farmaceutisk bioteknik, JSS College of Pharmacy, Ode, Indien) för att bistå i in vitro-cellernas livskraftsstudier.
Författarna vill tacka Institutionen för vetenskap och teknik - Fonden för förbättring av teknisk infrastruktur vid universitet och högskolor (DST-FIST), New Delhi, för att stödja vår institution.
Författarna vill också tacka Mr. Sanju. S och mr Sriram. Narukulla M. Pharm studenter för deras stöd i videoinspelningen.
Denna forskning stöddes av JSS Academy of Higher Education & Research (JSSAHER).

Alla djurförsök som utfördes godkändes av den institutionella djuretiska etiska kommittén vid JSS College of Pharmacy, Ooty, Indien.
1. Beredning av DOX-laddade porösa byggnadsställningar med frystorkningsmetod
<ol><li>Tillsätt 1,2 g KOL till 100 ml vatten (t.ex. Millipore) och håll åt sidan för svullnad.</li>
	<li>Rör om den svullna COL-dispersionen vid 2000 varv/min över natten för att säkerställa fullständig upplösning av COL.</li>
	<li>Förbered CS-lösningen genom att ...

<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>

Huvudsyftet med denna studie var att bestämma effekten av DOX-laddad COL-CS-byggnadsställning på DW-läkning hos råttor. CL och NCL utarbetades och utvärderades när det gäller morfologi, svullnad index, in vitro release kinetik och biokompatibilitet.
Karakterisering av DOX-laddade NCL- och CL-byggnadsställningar De beredda byggnadsställningarna visade sig vara porösa med sammankopplade porer. Dessa sammankopplade porer säkerställer den porösa, svampiga naturen ...

Diabetes mellitus (DM) är ett tillstånd där kroppens misslyckande att leverera insulin eller reagera på dess resultat vid onormal matsmältning av enkla sockerarter medför en ökning av blodsocker 1. Den mest på varandra följande och förkrossande sammanflätningen av DM är diabetikerskadan (DW). Ungefär 25% av patienterna med DM har möjlighet att bygga upp en DW under sin livstid 1. Den hindrade läkning av DW är ackrediterad till en triopathy av DM: immunopathy, vasculopathy och neurotoxiskt. När DW lämnas obehandlat kan det leda till kallbrandsutveckling, vilket leder till att det berörda organet avlägsnas 2.
Massor av behandlingar, såsom att instruera patienterna (inspektera sår dagligen, rengöra såret, undvika aktiviteter som skapar tryck på såret, periodisk glukosövervakning etc.), kontrollera deras blodsocker, sårdebridering, tryckavlastning, medicinsk procedur, hyperbarisk syrebehandling och avancerade terapier är i praktiken 3,4. Majoriteten av dessa läkemedel misslyckas med att ta itu med alla förutsättningar som är avgörande för DW vård mot bakgrund av de multifaktoriella patofysiologiska tillstånd och oväntade utgifter relaterade till dessa läkemedel 5. Även om DW patogenes är multifaktoriell, den ihållande inflammation med olämplig vävnad förvaltning anges vara den faktiska orsaken till fördröjd läkning i DWs 5,6.
Ökade nivåer av inflammatoriska och proinflammatoriska medlare i DW resulterar i minskade tillväxtfaktorer som är ansvariga för fördröjd sårläkning 2,6. Felaktig extracellulär matrisbildning (ECM) i DWs är ackrediterad till ökade nivåer av matrismetalloproteinaser (MMP) som är ansvariga för snabb nedbrytning av bildad ECM. I MMP rapporteras MMP-9 som en viktig mellanhand som ansvarar för långvarig inflammation och snabb ECM-nedbrytning 7. Det anges att lokal behandling med ett antiinflammatoriskt läkemedel som minskar de förhöjda nivåerna av MMP-9 återupprättar testning homeostas, ramavtal och uppmanar till bättre läkning av DWs 8,9.
Doxycyklin (DOX), en MMP-9-hämmare, valdes för att undertrycka de förhöjda nivåerna av MMP-9, en stor inflammatorisk medlare som ansvarar för ihållande inflammation i DWs 10,11,12. Dessutom har DOX antioxidant (producera fria hydroxy- och fenoxiradikaler som kan binda med reaktiva syrearter) 13 och antiapopulistiska (hämma caspase-uttryck och mitokondriell stabilisering) 14 aktiviteter som är väsentliga för behandling av DW. Arrangemanget av ramverk som innehåller DOX, kollagen (COL) och chitosan (CS) valdes. Valet av COL beror på hur det hjälper till att tillhandahålla den nödvändiga ramen som ansvarar för mekanisk styrka och vävnadsregenerering 15. Å andra sidan är CS strukturellt homolog till glykosaminoglykan, associerad med flera sårläkningsfaser. Det rapporteras också att CS har betydande antibakteriell egenskap 15. Därför är KOL/ CS-ställningen av DOX formulerad för att undertrycka den långvariga inflammationen, följt av att stödja matrisbildningen för framgångsrik sårläkning under DM-förhållanden.

<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 av diabetes mellitus är diabetiker sår (DW). Den långvariga fasen av inflammation i diabetes hindrar de ytterligare stadierna av en skada som leder till fördröjd sårläkning. Vi valde doxycyklin (DOX), som ett potentiellt läkemedel, på grund av dess antibakteriella egenskaper tillsammans med dess rapporterade antiinflammatoriska egenskaper. Den aktuella studien syftar till att formulera DOX-laddade kollagen-chitosan icke-korslänkade (NCL) & korslänkade (CL) byggnadsställningar och utvärdera deras helande förmåga vid diabetesförhållanden. Karakteriseringsresultatet av byggnadsställningar avslöjar att DOX-CL-ställningen har idealisk porositet, låg svullnad & nedbrytningshastighet och en ihållande frisättning av DOX jämfört med DOX-NCL-ställningen. In vitro-studierna visar att DOX-CL-ställningen var biokompatierbar och förbättrad celltillväxt jämfört med CL-byggnadsställningsbehandlade och kontrollgrupper. Antibakteriella studier har visat att DOX-CL-ställningen var effektivare än CL-ställningen mot de vanligaste bakterierna som finns i DW. Med hjälp av streptozotocin och fettrik kost-inducerad DW-modell observerades en signifikant (p≤0,05) snabbare sårkontraktion i dox-CL ställning behandlade gruppen jämfört med dem i CL ställning behandlade och kontrollgrupper. Användningen av DOX-CL-ställningen kan visa sig vara ett lovande tillvägagångssätt för lokal behandling av DWs.

Karakterisering av DOX-laddade NCL- och CL-byggnadsställningar Vid visuell undersökning konstaterades NCL och CL byggnadsställning vara grädde i färg. Dessutom verkar båda byggnadsställningarna vara som en svamp, styv och oelastisk när de undersöks fysiskt. SEM-bilder av NCL- och CL-byggnadsställningarna visas i figur 1. Av siffran framgå att porstorleken minskade efter korslänkning genom att bilda intermolecular kopplingar. NCL och CL byggnadsställningar por...

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

Den beredda DOX-CL-ställningen uppfyllde förutsättningarna för en idealisk DW-dressing i mekanisk styrka, porositet, vattenabsorption, nedbrytningshastighet, ihållande frisättning, antibakteriell, biokompatibilitet och antiinflammatoriska egenskaper, som anses vara väsentliga för återvinning av skadad vävnad i DWs.

Doxycyklin laddad kollagen-chitosan kompositställning för accelererad läkning av diabetiker 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 nuvarande forskningsarbetet är doxycyklinbelastade kollagen-chitosan kompositställningar för accelererad läkning av diabetiker sår. Diabetes är en kronisk metabolisk sjukdom som kännetecknas av förhöjda nivåer av blodglukos. Ju längre tid individen har diabetes, desto högre är risken för komplikationer, såsom hjärt-kärlsjukdom, nefropati, neuropati, retinopati och fotskador, etc.Nervskador i fötterna och även dåligt blodflöde till fötterna ökar risken för olika fotkomplikationer. Om de lämnas obehandlade kan dessa sår i slutändan kräva tå-, fot- eller benamputationer. Ungefär 25% patienter med diabetes mellitus har möjlighet att bygga upp ett diabetiker sår under sin livstid.Terapeutiska förvaltningen av diabetiker sår förblir ett hinder hittills som måste så småningom korsas. Även om patofysiologin av diabetiker sår är multifaktoriell, man tror att lokal behandling med antiinflammatoriska läkemedel kan minska de förhöjda nivåerna av MMP-9 och återupprätta testning homeostas ram arrangemang och uppmanar läkning i diabetiker sår. Doxycyklin, MMP-9-hämmaren, valdes i denna studie för att undertrycka dessa förhöjda nivåer av MMP-9, en stor inflammatorisk molekyl som ansvarar för fortsatt inflammation i diabetiker sår.Å andra sidan har biomaterial fascinerat människor i flera decennier och har varit kärnan i många banbrytande medicinska genombrott för effektiv läkemedels- och makromolekylär leverans och utveckling av skräddarsydda biomedicinska enheter. Därför, med denna korta introduktion, har vi förberett en doxycyklin laddad kollagen-chitosan byggnadsställning att dämpa, för att påskynda fördröjd läkning i diabetiker sår. Det här är Bharat Kumar Reddy, forskare från Institutionen för farmaceutik, JSS College of Pharmacy, Ooty, Indien.Idag är vi här för att undersöka proceduren, hur man förbereder doxycyklin laddad kollagen-chitosan ställning för accelererad läkning av diabetiker sår. Låt oss få en inblick i proceduren, hur man förbereder sig. Vi kommer att förbereda 1,2% kollagenlösning, för vilken vi tar 1,2 gram typ I-kollagen, som kommer från råttsvansurs.Till detta lägger vi till 100 ml Millipore-vatten och höll det åt sidan i en halvtimme för att låta kollagenet få utbuktning i vatten. I nästa steg utarbetades 0,8% av chitosanlösningen, för vilken vi tar 0,8 gram medelmolekylär vikt chitosan, och detta blandades med 100 ml 1%ättiksyra. Denna lösning har vi också hållit undan i en halvtimme.Efter en halvtimme utsattes båda lösningarna för mekanisk omrörning över natten vid en varvtalstemperatur år 2000. Till den över natten rörda kollagenlösningen lägger vi långsamt till ett gram doxycyklin. Och lösningen som innehåller detta kollagen och doxycyklin utsattes för en halvtimmes omrörning vid en RPM år 2000.Till denna lösning lägger vi långsamt till över natten rörd chitosanlösning. Och detta, se till att det är märkt som fysisk blandning som innehåller doxycyklin, kollagen, chitosan. Denna fysiska blandning har vi utsatt för i ytterligare en halvtimmes omrörning vid en varvtalsprocent år 2000.Efter en halvtimme överfördes denna fysiska blandning till respektive aluminiumformar, som har en dimension på två till två centimeter och en tjocklek av 0,5 centimeter. Senare överfördes dessa mögel till en metallbehållare. Dessa metallbehållare innehöll aluminiumformarna, utsattes för djup frysning.Efter 24 timmar kan vi tydligt se den stelnade fysiska blandningen som innehåller doxycyklin, kollagen och chitosan. Dessa stelnade fysiska blandning utsattes ytterligare för lyophilization. Lyophilization utfördes på minus 85 grader plus eller minus fyra grader Celsius i 72 timmar.Efter 72 timmar togs det lyofila materialet ut från lyofilisen. Och här kan vi tydligt se den helt torkade fysiska blandningen, som inte är något annat än känd som doxycyklinbelastad kollagen-chitosanställning. Dessa byggnadsställningar utsattes för korslänkning För att utföra korslänkning förbereddes ursprungligen MES-buffert genom att ta 0,488 gram MES och 15 ml vatten, från vilket vi tar ut 20 ml MES-buffert och överför separat till din bägare.Till dessa 20 ml bägare tillsattes 50 mg doxycyklin laddat kollagen-chitosan. Och blötläggningen av denna byggnadsställning utfördes i en halvtimme. Efter en halvtimme togs doxycyklin laddade kollagen-chitosan ställning ut från 20 ml MES buffert.Vidare blötlades den i en lösning som innehöll 19,5 ml MES-buffert, 0,1264 gram EDC och 0,014 gram NHS. Blötläggningen utfördes under fyra timmars tidsintervall för slutförandet av korslänkning. Efter korslänkning togs den korslänkade doxycyklinbelastade kollagen-chitosanställningen ut från lösningen och överfördes till en behållare, som var detaljerad i förfarandet tidigare, och den torkades separat.Här kan vi tydligt se den icke-korslänkade och korslänkade ställningen, tillsammans med samma bilder. Av bilderna framgår att korslänkning av ställningen resulterade i minskad porstorlek på grund av bildandet av starka intramolekylära bindningar. Hane Wistar råtta togs och de två i två centimeter märket drogs på dorsala bröst regionen.Excision sår skapades runt märket och sår spårning togs på en OHP ark. Spåret av såret mättes med hjälp av grafisk metod. Såret som skapades på djuret var cirka 176 mm.Senare behandlades det skapade såret med korslänkade doxycycline laddade kollagen-chitosan byggnadsställning med primära dressing och övervakas i 21 dagar. När djuret återfanns från anestesin, var varje djur burade individuellt. Och dessa djur matades med normal kost och vatten.Alla djur, efter att ha skapat såret, delades in i tre grupper där varje grupp innehöll sex djur. Här kan vi tydligt se skillnaden mellan noll dag och sju dagar där doxycyklin laddad korslänkad ställning sår minskning var cirka 48%Och i denna bild kan vi tydligt se skillnaden mellan dag 14 och dag 21 av alla grupper där doxycyklin laddade kollagen korslänkade byggnadsställning läktes runt 99%Det läkta området isolerades och bearbetades för histopatologi studier med hjälp av HMB färgning. Här kan vi tydligt se den reepithelized epidermis, på dag 21, i doxycycline laddade kollagen chitosan ställning.Medan i kontrollen och korslänkade byggnadsställning, inget annat än placebo, fortfarande epidermis måste bildas. Liksom vår egen studie har de beredda doxycyklinkorsade byggnadsställningarna uppvisat många idealiska egenskaper, såsom god mekanisk styrka, biokompatibilitet, ihållande utsläpp av vattenabsorption, tillsammans med antibakteriella och antiinflammatoriska egenskaper. Dessa byggnadsställningar kan vara en idealisk dosisform för behandling av diabetiker sår.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Konstruera en Kollagen Hydrogel för leverans av Stem Cell-laddad kitosanmikrosfärer

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: Konstruktion av en flercellig 3D Scaffold för Leverans av 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

Tillverkning av robusta naturliga fiberförformar Använda Bakteriell cellulosa som bindemedel

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 belastad Supra Hydrogel för lokal 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

Komposit Ställningar av Interfacial Polyelectrolyte Fibrer för Temporärt kontrollerad frisättning av 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

Tillverkning av Inverted kolloidalt Crystal Poly (etylenglykol) Scaffold: En tredimensionell cellkultur plattform för levervävnad 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

Byggnadsstödd transplantation av islen i epididymisk fettmatta av diabetiska möss

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

Ett ultraljud verktyg för nerv överledning blockera i diabetiker råtta 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 mögel-baserade metod byggnadsställning-fri tredimensionella hjärtvävnad skapelsens

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

Tillverkning av composite regenerativ perifert nervgränssnitt (C-RPNI) i vuxen rat

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