Membrane nanofibrose di policaprolattone elettrofilate caricate con baicalina per la medicazione antibatterica delle ferite

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 10900 (2022) Citare questo articolo

2229 accessi

5 citazioni

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

A causa dell’aumento della resistenza batterica, le estrazioni antibatteriche delle erbe cinesi sono state utilizzate più frequentemente per la cura delle ferite. In questo lavoro, la baicalina, un'estrazione dall'erba cinese Scutellaria baicalensis, è stata utilizzata come componente antibatterico nelle membrane nanofibrose ibride poli(ε-caprolattone)/MXene (PCL/Ti3C2TX) per la medicazione delle ferite. I risultati hanno rivelato che la presenza di Ti3C2TX ha contribuito alla riduzione del diametro delle nanofibre elettrofilate. La membrana ibrida PCL contenente il 3% in peso di nanofiocchi di Ti3C2TX e il 5% in peso di baicalina ha mostrato il diametro medio più piccolo di 210 nm. Nel frattempo, i test antibatterici hanno dimostrato che le nanofibre ibride ternarie PCL contenenti Ti3C2TX e baicalina hanno mostrato un'adeguata attività antibatterica contro il batterio Gram-positivo S. aureus grazie ai buoni effetti sinergici dei naoflakes di Ti3C2TX e della baicalina. L'aggiunta di nanofiocchi di Ti3C2TX e baicalina potrebbe migliorare significativamente l'idrofilicità delle membrane, con conseguente rilascio di baicalina dalle nanofibre. Inoltre, la citotossicità delle nanofibre sulle cellule L6 del mioblasto scheletrico di ratto ha confermato la loro buona compatibilità con queste membrane nanofibrose basate su PCL. Questo lavoro offre un modo fattibile per preparare membrane nanofibrose antibatteriche utilizzando l’estrazione di erbe cinesi per applicazioni di medicazione delle ferite.

La pelle è la prima barriera del corpo umano per proteggere gli organi interni dai microrganismi o da altri pericoli esterni1. Tuttavia, la pelle è altamente suscettibile ai danni dovuti a lesioni o malattie. Le ferite cutanee si infettano facilmente, con un conseguente onere enorme per il sistema sanitario2. I materiali tradizionali per la medicazione delle ferite, come cellulosa, seta, alginato, collagene e così via, non hanno la capacità di inibire la colonizzazione batterica o evitare la crescita di microrganismi3,4,5. Pertanto, vi è la necessità di medicazioni antibatteriche per prevenire la contaminazione cutanea della ferita. Recentemente, gli scaffold in nanofibra elettrofilata hanno attirato una notevole attenzione nel campo delle medicazioni per ferite grazie alle loro caratteristiche uniche, come l'elevata permettività dell'ossigeno, l'elevata resistenza alla trazione, diverse caratteristiche morfologiche, porosità regolabile e capacità su misura6. Ingredienti antibatterici come antibiotici, ossidi metallici e nanoparticelle di carbonio attivo vengono incorporati nella matrice fibrosa per favorire la guarigione delle ferite cutanee7,8.

Il poli (ε-caprolattone) (PCL) è un tipo di poliestere lineare alifatico biodegradabile e biocompatibile che può essere sintetizzato mediante polimerizzazione con apertura dell'anello dell'ε-caprolattone. Il PCL ha ricevuto notevole attenzione grazie alla sua elevata tenacità, biodegradabilità e biocompatibilità. È stato dimostrato che gli scaffold nanofibrosi PCL elettrofilati possono essere utilizzati per applicazioni di medicazione delle ferite9,10,11. Le caratteristiche della struttura porosa nativa degli scaffold PCL possono imitare le proprietà strutturali della matrice extracellulare (ECM) della pelle fornendo allo stesso tempo un'elevata permeabilità all'ossigeno. Per conferire capacità antibatteriche agli scaffold nanofibrosi del PCL, nelle matrici del PCL sono stati introdotti diversi tipi di ossidi metallici o metalli12. Zhu et al. hanno scoperto che l'inserimento di ioni argento (Ag) e magnesio (Mg) nella gelatina/policaprolattone (GT/PCL) potrebbe conferire alle nanofibre un'attività antibatterica e una funzione pro-angiogenesi, con benefici per la riparazione delle ferite della pelle13. Ghiyasi e i suoi colleghi hanno scoperto che gli scaffold ibridi costituiti da Urtica dioica, nanoparticelle di ZnO e PCL avevano una buona attività antibatterica contro E. coli e S. aureus14. Inoltre, la nanofibra dell'impalcatura ibrida ha mostrato una buona biocompatibilità e adesione cellulare alle cellule fibroblastiche L929 nei test in vivo. Ekram et al. hanno dimostrato che la presenza di cloruro di zinco (ZnCl2) riduce il diametro delle nanofibre PCL/ZnCl2 aumentando al contempo la velocità di degradazione e le proprietà meccaniche15. Inoltre, è stato scoperto che la nanofibra composita antibatterica aumenta notevolmente la proliferazione delle cellule staminali. Trcin et al. hanno scoperto che gli scaffold PCL contenenti nanoparticelle di TiO2 potrebbero fornire un’attività antimicrobica statisticamente significativa contro diversi tipi di batteri16. Inoltre, gli scaffold PCL/TiO2 con una porosità massima del 93%, invece, si sono rivelati in grado di supportare l'adesione e la proliferazione delle cellule staminali limbari.