Doxycycline carregado de colágeno-chitosan andaime composto para a cura acelerada de feridas diabéticas
Summary
O andaime DOX-CL preparado satisfazia os pré-requisitos de um curativo DW ideal em resistência mecânica, porosidade, absorção de água, taxa de degradação, liberação sustentada, antibacteriano, biocompatibilidade e propriedades anti-inflamatórias, que são consideradas essenciais para a recuperação de tecido danificado em DWs.
Abstract
Uma complicação maior do diabetes mellitus são as feridas diabéticas (DW). A fase prolongada de inflamação no diabetes obstrui os estágios adicionais de uma lesão que leva à cicatrização tardia da ferida. Selecionamos a doxiciclina (DOX), como uma droga potencial de escolha, devido às suas propriedades antibacterianas, juntamente com suas propriedades anti-inflamatórias relatadas. O presente estudo visa formular andaimes de colágeno-chitosan carregados do DOX (NCL) e crosslinked (CL) e avaliar sua capacidade de cura em condições diabéticas. O resultado da caracterização dos andaimes revela que o andaime DOX-CL possui porosidade ideal, baixa taxa de inchaço & degradação e uma liberação sustentada de DOX em comparação com o andaime DOX-NCL. Os estudos in vitro revelam que o andaime DOX-CL era biocompatível e melhorou o crescimento celular em comparação com os grupos de controle e tratamento do andaime CL. Os estudos antibacterianos mostraram que o andaime DOX-CL foi mais eficaz do que o andaime CL contra as bactérias mais comuns encontradas na DW. Utilizando a estreptozotocina e o modelo DW induzido pela dieta de alto teor de gordura, observou-se uma taxa significativamente (p≤0,05) mais rápida de contração de feridas no grupo tratado do andaime DOX-CL em comparação com aqueles em grupos de tratamento e controle de andaimes CL. O uso do andaime DOX-CL pode ser uma abordagem promissora para o tratamento local para DWs.
Introduction
Diabetes mellitus (DM) é uma condição em que a falha do corpo em fornecer insulina ou reagir aos seus resultados na digestão anormal de açúcares simples provoca um aumento da glicemia 1. O emaranhado mais consecutivo e esmagador do DM é a ferida diabética (DW). Cerca de 25% dos pacientes com DM têm a oportunidade de construir um DW em sua vida 1. A cura dificultada da DW é credenciada a uma triopatia de DM: imunopatia, vasculopatia e neuropatia. Sempre que a DW não for tratada, pode resultar em desenvolvimento de gangrena, levando, portanto, à remoção do órgão em causa 2.
Muitos tratamentos, como instruir os pacientes (inspecionar a ferida diariamente, limpar a ferida, evitar atividades que criam pressão sobre a ferida, monitoramento periódico de glicose, etc.), controlar sua glicemia, desbridamento de feridas, descarga de pressão, procedimento médico, oxigenoterapia hiperbárica e terapias avançadas são na prática 3,4. A maioria desses medicamentos não consegue atender a todos os pré-requisitos vitais para o cuidado da DW à luz das condições fiofofosiológicas multifatoriais e despesas inesperadas relacionadas a esses medicamentos 5. Embora a patogênese dw seja multifatorial, a inflamação persistente com o manejo inadequado do tecido é declarada como a verdadeira razão para a cicatrização retardada em DWs 5,6.
Níveis aumentados de mediadores inflamatórios e pró-inflamatórios na DW resultam em fatores de crescimento diminuídos responsáveis pela cicatrização tardia da ferida 2,6. A formação inadequada de matriz extracelular (ECM) em DWs é credenciada ao aumento dos níveis de metaloproteinases matricial (MMPs) responsáveis pela rápida degradação do ECM formado. Nos MMPs, o MMP-9 é relatado como um dos principais intermediários responsáveis pela inflamação prolongada e degradação rápida do ECM 7. Afirma-se que o tratamento local com um medicamento anti-inflamatório que diminui os níveis elevados de MMP-9 restabelece homeostase cutânea, arranjo de estrutura e solicita melhor cicatrização de DWs 8,9.
A doxiciclina (DOX), inibidora de MMP-9, foi escolhida para suprimir os níveis elevados de MMP-9, um dos principais mediadores inflamatórios responsáveis pela inflamação persistente em DWs 10,11,12. Além disso, o DOX possui antioxidantes (produzem radicais hidroxi e fenoxidos livres capazes de se ligar com espécies reativas de oxigênio) 13 e anti-apoptótico (inibir a expressão caspase e estabilização mitocondrial) 14 atividades essenciais para o tratamento da DW. Foi escolhido o arranjo de quadros contendo DOX, colágeno (COL) e chitosan (CS). A escolha do COL depende da forma como ajuda a fornecer a estrutura necessária responsável pela resistência mecânica e regeneração tecidual 15. Por outro lado, a CS é estruturalmente homóloga ao glicosaminoglicano, associada a várias fases de cicatrização de feridas. Também é relatado que a CS possui uma propriedade antibacteriana significativa 15. Assim, o andaime COL/CS do DOX é formulado para suprimir a inflamação prolongada, seguido por apoiar a formação matricial para cicatrização bem sucedida da ferida em condições de DM.
Protocol
Representative Results
Discussion
O principal objetivo deste estudo foi determinar o efeito do andaime COL-CS carregado de DOX na cicatrização de DW em ratos. CL e NCL foram preparados e avaliados em termos de morfologia, índice de inchaço, cinética de liberação in vitro e biocompatibilidade.
Caracterização do DOX carregado NCL e andaime CL
Os andaimes preparados foram encontrados porosos com poros interligados. Esses poros interconectados asseguram a natureza porosa e esponjosa que ajuda na difus?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores agradecem ao Dr. Ashish D Wadhwani. (Professor Assistente e Chefe do Departamento de Biotecnologia Farmacêutica, JSS College of Pharmacy, Ooty, Índia) por auxiliar em estudos de viabilidade celular in vitro.
Os autores gostariam de agradecer ao Departamento de Ciência e Tecnologia – Fundo de Melhoria da Infraestrutura de Ciência e Tecnologia em Universidades e Instituições de Ensino Superior (DST-FIST), Nova Deli, por apoiar nosso departamento.
Os autores também gostam de agradecer ao Sr. Sanju. S e Sr. Sriram. Narukulla M. Pharm estudantes por seu apoio na filmagem.
Esta pesquisa foi apoiada pela JSS Academy of Higher Education & Research (JSSAHER).
Materials
| 1-ethyl-(3-3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) | Merck Millipore, Mumbai, India | E7750 | |
| 2-(N-morpholino) ethane sulfonic acid (MES) | Merck Millipore, Mumbai, India | 137074 | |
| 3-(4, 5 dimethyl thiazole-2 yl) -2, 5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) | Thermo Fisher, Mumbai, India | M6494 | |
| Deep freezer verticle | Labline Instruments, Kochi, India | ||
| Dialysis sack | Merck Millipore, Mumbai, India | D6191-Avg. flat width 25 mm (1.0 in.), MWCO 12,000 Da | |
| Doxycycline | Sigma chemicals Co. Ltd, Mumbai, India | D9891 | |
| Elisa kit | R&D Systems | RMP900 | |
| Escherichia coli (E. coli) | National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India | NCIM 2567 | |
| Ethanol | Merck Millipore, Mumbai, India | 100983 | |
| Lyophilizer-SZ042 | Sub-Zero lab instruments, Chennai, India | ||
| Mechanical Stirrer-RQ-122/D | Remi laboratory instruments, Mumbai, India | ||
| Medium molecular weight Chitosan | Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd., Mumbai, India | 18824 | |
| Microtome-RM2135 | Leica, U.K | ||
| Mouse embryonic fibroblast cells (3T3-L1) | National Centre for Cell Sciences, Pune, India | ||
| Multiple plate reader -Inifinte M200 Pro | Tecan Instruments, Switzerland | ||
| N-hydroxy succinimide (NHS) | Sigma chemicals Co. Ltd, Mumbai, India | 130672 | |
| Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) | National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India | NCIM 2036 | |
| Scanning Electron Microscopy (SEM)-S-4800 | Hitachi, India | ||
| Sodium hydroxide (NaOH) pellets | Qualigen fine chemicals, Mumbai, India | Q27815 | |
| Staphylococcus aureus (S. aureus) | National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India | NCIM 5022 | |
| Staphylococcus epidermis (S. epidermis) | National Collection of Industrial Microorganisms, Pune, India | NCIM 5270 | |
| Streptozotocin (STZ) | Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd., Mumbai, India | 14653 | |
| Type-1 rat Collagen | Sigma chemicals Co. Ltd, Mumbai, India | C7661 | |
| Ultraviolet–visible spectroscopy-1700 | Shimadzu |
Riferimenti
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