Междисциплинарная группа исследователей из Корнелла нашла инновационный способ использования антиоксидантных и антибактериальных свойств растительного соединения лоусон (lawsone) для изготовления хлопковых бинтов с нановолокном, которые борются с инфекцией и помогают ранам заживать быстрее.
Их результаты, опубликованные в International Journal of Pharmaceutics, особенно важны, учитывая растущую распространенность бактерий с множественной лекарственной устойчивостью.
Хлопчатобумажная марля — одна из наиболее распространенных повязок на раны; это недорого, легкодоступно, удобно и биосовместимо. Однако она не способствует заживлению и не борется с инфекцией.
«Сам по себе хлопок не может решить эти проблемы – его необходимо биофункционализировать», – говорит ведущий автор Мохсен Алишахи из лаборатории нановолокон и нанотекстилей (NanoFibTex) на кафедре человеческого здоровья Колледжа экологии человека (HCD).
Директор лаборатории Тамер Уяр сказал, что одним из ее основных исследовательских интересов является разработка функциональных волокон из экологически чистых материалов и изучение их потенциального применения в медицинском текстиле и системах доставки лекарств.
Для этой работы Алишахи и Уяр, а также Махмуд Абельхейр использовали лоусон, красно-оранжевое соединение, содержащееся в листьях хны и обладающее антиоксидантными, противовоспалительными и противомикробными свойствами, для повышения эффективности хлопка.
Было доказано, что это соединение помогает ранам заживать быстрее, но оно трудно растворяется в растворе и плохо усваивается организмом. Чтобы преодолеть эти ограничения, команда использовала циклодекстрины, семейство природных олигосахаридов, полученных из крахмала, для создания соединения включения, связывающего молекулы лоусона внутри циклодекстрина.
Затем они использовали оборудование для электропрядения для получения однородного нановолоконного покрытия из раствора лавосона-циклодекстрина, захватив его на нетканый ватный диск. Они обнаружили, что экспериментальная повязка обладала значительно более высокой антиоксидантной активностью, что обещало более быстрое заживление ран, по сравнению с чистым лоусоном благодаря повышенной растворимости лавсона за счет включения циклодекстрина и высокому соотношению поверхности к объему нановолокнистой системы.
Затем ученые проверили биологические свойства повязки. Экспериментальная повязка показала превосходные антибактериальные свойства против грамотрицательных и грамположительных бактерий и эффективно уничтожала кишечную палочку и стафилококк.
«Длительное чрезмерное использование синтетических антибиотиков в высоких концентрациях способствовало возникновению смертельной эпидемии микробов с множественной лекарственной устойчивостью», — сказал Уяр. «Таким образом, использование натуральных и мощных антибактериальных средств, таких как лоусон, может служить альтернативой синтетическим антибактериальным средствам».
«Повязки на раны должны обеспечивать подходящую среду для облегчения заживления и предотвращения инфекции», — сказал Алишахи. «Используя полностью натуральные материалы, такие как хлопок, циклодекстрин и лавсон, эта повязка может облегчить оба процесса, поскольку она обладает комплексной антиоксидантной и антибактериальной активностью».
Алишахи сказал, что повязка будет особенно полезна при хронических ранах, которые очень восприимчивы к инфекциям, таких как диабетические язвы и ожоги. Антиоксидантные и противовоспалительные свойства также принесут пользу при обычных ранах, уменьшая образование шрамов.
«Я знаком с осложнениями, с которыми сталкиваются пациенты из-за отсутствия подходящих повязок», — сказал Алишахи. «Моя конечная цель — разработать повязку, которая сможет преодолеть эти трудности. Эта работа открывает двери для создания медицинского текстиля, который полезен для окружающей среды и полезен для лечения».
