Genezing is een complex proces bij huidaandoeningen bij volwassenen, waarbij collaboratieve biochemische processen nodig zijn voor reparatie ter plaatse. Diverse celtypes (macrofagen, leukocyten, mestcellen) bijdragen aan de bijbehorende fasen van proliferatie, migratie, matrixsynthese en contractie, gekoppeld aan groeifactoren en matrixsignalen op de plaats van de wond. Inzicht in signaalcontrole en cellulaire activiteit op de locatie zou kunnen helpen bij het verklaren van het proces van herstel van de volwassen huid, meer dan alleen oplappen en meer als regeneratie, biomechanica beoordelen en strategieën implementeren voor versnelde wondherstel in regeneratieve geneeskunde.

bio-ingenieurs, materiaalwetenschappers en levenswetenschappers die de kruising van materialen en medicijnen bestuderen, hebben autotransplantaten ontwikkeld, allografts en xenografts voor gedeeltelijke en volledige wondgenezing. Beperkingen van deze procedures kunnen de genezing van grote delen van huidafwijkingen vertragen en vormen een belangrijk klinisch probleem in de gezondheidszorg, vanwege het potentiële risico op antigeniteit en overdracht van ziekten. Tissue engineering-strategieën voor huidregeneratie is een praktische benadering waarbij bioactieve biomaterialen worden gebruikt voor geassisteerde angiogenese en snellere revascularisatie.
In een recente studie, Sorin Marza en medewerkers van de interdisciplinaire onderzoeksinstituten en faculteiten natuurkunde, bio-nano-wetenschappen, apotheek en geneeskunde, ontwikkelde bioactieve glas-goud nanodeeltjes (BG-AuNP's) om de groei van granulatieweefsel te bevorderen en wondgenezing te induceren. In de studie, de wetenschappers onderzochten de impact van BG-AuNP-composieten als een actuele zalf gedurende 14 dagen op de genezing van huidwonden met behulp van een experimenteel rattenmodel. Marza et al. ontwikkelde een sol-gel van BG's en BG-AuNP-composieten gemengd met vaseline in concentraties van 6, 12 en 18 gewichtsprocent (gew.%) om de herstelreactie van de huid te begrijpen. De wetenschappers observeerden granulomateuze reacties tijdens het genezingsproces in de wonden die werden behandeld met de BG-Vaseline-zalf. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Biomedische materialen , IOP publiceren.

angiogenese, of de vorming van nieuwe bloedvaten uit bestaande bloedvaten is een belangrijk proces tijdens huidregeneratie. Bioactief glas is verantwoordelijk voor lokale cellulaire reacties als gevolg van in vivo afbraak, het stimuleren van de afgifte van groeifactoren zoals VEGF (vasculaire endotheliale groeifactor) en bFGF (basische fibroblastgroeifactor) om een ​​angiogeen effect te veroorzaken. Verschillende onderzoeken naar weefselmanipulatie hebben de voordelen van bioactief glas bij wondgenezing aangetoond, gebaseerd op resultaten in diermodellen in vivo. In zijn werkingsprincipe wetenschappers hebben gemeld dat bioactief glas het proces stimuleerde door de ontstekingsreactie te beheersen om het paracriene effect tussen macrofagen en herstellende cellen te versterken.

Gouden nanodeeltjes (AuNP's) worden op dezelfde manier belangrijk in de geneeskunde vanwege hun chemische en fysische eigenschappen van biocompatibiliteit, oppervlakte modificatie, stabiliteit en optische eigenschappen. Ondanks hun uitdagende vroege vertaling in tissue engineering benaderingen, een lage concentratie AuNP's kan celproliferatie stimuleren tijdens wondherstel. Eerdere studies door hetzelfde onderzoeksteam toonden aan dat bioactief glas met AuNP's de proliferatie van menselijke keratinocytcellen (HaCaT) zou kunnen stimuleren, die 95 tot 97 procent van de opperhuid op het huidoppervlak uitmaken. In de huidige studie, Marza et al. onderzocht het potentieel van huidweefselregeneratie in vivo. Op dag 14, ze merkten op dat zowel BG- als BG-AuNP-Vaseline-zalven volledige huidregeneratie kunnen stimuleren in experimentele rattenmodellen, onderbouwd met histopathologische analyses van de gouden standaard.

Marza et al. vers bereide sferische AuNP's variërend van groottes van 15 nm tot 30 nm, bevestigd met behulp van transmissie-elektronenmicroscoop (TEM) microfoto's om in te bedden in de glasmatrix. Met behulp van röntgenpoederdiffractie (XRD) patronen van de glasmonsters, de wetenschappers onderzochten de amorfe structuren om de kristallisatiecentra en de gouden handtekening te identificeren. De karakteriseringsstudies voor de composietmonsters omvatten ook Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie (FTIR), die spectra opleverden die typisch zijn voor een silicaatnetwerk. Om de zalf van de glassamenstelling te ontwikkelen, de wetenschappers verspreidden de poedercomposietmaterialen in vaseline. Vervolgens gebruikten ze dynamische lichtverstrooiing (DLS) om de deeltjesgrootteverdeling te meten en het verschil in grootte tussen de BG-Vaseline- en BG-AuNP-Vaseline-monsterstructuren te bevestigen.

Na uitgebreide materiaalkarakterisering, de wetenschappers voerden in vitro biofunctionalisatie-onderzoeken uit met celculturen van keratinocyten om de biocompatibiliteit te verifiëren voordat chirurgische procedures werden uitgevoerd in een translationeel diermodel. Zoals eerder, Marza et al. onderzocht de proliferatie van HaCaT-cellen op BG-AuNP's en behaalde vergelijkbare resultaten van goede in vitro tolerantie tijdens proliferatie van keratinocyten op beide materialen (BG en BG-AuNP's). De uitkomsten onderbouwden de composieten voor gebruik als zalven voor in vivo onderzoek.

Om het genezingspotentieel van BG en BG-AuNP's in de vaselinezalven te beoordelen, Mayer et al. gevormde composieten van 6, 12 en 18 gewichtsprocent concentratie. Ter vergelijking, de wetenschappers gebruikten vaseline als een positieve controle. In de rattenmodellen de wetenschappers creëerden zorgvuldig vier huidexcisiewonden door met succes een eerder gepubliceerd protocol voor kleine dierenchirurgie te repliceren. Ze gebruikten bij elke rat een specifieke methode bij het aanbrengen van de zalf; (1) de excisie linksboven werd zonder zalf als controle gehouden, (2) op de linker onderste excisie, de wetenschappers brachten de BG-Vaseline zalf aan, (3) op de uitsnijding rechtsboven, ze pasten alleen vaseline toe en (4) op de excisie rechtsonder, ze brachten de zalf BG-AuNP-Vaseline aan.

De wetenschappers gebruikten 30 ratten in het onderzoek met 10 ratten toegewezen aan afzonderlijke groepen (6% BG-Vaseline en BG-AuNPs-Vaseline zalf; 12% BG/BG-AuNPs-Vaseline; 18% BG/BG-AuNPs-Vaseline). Het werkprotocol was voor elke groep hetzelfde. Na het aanbrengen van de zalf, de wetenschappers voegden steriel verband toe aan de wondplaatsen bij ratten om postoperatieve wondinfectie te voorkomen en dienden Tramadol subcutaan toe als pijnstiller. Op dag 13, de wonden waren bij alle dieren gesloten. Na 14 dagen, ze euthanaseerden de dieren op humane wijze en voerden histologische onderzoeken uit om milde ontstekingsreacties en wondgenezingsreacties in de respectieve diergroepen aan het licht te brengen. In alle groepen, vasculaire proliferatie was licht tot matig.

Mayer et al. specifiek waargenomen grotendeels volledige genezing met intacte epidermis, dermis en huidaanhangsels in de 18 procent BG-AuNPs-Vaseline-groep. Ze constateerden ook een gebrek aan vasculaire proliferatie voor deze groep, die zij toeschreven aan geavanceerde genezing en late vasculaire remodellering. Op deze manier, Mayer et al. uitgebreid gekarakteriseerd en gevestigde bioactieve op glas-goud nanodeeltjes gebaseerde vaseline-zalven als veelbelovende materialen voor wondgenezing. Het onderzoeksteam zal verdere studies uitvoeren om de wondgenezende zalf te optimaliseren voor onderzoek bij translatie van bank naar bed.

© 2019 Wetenschap X Netwerk