《Biochemical and Biophysical Research Communications》:Next-Generation Multifunctional Scaffolds for Diabetic Foot Ulcers: Harnessing Moringa Bioactives and Nanotechnology
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Raghul Rajah Santha Moorthi Rajah|Arun Karthick Selvam|Devi Baskar印度泰米尔纳德邦金奈600119,萨蒂亚巴马科学技术学院生物技术系摘要糖尿病足溃疡是一种严重的全球性健康问题,其主要原因是持续的细菌生物膜形成以及耐
Raghul Rajah Santha Moorthi Rajah|Arun Karthick Selvam|Devi Baskar
印度泰米尔纳德邦金奈600119,萨蒂亚巴马科学技术学院生物技术系
摘要
糖尿病足溃疡是一种严重的全球性健康问题,其主要原因是持续的细菌生物膜形成以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染的增加。现有的治疗策略效果不佳,无法解决多重耐药性和组织再生缺陷等核心问题。因此,有必要开发多功能治疗系统。本综述探讨了一种双效平台——基于辣木的智能支架。这类支架旨在为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染的糖尿病足溃疡提供针对性解决方案。其治疗潜力源于辣木丰富的植物化学成分,这些成分具有强大的抗菌、抗氧化和促进愈合的作用。该方法解决了传统植物化学制剂存在的不稳定性和生物利用度低等问题。本综述还强调了将这些生物活性物质战略性地整合到聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒中的重要性。这些纳米颗粒被嵌入到电纺纳米纤维支架中,不仅能提供类似细胞外基质的结构以支持细胞黏附和血管生成,还能实现辣木有效成分的可控、持续且响应刺激的释放。这类系统经过设计,能够适应慢性伤口中酸性且富含活性氧的微环境。将植物化学物质与基于纳米颗粒的支架相结合,可有效控制感染并促进慢性糖尿病足溃疡的愈合。
引言
由于全球慢性难愈性伤口数量不断增加,先进的伤口护理和再生医学仍面临诸多挑战。其中,糖尿病足溃疡因其复杂的病理生理机制、持续的细菌感染以及生物膜形成,尤其令人担忧。传统疗法往往难以有效应对这些并发症,这就凸显出需要开发具有双重功能的治疗平台。本综述探讨了将植物源疗法,尤其是辣木,与先进的生物材料工程相结合,从而开发出能够同时解决微生物耐药性和组织再生问题的智能支架。
内容片段
文献检索策略与综述方法
本研究采用结构化叙述式综述方法,对有关糖尿病足溃疡、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、辣木植物化学成分、基于纳米颗粒的递送系统以及电纺伤口支架的已发表文献进行了分析。文献检索通过PubMed/NLM、Scopus、Web of Science、Google Scholar和ScienceDirect等数据库完成。检索关键词包括“糖尿病足溃疡”“耐甲氧西林金黄色葡萄球菌”“辣木”“聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒”“电纺支架”等。
辣木在伤口愈合中的应用
辣木被誉为“奇迹之树”,具有多种与伤口修复相关的药理作用。通过气相色谱-质谱法对辣木叶的水提物和甲醇提物进行植物化学分析,发现了多种生物活性成分,包括槲皮素和山柰酚等黄酮类化合物、酚酸、类胡萝卜素、生物碱、甾醇,以及抗坏血酸和α-生育酚等抗氧化维生素[20]。甲醇提物的IC50值
智能型基于纳米颗粒的递送系统
智能型基于纳米颗粒的递送系统经过特殊设计,能够在温度、pH值、光线、超声波或酶等刺激作用下实现药物的可控且靶向释放。例如,热敏感脂质体在较高温度(约42°C)下会迅速释放药物,从而显著提高局部药物浓度。超声响应型系统则能增强血管通透性,而pH敏感型纳米颗粒则可以利用酸性微环境来触发药物的选择性释放。
多功能愈合平台
现代伤口敷料正在从单纯的防护材料发展为具备多重功能的治疗平台,能够实现药物的精准递送、微环境的调控以及组织的再生。将负载有辣木成分的聚乳酸-羟基乙酸纳米颗粒整合到电纺纳米纤维支架中,有望为同时减少感染、降低氧化应激并促进组织修复提供有效方案。
电纺技术为纳米颗粒的嵌入提供了一种可大规模应用的 方法。
未来研究方向
未来的伤口愈合研究很可能会结合生物材料与植物化学方法。然而,要实现这些研究成果的临床应用,还需要解决标准化、安全性、重复性以及商业化等方面的关键问题。
结论
由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染所引发的糖尿病足溃疡,由于存在持续的生物膜形成、多重耐药性以及组织再生障碍,仍然是慢性伤口管理中最棘手的病症之一。目前的疗法往往难以同时控制感染、消除生物膜以及改善组织修复状况。
电纺纳米纤维支架以及基于纳米颗粒的递送系统已展现出模拟细胞外基质的能力,能够为伤口愈合提供有利条件。
CRediT作者贡献说明
Devi Baskar:撰写——综述与编辑、验证、指导。Raghul Rajah Santha Moorthi Rajah:撰写——初稿、概念设计。Arun Karthick Selvam:撰写——综述与编辑、验证、指导。
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