Лікування ран залишається серйозною клінічною проблемою, що вимагає розробки сучасних біоматеріалів для покращення процесу регенерації пошкоджених тканин. Це дослідження мало на меті оцінити ранозагоюючий потенціал нових гідрогелевих плівок на основі хітозану, гіалуронової кислоти та канабіміметика N-стеароїлетаноламіном (НСЕ). Морфологічні дослідження поверхні гідрогелів проводили за допомогою сканувальної електронної мікроскопії, біосумісність і здатність до біодеградації створених зразків оцінювали in vitro, використовуючи мишачі фібробласти лінії BALB-3T3, за допомогою МТТ-тесту та фарбування клітин нейтральним червоним. Прискорення загоєння модельних ексцизійних ран шкіри лабораторних мишей лінії C57/Black оцінювали гістологічно та оцінюючи темпи зменшення площі рани. Використані у дослід-женні гідрогелі продемонстрували високу біосумісність, посилили міграцію фібробластів у зону шкребка (зразок гідрогелю без НСЕ), та індукували лізосомну активність, що може вказувати на біодоступність досліджуваних зразків. Обидва гідрогелі прискорювали загоєння ран у мишей, при цьому в гістологічних зрізах спостерігалася швидша епітелізація та ремоделювання раневих тканин. Зразок гідрогелю із канабіміметиком НСЕ проявив свою дію на пізніх етапах ранозагоєння, в той час як гель без НСЕ проявив активність на всіх фазах ранозагоєння.
Ключові слова: хітозан, гідрогелі, N-стеароїл етаноламін, ранева пов’язка, загоєння ран
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
Abou El-Ezz, D., Abdel-Rahman, L., Al-Farhan, B., Mostafa, D., Ayad, E., and Basha, M., Enhanced in vivo wound healing efficacy of a novel hydrogel loaded with copper (ii) schiff base quinoline complex (CuSQ) solid lipid nanoparticles, Pharmaceuticals, 2022, vol. 15, no. 8, p. 978. https://doi.org/10.3390/ph15080978
Alavarse, A., de Oliveira Silva, F., Colque, J., da Silva, V., Prieto, T., Venancio, E., and Bonvent, J., Biopolymeric electrospun nanofibers for wound dressings in diabetic patients, Mater. Sci. Eng., 2017, vol. 77, pp. 271–281. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12100983
Ardean, C., Davidescu, C., Nemeş, N., Negrea, A., Ciopec, M., Duteanu, N., Negrea, P., Duda-Seiman, D., and Musta, V., factors influencing the antibacterial activity of chitosan and chitosan modified by functionalization, Int. J. Mol. Sci., 2021, vol. 22, no. 14, p. 7449. https://doi.org/10.3390/ijms22147449
Barral, D., Staiano, L., Guimas Almeida, C., Cutler, D., Eden, E., Futter, C., Galione, C., Marques, A., Medina, A., Napolitano, D., Settembre, G., Vieira, C., Aerts, O., Atakpa-Adaji, J., Bruno, P., Capuozzo, G., De Leonibus, A., Di Malta, E., Escrevente, C., Esposito, C., and Seabra, A., Current methods to analyze lysosome morphology, positioning, motility and function, Traffic, 2022, vol. 23, no. 5, pp. 238–269. https://doi.org/10.1111/tra.12839
Berdyshev, A., Kosiakova, H., Onopchenko, O., Panchuk, R., Stoika, S., and Hula, N., N-stearoylethanolamine suppresses the pro-inflammatory cytokines production by inhibition of NF-κB translocation, Prostaglandins Other Lipid Mediators, 2015, vol. 121, pp. 91–96. https://doi.org/10.1016/j.prostaglandins.2015.05.001
Biological evaluation of medical devices - Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity, https://nhiso.com/wp content/uploads/2018/05/ISO-10993-5-2009.pdf.
Costa, M., Durço, A., Rabelo, T., and Barreto, R. de S.S., Effects of Carvacrol, Thymol and essential oils containing such monoterpenes on wound healing: a systematic review, A Guimarães, J. Pharmacy Pharmacol., 2018, vol. 71, no. 2, pp. 141–155. https://doi.org/10.1111/jphp.13054
Dai, M., Zheng, X., Xu, X., Kong, X., Li, X., and Guo, G., Chitosan-Alginate Sponge: Preparation and Application in Curcumin Delivery for Dermal Wound Healing in Rat, J. Biomed. Biotechnol., 2009, pp. 1–8. https://doi.org/10.1155/2009/595126
Du, X., Liu, Y., Yan, H., Rafique, M., Li, S., Shan, X., Wu, L., Qiao, M., Kong, D., and Wang, L., Anti-infective and pro-coagulant chitosan-based hydrogel tissue adhesive for sutureless wound closure, Biomacromolecules, 2020, vol. 21, no. 3, pp. 1243–1253. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b01707
El-Hack, M., El-Saadony, M., Shafi, M., Zabermawi, N., Arif, M., Batiha, G., Khafaga, A., Abd El-Hakim, Y., and Al-Sagheer, A., Antimicrobial and antioxidant properties of chitosan and its derivatives and their applications: A review, Int. J. Biol. Macromol., 2020, vol. 164, pp. 2726–2744. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.08.153
Fan, P., Zeng, Y., Dionisio Zaldivar, S., Agüero, L., and Wang, S., Chitosan-based hemostatic hydrogels: the concept, mechanism, application, and prospect. The concept, mechanism, application, and prospects, Molecules, 2023, vol. 28, no. 3, pp. 1473–1483. https://doi.org/10.3390/molecules28031473
Graça, M., Miguel, S., Cabral, C., and Correia, I., Hyaluronic acid—Based wound dressings: A review, Carbohydr. Polym., 2020, vol. 241, p. 116364. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116364
Gula, N., Marhitych, V., Goridko, T., Artamonov, M., Zhukov, A., and Klimashevskyi, V., UA Patent No. 81861, 2008.
Hong, F., Qiu, P., Wang, Y., Ren, P., Liu, J., Zhao, J., and Gou, D., Chitosan-based hydrogels: From preparation to applications, a review, Food Chem.: X, 2024, vol. 21, p. 101095. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2023.101095
Hudz, I., Chernyshenko, V., Kasatkina, L., Urvant, L., Klimashevskyi, V., Tkachenko, O., Kosiakova, H., Hula, N., and Platonova, T., N-stearoylethanolamine inhibits integrin-mediated activation, aggregation, and adhesion of human platelets, J. Pharmacol. Exp. Ther., 2022, vol. 383, no. 1, pp. 2–10. https://doi.org/10.1124/jpet.122.001084
Kirwale, S., Sharma, S., and Roy, A., Chitosan, chondroitin sulfate, and hyaluronic acid based in-situ forming scaffold for efficient cell grafting, Int. J. Biol. Macromol., 2023, vol. 225, pp. 938–951. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.11.157
Kittilukkana, A., Sanit, J., and Pilapong, C., Reproposing neutral red as a colorimetric probe for quantitative assessment of lysosomal clearance in neuroblastoma cell line, ChemistrySelect, 2024, vol. 9, p. e202303856. https://doi.org/10.1002/slct.202303856
Kosiakova, H., Berdyshev, A., Dosenko, V., Drevytska, T., Herasymenko, O., and Hula, N., The involvement of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) in anti-inflammatory activity of N-stearoylethanolamine, Heliyon, 2022, vol. 8, no. 11, pp. e11336–6. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e11336
Kuznietsova, H., Byelinska, I., Dziubenko, N. et al. Suppression of systemic inflammation and signs of acute and chronic cholangitis by multi-kinase inhibitor 1-(4-Cl-benzyl)-3-chloro-4-(CF3-phenylamino)-1H-pyrrole-2,5-dione, Mol. Cell Biochem., 2021, vol. 476, pp. 3021–3035. https://doi.org/10.1007/s11010-021-04144-y
Kosiakova, H., Berdyshev, A., Horid’ko, T., Meged, O., Klimashevsky, V., Matsokha, R., Asmolkova, O., Kvitnitskaya-Ryzhova, V., Luhovskyi, T., Klymenko, S., and Hula, N., N-Stearoylethanolamine exerts cardioprotective effects in old rats, Curr. Aging Sci., 2024, vol. 17, no. 2, pp. 144–155. https://doi.org/10.2174/0118746098275323231226073348
Lootsik, M., Bilyy, R., Lutsyk, M., and Stoika, S., Preparation of chitosan with high blood clotting activity and its hemostatic potential assessment, Biotechnol. Acta, 2015, vol. 8, no. 6, pp. 32–40. https://doi.org/10.15407/biotech8.06.032
Lootsik, M., Bilyy, R., Lutsyk, M., and Stoika, R., Ukraine Patent No. 112716, 2016.
Lootsik, M., Manko, N., Gromyko, O., Tistechok, S., Lutsyk, M., and Stoika, R., Honeybee chitosan-melanin complex: isolation and investigation of antimicrobial activity, Ukr. Biochem. J., 2020, vol. 92, no. 6, pp. 143–153. https://doi.org/10.15407/ubj92.06.143
Lootsik, M., Manko, N., Bilyy, R., Lootsik, Jr. M., and Stoika, R., Multifunctional chitosan-based hydrogels: characterization and evaluation of biocompatibility and biodegradability in vitro, Ukr. Biochem. J., 2022, vol. 94, no. 2, pp. 76–84. https://doi.org/10.15407/ubj94.02.076
Maia, J., Fonseca, B., Teixeira, N., and Correia-da-Silva, G., Unveiling the angiogenic effects of cannabinoids: Enhancers or inhibitors?, Biochem. Pharmacol., 2023, vol. 215, p. 115686. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2023.115686
Manko, N., Lootsik, M., Antonyuk, V., Ivasechko, I., Skorohyd, N., Kosiakova, H., Mehed, O., Horidko, I., Hula, N., Klyuchivska, O., Panchuk, R., Po-khodylo, N., Barabash, O., Dumych, T., and Stoika, R., Ukr. Biochem. J., 2024, vol. 96, no. 1, pp. 80–95. https://doi.org/10.15407/ubj96.01.080
Momin, M., Kurhade, S., Khanekar, P., and Mhatre, S., Novel biodegradable hydrogel sponge containing curcumin and honey for wound healing, J. Wound Care, 2016, vol. 25, no. 6, pp. 364–372. https://doi.org/10.12968/jowc.2016.25.6.364
Murakami, K., Ishihara, M., Aoki, H., Nakamura, S., Nakamura, S., Yanagibayashi, S., Takikawa, M., Kishimoto, S., Yokoe, H., Kiyosawa, T., and Sato, Y., Enhanced healing of mitomycin C-treated healing-impaired wounds in rats with hydrosheets composed of chitin/chitosan, fucoidan, and alginate as wound dressings, Wound Repair Regener., 2010, vol. 18, no. 5, pp. 478–485. https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2010.00606.x
Ningrum, D., Hanif, W., Mardhian, D., and Asri, A., In vitro biocompatibility of hydrogel polyvinyl alcohol/moringa oleifera leaf extract/graphene oxide for wound dressing, Polymers, 2023, vol. 15, no. 2, p. 468. https://doi.org/10.3390/polym15020468
Ou, Y. and Tian, M., Advances in multifunctional chitosan-based self-healing hydrogels for biomedical applications, J. Mater. Chem. B, 2021, vol. 9, no. 38. https://doi.org/10.1039/d1tb01363g
Pérez-Recalde, M., Ruiz Arias, I., and Hermida, E., Could essential oils enhance biopolymers performance for wound healing? A systematic review, Phytomedicine, 2018, vol. 38, pp. 57–65. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2017.09.024
Prasathkumar, M. and Sadhasivam, S., Chitosan/Hyaluronic acid/Alginate and an assorted polymer loaded with honey, plant, and marine compounds for progressive wound healing—Know-how, Int. J. Biol. Macromol., 2021, vol. 186, pp. 656–685. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.07.067
Shivakumar, P., Gupta, M., Jayakumar, R., and Gowda, D., Prospection of chitosan and its derivatives in wound healing: Proof of patent analysis (2010–2020), Int. J. Biol. Macromol., 2021, vol. 184, pp. 701–712. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.06.086
Singh, N., Aery, S., Juneja, S., Kumari, L., Lone, M.S., Dar, A.A., Pawar, S.V., Mehta, S.K., and Dan, A., Chitosan hydrogels with embedded thermo-and pH-responsive microgels as a potential carrier for controlled release of drugs, ACS Appl. Biol. Mater., 2022, vol. 5, pp. 3487–3499. https://doi.org/10.1021/acsabm.2c00401
Šitum, K., Bokulić, A., Ivetić-Tkalčević, V., Parnham, M., Čužić, S., and Đurić, K., Comparison of systemic inflammatory and hematology parameters in normal C57Bl/6 and genetically diabetic db/db mice during local wound repair, Biochem. Med., 2007, vol. 17, pp. 85–93. https://doi.org/10.11613/BM.2007.009
Yuan, N., Shao, K., Huang, S., and Chen, C., Chitosan, alginate, hyaluronic acid and other novel multifunctional hydrogel dressings for wound healing: A review, Int. J. Biol. Macromol., 2023, vol. 240, p. 124321. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124321