鱼Collagen-Nanochitosan-Henna提取复合材料的应用程序控制皮肤病原体和加速伤口愈合

文摘

皮肤是最大的保护器官,可以循环地受伤和微生物的攻击。受伤的皮肤保护和支持目的是通过自然衍生品。鱼类胶原蛋白(Cg) I型,从海鲷(Spondyliosoma cantharus),从虾壳壳聚糖纳米粒子(NCht),指甲花(Lawsonia inermisl .)叶提取物(他)生产和生化的特点。这些化合物及其复合材料的抗菌潜力评估对皮肤病原体(白色念珠菌和金黄色葡萄球菌)使用各种分析方法和缩微成像技术。Cg的红外和电泳分析验证其特点,和IR-spectroscopic分析化合物/复合材料表明生化的属性和它们之间的关系。NCht产生粒子的直径范围64.6 - -308.8 nm, 104 nm平均直径,+ 31.3 mVζ潜力。NCht,他和NCht /他复合抗菌方面表现出显著的潜力对皮肤病原体;NCht /他是最强的抑制浓度为20.0和22.5μg / mL和抑制区25.7和26.8毫米金黄色葡萄球菌和白念珠菌,分别。电子显微图验证了协同NCht /他杀菌剂的行动,因为他们导致了严重的微生物溶菌作用和变形。皮肤伤口的治疗NCht /他/ Cg综合提升最快的和完整的愈合受伤的老鼠的皮肤在当地治疗,8天没有炎症和感染的迹象;对待NCht /他/ Cg复合,63.6毫米的伤口面积大大减少²15.9和9.1毫米²分别为2和4天后。自然NCht /他/ Cg复合材料推荐局部应用最佳皮肤消毒和再生。

1。介绍

皮肤是最远的、规模最大的器官,它涵盖了所有的身体;皮肤的最大作用是保护肌肉、骨骼、韧带、从外部威胁和内部器官,包括生物、物理、化学和机械代理(1]。然而,伤口,疾病,烧伤,或手术切口危险会影响执行的结构/功能皮肤;受伤的皮肤护理人员的主要威胁挑战微生物感染和炎症出现在受伤的组织2]。

尽管许多药物介绍了修复和再生受伤的皮肤,习惯了抗生素预防和抗炎药不足以克服伤口污染和皮肤炎症的微生物污染水平微生物3]。

胶原蛋白(Cg)构成了最重要的结构部分皮肤的细胞外基质和组织再生的最大研究生物高聚物/工程应用[4]。Cg-based敷料被有效地用于加速皮肤的伤口愈合(WH),应由膨胀能力,较高的生物相容性,生物降解能力,容易坚持,和强大的保护伤口的床上(5]。

于~ 27日确认Cg类型(分类与功能、分布、大小和组成氨基酸)、I型Cg是人体皮肤的主要保健和工业/化妆品应用程序;它指定2α”α1,α2”和1测试版”β“肽链,提高抗拉刚度和稳定性(6]。传统的Cg来源,例如,猪和牛研究生院理事会,目前许多问题对应用在生物医学和化妆品领域,如宗教问题和疾病的传播风险。因此,鱼Cg介绍灿烂的替代品应用于生物医药、组织工程、皮肤护理、和再生,高生物相容性对人类疾病传播和最小风险(7- - - - - -9]。

至关重要的生物聚合物是极大价值的应用环境,制药、生物医学以及其他许多健康促进学科(10]。因其生物相容性、生物可降解、环保和生物活性特性,生物聚合物及其混合(如壳聚糖、天然牙龈,海藻酸,卡拉胶,摘要研究,粘质、果胶、纤维素)被应用,单独或结构修改后,在药物输送和生物活性分子携带治疗各种表面和内部人类疾病(10- - - - - -14]。

惊人的生物活性的天然生物高分子壳聚糖(本),这是来自甲壳素具有,它们都构成了主要支持组件在甲壳类动物的壳,大多数昆虫和真菌细胞壁(10,15]。Cht证实具有优良的生物活性,如抗菌作用,抗氧化剂,WH加速度,组织工程,biochelation,生物吸附、抗炎、抗癌和drug-carrying功能(15- - - - - -20.]。介绍了本作为应用程序的有效基础皮肤护理/再生,伤口敷料,组织工程(19,21];Cht主要优势取决于其结合独特的特性,如生物相容性,生物降解性、无毒性、高吸附容量。Cht增广得多的生物活性的转化成nanoforms,它提供了更大的反应表面和指控为WH变得更加有效,微生物抑制,drug-carrying功能,和自由基清除22- - - - - -26]。

指甲花”Lawsonia inermis女林”中最重要的染料提供全球植物种植;指甲花的叶子粉/提取历史申请装修的皮肤,指甲,头发,皮革和纺织品27,28]。指甲花含有珍宝的生物活性成分(如lawsone,萘醌,香豆素类、酚醛树脂、类黄酮、生物碱、丹宁酸、醌类、萜类化合物,和氧杂蒽酮),这些在许多药用植物衍生品是尝试,制药和生物医学应用程序(包括低血糖症的免疫兴奋剂,镇痛,王亚南,抗癌,抗炎,抗菌,antidermatophytic,杀寄生虫药,antisickling, antitrypanosomal,抗氧化剂,他感作用,和伤口愈合活动)(29日- - - - - -32]。WH活动和减少受伤的皮肤炎症和感染被报道从指甲花提取物(他)30.,33- - - - - -35]。伤口敷料的白衬衫/ WH加速器配方基于生物聚合物/ nanopolymers和植物的提取提出了有效治疗治疗受伤的组织和防止炎症/感染,单独或混合的形式(3,23,36- - - - - -38]。

因此,研究的目的/目标是Cg的提取从海鲷鱼、十、纳米粒子(NCht),和指甲花提取物(他)和评估生产代理及其共轭复合材料的抗菌(对皮肤病原体)和WH加速器在受伤的老鼠。

2。材料和方法

2.1。化学药品和试剂

整个化学物质/试剂用于实验获得认证企业,分析成绩。氢氧化钠(氢氧化钠)、盐酸(HCl, 37%),醋酸(CH₃羧基),食盐(氯化钠),三聚磷酸钠(TPP)、乙醇(C₂H₅哦)氯胺酮(C₁₃H₁₆ClNO)、万古霉素和制霉菌素是从Sigma-Aldrich得到有限公司(圣路易斯,密苏里州,美国),而微生物媒体,YM yeast-malt提取琼脂/汤,和TS“trypticase大豆琼脂/汤”是从Difco得到实验室(美国底特律,MI)。

2.2。鱼类胶原蛋白(Cg)提取和鉴定

海鲷的副产品(Spondyliosoma cantharus)大卸八块,例如,鱼的皮肤,从“Kafrelsheikh大学鱼类加工研究植物”;收集样本保留在-20°C到融化,使提取。提取过程取决于说明协议(39),进行微调。整个步骤执行温度≤4°C使用DW溶解洗“重蒸馏的水”。总之,皮肤切成~ 2厘米²部分是广泛洗;然后,皮肤noncollagenous蛋白质通过沉浸在脱去蛋白质的20倍( )0.1 N氢氧化钠,搅拌18 h,再洗。Cg在25倍从0.5醋酸提取48 h,其次是过滤和沉淀为1.0 M氯化钠治疗。沉淀酸溶性Cg被离心收获18.500×45米 ,冻干的球然后透析对醋酸(0.1米)和DW。涉及的Cg表征sds - page“SDS-polyacrylamide凝胶电泳鉴定结构肽分子量(MW)和红外光谱光谱分析“infrared-JASCO傅里叶变换光谱仪4100年,东京,日本“检测生化复合的结构债券(40]。

2.3。虾壳Nanochitosan准备

Cts提取虾(中国对虾学名:)浪费外骨骼,获得“水产养殖研究农场,Kafrelsheikh大学埃及”,作为证明41]。简单地说,虾肉分离;然后,外骨骼(壳)洗多次与DW和干 22 h和机械粉碎。本提取涉及以下:(1)除蛋白:在25折叠( )从0.1 M氢氧化钠 125分钟然后复发DW洗涤;(2)去矿化作用:治疗脱去蛋白质材料25折叠( )从0.2对22 h HCl甲壳素后复发DW洗涤和干燥;(3)脱乙酰作用:通过甲壳素治疗30折叠( )从62%氢氧化钠溶液为90分钟118°C。冷却后,排水、碱和Cht广泛DW洗涤,本是干的 18 h然后分析。Cht与红外光谱分析,其脱乙酰作用程度(DD)估计,从红外光谱(42),而分子量(MW)、本评估使用高效液相色谱法“1100年Agilent-LC高性能液相色谱,CA”(43]。

Cht纳米颗粒(NCht)准备进行使用TPP,画报》(44]。本解决方案(2.5毫克/毫升)溶解在1.0% ( )水CH₃羧基解决方案,调整pH值为5.5。TPP的解决方案(1.25毫克/毫升)在DW是刚做好的,平等的成交量下降缓慢(~ 300μL / min)、解决方案,而没有加热受到剧烈的搅拌。搅拌完成后持续了额外的90分钟TPP下降;然后,混合用,冷冻及冻干。

2.4。提取指甲花的叶子

新鲜的发现指甲花树叶(Lawsonia inermis从弧l .)获得“农业研究中心,吉萨金字塔,埃及”,净化、热脱水( ),和机械粉。指甲花染料粉(~ 100 g)浸泡在65% C₂H₅哦(乙醇,1200毫升)和56 h经常焦躁不安,没有加热。植物残体被过滤通过绘画纸1号纸,flash和提取滤液蒸发“Buchi、Flavil、瑞士”44°C至干燥。导致他重新溶解通过搅拌24 h在DW 10%浓度。

2.5。测试生物

皮肤微生物病原体”白色念珠菌(写明atcc - 10231)金黄色葡萄球菌(写明atcc - 25923)”是用来判断产品的抗菌活性。微生物文化传播和耗氧在37°C使用YM挑战白念珠菌和TS金黄色葡萄球菌。

2.6。抗菌检测

工业区的出现“增长抑制区”被认为是作为一个指标从NCht抗菌活性,他及其复合材料使用纸片扩散试验(45]。稀释的解决方案产生的代理(NCht,他和NCht /他复合)被浸渍到无菌盘(直径0.6厘米),这被定位到微生物培养物接种琼脂板的表面和孵化18 - 24 h。盘子(一式三份)孵化在37°C,被认为和工业区直径的手段。

麦克风“最小抑制浓度测量从每个代理/复合对皮肤病原体进行的Tayel et al。16),通过采用方法和10 - 100μ克/毫升浓度范围的筛选代理(NCht,他和NCht /他复合)在微生物液体媒体。传统的抗生素(制霉菌素和万古霉素)被看作是积极的控制进行比较。

2.7。伤口愈合(WH)合成材料的潜力

年轻纯种健康大鼠(142年到166年之间平均体重g)被单独安置在维护条件下“ ;12 h(光暗周期; 相对湿度在聚乙烯干净的笼子里。动物处理和实际实验实施的指导方针“Kafrelsheikh大学伦理委员会的实验室动物保健和使用“两个兽医技术人员的帮助下。实验周期持续了14天,老鼠喂养习惯颗粒饮食和自由水的访问。通过氯胺酮麻醉诱导后肌内注射(100毫克/公斤体重),伤口与半圆形的区域~ 60毫米²在剃了老鼠的胸。从天(0)天,受伤了复合材料(包含1.0% 他(T1组)和1.0% Cg (T2组),溶解在DW)局部涂抹每12 h,直到完整的上皮形成。伤口是数码拍摄日常;受伤的削减和体现区域评价从捕获的照片。

2.8。统计分析

的 “标准差”一式三份实验计算(Microsoft office excel表2013),和电子之间的显著性分析结果被处决(MedCalc统计软件(v . 15.2),比利时)≥95%可信区间。

3所示。结果和讨论

3.1。鱼Cg表征

鱼Cg是有效地从海鲷shin干重32.4%的收益率;这个收益率在Cg的平均范围从其他鱼类废弃物中提取,使用酸增溶的技术(39,46]。Cg制作的结构属性,包括其红外光谱谱和sds - page模式,见图1。任命,如图1——(1),主要特点为Cg观察乐队,特别是相应的乐队,酰胺,酰胺B,和酰胺I, II, III, 3331, 2922, 1658, 1593, 1239厘米¹,分别。发现乐队和他们的波数密切相关为鱼Cg以前报道代表乐队,在光谱波数接近当前的发现46- - - - - -48]。

通过sds - page Cg(数据的特征1- - - - - -2)例证,提取Cg型和谐多肽链,包含两个α链(α1,α2);的α1带密度高于α2带,各自多工作站系统~ 111.2和122.7 kDa,分别。的β链也出现在Cg模式。这些特征多肽链表明了Cg属于I型(6,36,49]。

3.2。NCht表征

提取Cht粉p .学名:外壳有一个奶油色,兆瓦(分子量)162.3 kDa,和91.2%的弟弟。DD(高than70%)和估计兆瓦的虾、验证了甲壳素转换到Cht MW ~低(15]。的合成NCht从虾、实现,和生产的聚合物纳米粒子的表征表明Ps范围从64.6到308.8 nm,意味着Ps直径104.3海里。

NCht粒子带正电荷(+ 31.3 mV的电动电势)和均匀,分散,球面轮廓,SEM成像(图就是明证2)。

3.3。红外光谱分析

红外光谱评估NCht和他和复合材料NCht /他和NCht / / Cg(图3)。NCht频谱的关键特征乐队Cht(图中指定的标准3本契约)。主要NCht特征峰在1071厘米杰出¹(切断),1375(桥O拉伸),1658年和1630年(h弯),2924(碳氢键)和3440(-哦拉伸)36]。他(的红外光谱谱图3他),广泛而强大的峰观察到3431厘米¹是由于振动拉伸-哦组;2925和2830厘米的两座山峰¹被分配到振实拉伸ch₂,达到1650厘米¹表明羧酸盐阴离子(首席运营官),而疲弱的峰值出现在1467厘米¹表示- h振实伸展在他酰胺(50,51]。

之间的交互NCht(图所示3Cht /他);这包括羟基和羰基的分子间氢键他NCht的羟基和氨基,分别。第一峰值更少的锐度和拉伸,频率较低的3406厘米¹(哦)组和1650厘米的延伸带⁻¹转移到更高的波数的1629厘米吗⁻¹在NCht /他复合52,53]。

在Cg NCht /他复合,他与Cg特征峰大多是重叠的。然而,小说高峰浸渍在3697厘米左右¹的特征频带Cg酰胺B大多消失,Cg酰胺的乐队我也转移到较小的波长而酰胺二世伸展转移到更高的波长,和酰胺三世显示更多的萎缩6,49]。这些明显的改变合成药物的结构表明生化大多数这些代理之间的交互,即。NCht,他和Cg (38]。

3.4。抗菌潜力

表1描述了在体外抗菌NCht的潜力,他和NCht /他复合白念珠菌和金黄色葡萄球菌。从检查代理抑制性行为不同;最重要的治疗是NCht /他复合的挑战,正如最宽ZOIs和至少中等收入国家向皮肤病原体(表1)。他也表现出很强的抗真菌的抗菌潜力,及其连接NCht协同增强他们的活动。有趣的是,之间没有显著差异计算ZOIs从NCht /他复合,制霉菌素(的方向白念珠菌)和万古霉素(的方向金黄色葡萄球菌),这表明更高的潜力相比,复合惯例标准抗生素。据他抗菌活性存在剂量依赖的相关性,归因于其高内容从苷和黄酮类化合物,它被公认为有效的抗菌化合物(38,54,55]。此外,lawsone(他作为主要成分)拥有强大的抗真菌的验证和杀菌剂的行动向众多筛选病原体(56];这些病原体包括金黄色葡萄球菌和其他革兰氏阳性或阴性细菌57]。关于NCht,大部分Cht的主要抗菌属性(例如,积极的带电粒子,对细胞的膜,与细胞间的交互组件,如DNA和抑制他们的活动),但NCht粒子在优越的礼仪,这些属性使他们理想的抗菌候选人(16,18,24,25]。

NCht的生物活性(如抗菌、抗癌和防腐剂属性)通过nanopolymer说明增强公司与其他生物活性phytocompounds [18,26,41,58],它的生物相容性和协同行为NCht当加入与其他生物活性分子。

3.5。杀菌剂的作用

接触的后果NCht /他复合结构的皮肤病原体白念珠菌和金黄色葡萄球菌在不同的时间如图4。关于控制细胞(图4,C-0 S-0)出现与联系,光滑,和穿制服的表面,对病原体的细胞NCht复合5 h /他有明显的形态变化和扭曲,伴随着可见(图消散的迹象4c - 5和c和S-5)。接触10 h后,细胞大多是细胞溶解和释放其内部组件,特别是白念珠菌细胞(图4C-10)。的金黄色葡萄球菌细胞的残留明显合并作为膜溶解的后果(图4S-10)。NCht是全面报道表现出强大的抗菌行动对抗微生物病原体;主要的行动导致NCht表面电荷(积极的),使其对微生物表面,变形,影响他们的渗透率24,25,59]。纳米尺度的NCht粒子也可能进入微生物细胞和与他们的功能组件(如聚合酶、DNA, rna,蛋白质和酶)灭活,禁止组织细胞膜的合成(24,60,61年]。他包含了许多有较高抗菌活性成分和细胞毒性对微生物细胞属性,例如,1,4-naphthoquinone类似物,lawsone,七叶亭,isoplumbagin, hennadiol, laxanthone,羽扇豆醇,lacoumarin, fraxetin,桦木酸,东莨菪亭,桦木醇、黄酮苷27,55,56,62年];大多数这些化合物有不同的杀菌剂的行动影响细胞的合成和发展的至关重要的和结构的细胞器。

因此,这两个强大的合成抗菌素(NCht和他)导致的协同作用可以有效地破坏细菌和酵母的病原体,在时间的方式。这个属性是NCht报道时将与其他生物活性发朵和天然化合物(20.,24,41,58]。

3.6。加速伤口愈合

受伤的后果治疗老鼠的皮肤与复合(T1)和NCht NCht /他/他/ Cg复合(T2)在8天伤口的愈合速度,与未经处理的伤口(C)相比,是用照相(图所示5)。

皮肤伤口的治疗NCht /他/ Cg综合提升最快的治疗受伤的老鼠的皮肤在当地治疗(图8天5)。治疗组(图5观察,C),没有完全愈合8天后,并从57.3毫米意味着伤口的大小减少²52.8,46.5,38.5,和23.4毫米²后2、4、6和8天,分别。愈合迹象出现更快的T1组,治疗NCht复合(图/他5,T1);受伤的部分成为主要是8天的治疗后愈合。

T2组NCht /他/ Cg复合处理,伤口面积大大减少从63.6毫米²15.9和9.1毫米²分别为2和4天后。主要完成治疗后被发现(图6天的治疗5,T2)。

减少伤口大小和关闭主要的抗菌,reepithelialization,和复合组件的抗炎作用,即。NCht,他和Cg (63年,64年]。

WH自然衍生品的使用,替代化疗,取得了巨大的关注管理皮肤感染和促进其再生(65年]。甲壳素和本应该加强受伤皮肤的愈合过程;多个monosubunits (n -乙酰氨基葡萄糖),这些聚合物的成分,是一个必要的组成部分在真皮组织,修复疤痕组织[至关重要的必要性19]。Cht表面有许多自由胺组,可以结合与血液酸性组和加强他们的凝固22]。Cht和NCht分子(由高正电荷)可以有效地促进细胞的增长和协助血栓/凝血,这极大地促进受损组织修复(12,19,66年]。

NCht潜力提出了发展敷料,去除坏死组织和高能力加速止血活动受伤的皮肤,导致快速皮肤再生和WH [23]。聚合物基纳米材料,例如,NCht治疗用于开发WH敷料或运营商提供皮肤护理生物分子(54];NCht皮肤治疗行为归因于其reepithelialization,抗炎,抗菌性24,63年,64年]。NCht经常的生物活性大于原生Cht因为接触表面积的增加(NPs)和微生物病原体和受伤组织(24]。

Cg通常是由成纤维细胞;负责触发细胞迁移的关键,有利于组织的再生通过刺激特定的细胞(如成纤维细胞和巨噬细胞)增强和加速WH67年]。

几项研究表明鱼Cg在愈合的提升潜力进步和伤口收缩;他们证实了Cg行动加速愈合的发展和上皮形成刺激角质细胞的分化和增殖48,67年- - - - - -70年]。Cg被证明增强基因表达TGF(转化生长因子)、FGF(纤维母细胞生长因子),和VEGF(血管内皮生长因子),导致刺激皮肤组织愈合通过激活/招聘纤维母细胞增殖,血管生成,推导巨噬细胞产生趋化因子(48,65年,70年]。

他的公司和个人利用显著积极影响伤口收缩和上皮形成的老鼠。他珍宝生物活性化合物,这可能导致受伤皮肤的愈合过程;多个他成分的组合协同行动被认为与治疗有益作用[35]。他植物成份包括酚醛的填充物(如香豆素类、萘、木酚素、alkylphenones,氧杂蒽酮、萘醌,丹宁酸,和类黄酮)、生物碱类、萜烯、类固醇(28,29日,34]。

在这些成分、香豆素类、单宁酸、生物碱和黄酮类化合物是最大限度参与WH的过程。实际上,由于水肿防护和抗氧化功能,香豆素类被所述有效地改善WH [70年,71年]。此外,他类黄酮可以增强皮肤WH通过多种措施,例如,他们的抗菌、收敛、细胞坏死的预防,在炎症细胞因子表达调制,改善血管生成,抑制前列腺素的合成25,29日,33,70年]。他单宁的内容也记录了导致WH通过加强组织组织和再生;单宁的行为主要取决于他们的止血剂,抗氧化剂,抗菌,抗炎和自由基biochelation活动28,34,35,72年];这些行为常常导致刺激角化细胞/纤维母细胞增殖,改善WH和血管生成,通过蛋白质的沉淀和发展迅速的地壳受损组织(29日,30.,35]。他的nanopolymers,例如,人民解放军和明胶纳米纤维,显示额外的功能控制伤口感染和WH通过卫生敷料的形成37]。快速WH时期,与NCht /他/ Cg综合治疗后,并没有在治疗伤口发炎和感染迹象表明这些制剂的协同的作用,克服伤口感染和炎症,促进其再生和上皮形成。

4所示。结论

具有生物活性的天然化合物,Cg、NCht和他,提取其原始来源和评估作为护肤剂代理商通过他们的行动抗菌素和WH刺激器。从NCht复合,他出色的抗菌潜力对皮肤病原体(白念珠菌和金黄色葡萄球菌),而重心/ NCht /他组合可以有效地加快WH在老鼠的皮肤,没有出现炎症或感染的迹象,提倡综合局部应用的最佳皮肤消毒和再生。这项研究的前景可能会进一步的检查/应用生物聚合物作为WH加速器的运营商,生物化学和生物安全的调查和行动模式和组织学检查。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者非常感谢安拉的仁慈的帮助和指导。人民币升值对水生的健康延长中央圈和Safety-Kafrelsheikh大学(CLAHS),提供必要的设备进行研究。

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