Улучшения заживления кожных ран посредством умной трансдермальной доставки
Если Вы обнаружите ошибку, напишите нам в телеграм @omnichem или на почту e.urvanov@omnichem.ru
Гидрогель с Carbomer - Новая Перспектива для Заживления Ран и Профилактики Рубцов
Результаты данного исследования показывают перспективность применения S-пропаргил-цистеина (SPRC) в составе гидрогелевых основ для создания мазей и гелей, способствующих заживлению ран и профилактике образования рубцов.
Карбомерный гидрогель (например, Carbomer 940, либо другой аналогичный карбомер) с включением в состав 1,5% SPRC продемонстрировал выраженный потенциал в ускорении регенерации поврежденных кожных покровов, стимулировании ангиогенеза через активацию VEGF и сбалансированной регуляции синтеза коллагена в области раны. Применение данной гидрогелевой композиции имеет преимущества перед контролем в плане уменьшения воспаления и подавления провоспалительных цитокинов типа IL-6.
Для получения оптимальных свойств гидрогеля с SPRC рекомендуется использование карбомера марки Carbomer 940 с нейтрализацией гидроксидом натрия до рН 7 (дополнительный нейтрализации карбомера не требуется). В состав целесообразно вводить эмульгаторы Tween 20 и Tween 80, глицерин в качестве увлажнителя, а также натрий карбоксиметилцеллюлозу для регуляции вязкости.
Разрабатываемый противорубцовый гель при использовании предложенного состава и технологии получения характеризуется высокой безопасностью, хорошей переносимостью и пригодностью для трансдермального применения. Точный механизм действия SPRC при этом требует дальнейшего уточнения.
Рекомендации по применению названных ингредиентов
- S-propargyl-cysteine (SPRC) - ключевой активный компонент, 1,5% концентрация оптимальна для противорубцового и ранозаживляющего действия.
- Carbomer 940 (КАРБОКСИВИНИЛ ПОЛИМЕР) - эффективный гелеобразователь для получения карбомерного гидрогеля в качестве основы средства.
- Sodium hydroxide - применяется для нейтрализации карбомера до физиологического рН.
- Tween 20, Tween 80 - неионные ПАВ, эмульгаторы для стабилизации гидрогеля.
- Glycerin - увлажнитель и пластификатор, улучшает потребительские качества средства.
- Sodium carboxymethyl cellulose (Карбоксиметилцеллюлоза, кмц) - загуститель для регуляции реологических свойств гидрогеля.
Вот список химических элементов и химического сырья, упомянутых в тексте, и их влияние на исследование:
- Hydrogen sulfide (сероводород) - донор H2S, используемый для улучшения заживления ран. "Hydrogen sulfide for wound healing has drawn a lot of attention recently."
- S‐propargyl‐cysteine (S-пропаргил-цистеин, SPRC) - эндогенный донор H2S, загруженный на гидрогель карбомера для стимуляции заживления ран. "In this research, the S‐propargyl‐cysteine (SPRC), an endogenous H2S donor, was loaded on carbomer hydrogel, and a copper sheet rat burn model was developed."
- Carbomer (карбомер) - использован для создания гидрогеля, доставляющего SPRC в рану. "SPRC was loaded by carbomer‐based hydrogel to burn sites on Sprague–Dawley (SD) rats and comparing them with normal rats."
- Collagen (коллаген) - SPRC снижал уровень коллагена I типа в ране, что способствовало уменьшению рубцевания. "Col I content was lower in the SPRC group, which helped to prevent scarring."
- Sodium hydroxide (гидроксид натрия) - использовался для создания основы гидрогеля карбомера. "Sodium hydroxide (160 mg, 4 mmol) was dissolved in distilled water (4 mL). The sodium hydroxide solvation was added drop by drop to the swollen carbomer solution (pH = 5)."
- Tween‐20, Tween‐80, glycerin (Твин-20, Твин-80, глицерин) - вспомогательные вещества для приготовления гидрогеля карбомера и SPRC
Как использовать SPRC с карбомером в составе?
Раздел статьи обсуждает использование S‐propargyl‐cysteine (SPRC) для улучшения заживления ран на коже с помощью умной трансдермальной доставки. В этом исследовании исследователи загрузили SPRC на гидрогель карбомера и использовали модель ожогов у крыс с применением медной пластины, чтобы оценить его эффективность. Патологические изменения в ткани кожи крыс были исследованы с использованием различных методов окрашивания, включая окрашивание гематоксилином-эозином (HE) и Массоном. Проводилось иммуногистохимическое окрашивание (IHC) для обнаружения экспрессии Collagen I (Col I) и Collagen III (Col III). Кроме того, уровень мРНК нескольких факторов, участвующих в заживлении ран, был оценен с использованием квантитативной полимеразной цепной реакции в реальном времени.
Результаты показывают, что гидрогель SPRC способствовал утолщению коллагенового слоя во время пролиферативной фазы и усилил экспрессию vascular endothelial growth factor (VEGF). Более того, в поздней стадии заживления ран, гидрогель SPRC (включая Carbomer 940) ингибировал экспрессию провоспалительных факторов, таких как interleukin (IL)‐6, tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP)‐1, matrix metalloproteinase (MMP)‐9 и transforming growth factor (TGF)‐β1. Значительно, экспрессия Collagen I была снижена, в то время как экспрессия Collagen III оставалась стабильной, что привело к содержанию коллагена, близкому к нормальной ткани. Эти результаты указывают на то, что гидрогель SPRC способствует заживлению ран и помогает снизить образование рубцов.
Кроме того, исследование подчеркивает потенциал SPRC в качестве метода лечения патологического рубцования, так как он обладает противовоспалительными эффектами и регулирует экспрессию факторов, участвующих в синтезе и разрушении collagen. Исследование представляет собой значительное продвижение в разработке эффективных стратегий для заживления ран на коже и предотвращения образования рубцов.
Результаты показывают, что гидрогель SPRC способствовал утолщению коллагенового слоя во время пролиферативной фазы и усилил экспрессию vascular endothelial growth factor (VEGF). Более того, в поздней стадии заживления ран, гидрогель SPRC (включая Carbomer 940) ингибировал экспрессию провоспалительных факторов, таких как interleukin (IL)‐6, tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP)‐1, matrix metalloproteinase (MMP)‐9 и transforming growth factor (TGF)‐β1. Значительно, экспрессия Collagen I была снижена, в то время как экспрессия Collagen III оставалась стабильной, что привело к содержанию коллагена, близкому к нормальной ткани. Эти результаты указывают на то, что гидрогель SPRC способствует заживлению ран и помогает снизить образование рубцов.
Кроме того, исследование подчеркивает потенциал SPRC в качестве метода лечения патологического рубцования, так как он обладает противовоспалительными эффектами и регулирует экспрессию факторов, участвующих в синтезе и разрушении collagen. Исследование представляет собой значительное продвижение в разработке эффективных стратегий для заживления ран на коже и предотвращения образования рубцов.
Заживление ран с помощью гидрогеля
Исследование исследовало эффекты заживления ран гидрогеля SPRC в модели ожога у крыс по сравнению с карбомерным гидрогелем (на основе INCI carbomer) и контрольной группой. Фотографии, сделанные каждые 4 дня, показали прогресс заживления ран, при этом на день моделирования не было выявлено значительной разницы в площади раны. Скорость заживления кожи в группе SPRC была сравнима с группой bFGF, что указывает на потенциал SPRC в ускорении заживления ран. Гистологический анализ показал снижение воспаления и увеличение содержания коллагена в группе SPRC по сравнению с моделью и карбомерными группами, что свидетельствует об улучшенном восстановлении тканей.
Более того, SPRC снизило экспрессию коллагена I, что может помочь предотвратить образование рубцов. Анализ мРНК показал повышенное выражение фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в группе SPRC, указывая на улучшенное заживление ран. Кроме того, SPRC ингибировало экспрессию пропрофибротических маркеров, таких как IL-6, TGF-β1 и TIMP-1, указывая на его потенциал в снижении рубцов.
Исследование подчеркивает многообещающую роль гидрогеля SPRC в стимулировании заживления ран и ингибировании образования рубцов благодаря его противовоспалительным и прорегенеративным свойствам. Дальнейшие исследования могут разъяснить его механизмы и потенциальные применения в клинической практике.
Более того, SPRC снизило экспрессию коллагена I, что может помочь предотвратить образование рубцов. Анализ мРНК показал повышенное выражение фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в группе SPRC, указывая на улучшенное заживление ран. Кроме того, SPRC ингибировало экспрессию пропрофибротических маркеров, таких как IL-6, TGF-β1 и TIMP-1, указывая на его потенциал в снижении рубцов.
Исследование подчеркивает многообещающую роль гидрогеля SPRC в стимулировании заживления ран и ингибировании образования рубцов благодаря его противовоспалительным и прорегенеративным свойствам. Дальнейшие исследования могут разъяснить его механизмы и потенциальные применения в клинической практике.
Выводы по использованию сероводорода в гидрогелях
Фрагмент обсуждает результаты исследования влияния SPRC (S-propargyl-cysteine) гидрогеля на заживление ран и образование рубцов у крыс. Авторы сравнивают эффективность SPRC гидрогеля с другими методами лечения, такими как bFGF (basic fibroblast growth factor) и Carbomer (карбомер) гидрогель. SPRC выделяется за свою роль в качестве эндогенного донора водорода сульфида (H2S), известного своим способом стимулировать ангиогенез и подавлять воспаление.
Исследование рассматривает процесс заживления ран у крыс, леченных различными формулами, анализируя такие факторы, как скорость заживления ран, гистологические изменения, молекулярные механизмы и профили экспрессии генов. Было отмечено, что SPRC гидрогель способствует быстрому заживлению ран по сравнению с группами контроля и Carbomer (карбомер), с сопоставимой эффективностью с bFGF. Кроме того, раны, обработанные SPRC, показывают полное развитие эпидермы и сниженное воспаление по сравнению с контрольной группой.
Гистологический анализ показывает, что SPRC гидрогель ускоряет рост эпидермы и стимулирует образование кожных придатков. Молекулярные исследования указывают на увеличение экспрессии VEGF, коллагена и других факторов, связанных с заживлением ран, в группе SPRC. Особенно отмечается, что SPRC снижает экспрессию противовоспалительных цитокинов, таких как IL-6, и ингибирует сигнальный путь TGF-β1/Smad, тем самым снижая образование рубцов.
Кроме того, SPRC гидрогель поддерживает баланс между синтезом и деградацией ECM, предотвращая чрезмерное образование рубцов. Исследование указывает на то, что SPRC гидрогель предлагает многообещающую стратегию для заживления ран и улучшения рубцов, потенциально превосходя эффективность традиционных методов, таких как bFGF.
В заключение, исследование расширяет понимание роли SPRC в заживлении ран и образовании рубцов, и выделяет потенциал SPRC гидрогеля в качестве эффективной терапевтической опции. Однако для подтверждения этих результатов в дополнительных моделях повреждения кожи требуются дальнейшие исследования.
Исследование рассматривает процесс заживления ран у крыс, леченных различными формулами, анализируя такие факторы, как скорость заживления ран, гистологические изменения, молекулярные механизмы и профили экспрессии генов. Было отмечено, что SPRC гидрогель способствует быстрому заживлению ран по сравнению с группами контроля и Carbomer (карбомер), с сопоставимой эффективностью с bFGF. Кроме того, раны, обработанные SPRC, показывают полное развитие эпидермы и сниженное воспаление по сравнению с контрольной группой.
Гистологический анализ показывает, что SPRC гидрогель ускоряет рост эпидермы и стимулирует образование кожных придатков. Молекулярные исследования указывают на увеличение экспрессии VEGF, коллагена и других факторов, связанных с заживлением ран, в группе SPRC. Особенно отмечается, что SPRC снижает экспрессию противовоспалительных цитокинов, таких как IL-6, и ингибирует сигнальный путь TGF-β1/Smad, тем самым снижая образование рубцов.
Кроме того, SPRC гидрогель поддерживает баланс между синтезом и деградацией ECM, предотвращая чрезмерное образование рубцов. Исследование указывает на то, что SPRC гидрогель предлагает многообещающую стратегию для заживления ран и улучшения рубцов, потенциально превосходя эффективность традиционных методов, таких как bFGF.
В заключение, исследование расширяет понимание роли SPRC в заживлении ран и образовании рубцов, и выделяет потенциал SPRC гидрогеля в качестве эффективной терапевтической опции. Однако для подтверждения этих результатов в дополнительных моделях повреждения кожи требуются дальнейшие исследования.
Авторы
- Xiaoqing Zhao
- Yao Chen (corresponding author)
- Zhongxiao Lin
- Xinyang Jin
- Bolun Su
- Xiaotong Liu
- Mao Yang
- Keyuan Chen
- Menglin Zhu
- Lei Wang
- Yi Zhun Zhu (corresponding author)
Статьи
1. Zhang J, Yang P, Liu D, et al. Inhibiting Hyper‐O‐GlcNAcylation of c‐Myc accelerate diabetic wound healing by alleviating keratinocyte dysfunction. Burns Trauma. 2021;9. tkab031. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
2. Hettiaratchy S, Dziewulski P. ABC of burns—pathophysiology and types of burns. BMJ. 2004;328(7453):1427‐1429. Review. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
3. Burns facts, (March 2018). http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs365/en/
4. Son B, Lee S, Kim H, et al. Low dose radiation attenuates inflammation and promotes wound healing in a mouse burn model. J Dermatol Sci. 2019;96(2):81‐89. [PubMed] [Google Scholar]
5. Momeni M, Zarehaghighi M, Hajimiri M, et al. In vitro and in vivo investigation of a novel amniotic‐based chitosan dressing for wound healing. Wound Repair Regen. 2018;26(1):87‐101. [PubMed] [Google Scholar]
6. Singer AJ, Boyce ST. Burn wound healing and tissue engineering. J Burn Care Res. 2017;38(3):e605‐e613. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
7. Gurtner GC, Werner S, Barrandon Y, Longaker MT. Wound repair and regeneration. Nature. 2008;453(7193):314‐321. [PubMed] [Google Scholar]
8. Yu R, Zhang H, Guo B. Conductive biomaterials as bioactive wound dressing for wound healing and skin tissue engineering. Nanomicro Lett. 2021;14(1):1. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
9. Ogawa R. The most current algorithms for the treatment and prevention of hypertrophic scars and keloids: a 2020 update of the algorithms published 10 years ago. Plast Reconstr Surg. 2022;149(1):79e‐94e. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
10. Abdelhakim M, Lin X, Ogawa R. The Japanese experience with basic fibroblast growth factor in cutaneous wound management and scar prevention: a systematic review of clinical and biological aspects. Dermatol Ther (Heidelb). 2020;10(4):569‐587. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
2. Hettiaratchy S, Dziewulski P. ABC of burns—pathophysiology and types of burns. BMJ. 2004;328(7453):1427‐1429. Review. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
3. Burns facts, (March 2018). http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs365/en/
4. Son B, Lee S, Kim H, et al. Low dose radiation attenuates inflammation and promotes wound healing in a mouse burn model. J Dermatol Sci. 2019;96(2):81‐89. [PubMed] [Google Scholar]
5. Momeni M, Zarehaghighi M, Hajimiri M, et al. In vitro and in vivo investigation of a novel amniotic‐based chitosan dressing for wound healing. Wound Repair Regen. 2018;26(1):87‐101. [PubMed] [Google Scholar]
6. Singer AJ, Boyce ST. Burn wound healing and tissue engineering. J Burn Care Res. 2017;38(3):e605‐e613. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
7. Gurtner GC, Werner S, Barrandon Y, Longaker MT. Wound repair and regeneration. Nature. 2008;453(7193):314‐321. [PubMed] [Google Scholar]
8. Yu R, Zhang H, Guo B. Conductive biomaterials as bioactive wound dressing for wound healing and skin tissue engineering. Nanomicro Lett. 2021;14(1):1. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
9. Ogawa R. The most current algorithms for the treatment and prevention of hypertrophic scars and keloids: a 2020 update of the algorithms published 10 years ago. Plast Reconstr Surg. 2022;149(1):79e‐94e. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
10. Abdelhakim M, Lin X, Ogawa R. The Japanese experience with basic fibroblast growth factor in cutaneous wound management and scar prevention: a systematic review of clinical and biological aspects. Dermatol Ther (Heidelb). 2020;10(4):569‐587. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
