ایرنا/پژوهشگران با ترکیب پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، کورکومین و نانولوله‌های کربنی (CNTs)، پانسمانی نانوالیافی ساخته‌اند که ضمن تقویت استحکام مکانیکی، اثر ضدباکتریایی چشمگیری نیز ارائه می‌دهد. این دستاورد می‌تواند مسیر درمان زخم‌ها را متحول کند.

به گزارش روز پنجشنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، ترمیم زخم، فرایندی پیچیده و حیاتی است که عفونت و اختلال در بازسازی بافت می‌تواند آن را به خطر بیندازد. پانسمان‌های سنتی از جنس پنبه یا الیاف طبیعی، کارایی محدودی در مقابله با این چالش‌ها دارند. در مقابل، نانوالیاف بر پایه پلیمرهای زیست‌سازگار همچون PLA، به دلیل مساحت سطحی بالا و تخلخل زیاد، گزینه‌ای مناسب برای دارورسانی کنترل‌شده و تعامل بهتر با بافت محسوب می‌شوند.

در مقاله‌ای که به تازگی در نشریه Scientific Reports منتشر شد، گروهی از محققان به سرپرستی دکتر نوپور جین، پانسمان نانوالیافی نوآورانه‌ای معرفی کردند که با استفاده از فناوری الکتروریسی (Electrospinning) تولید شده است. افزودن نانولوله‌های کربنی به این پانسمان، نه تنها آزادسازی کورکومین را بهبود بخشیده، بلکه پایداری فعالیت ضدباکتریایی آن را نیز افزایش داده است.

کورکومین، ترکیبی فعال از زردچوبه، خواص ضد التهابی و ضد باکتریایی برجسته‌ای دارد؛ با این حال، حلالیت کم و زیست‌فراهمی پایین آن، کاربردش در درمان زخم را محدود کرده است. نانولوله‌های کربنی می‌توانند این محدودیت‌ها را برطرف کنند؛ زیرا افزون بر برخورداری از خواص ضد باکتریایی ذاتی، موجب بهبود خواص مکانیکی و بهینه‌سازی آزادسازی دارو در سامانه‌های پلیمری می‌شوند.

در این مطالعه، برای ساخت پانسمان، پلی‌لاکتیک اسید با وزن مولکولی ۲۰۳ هزار گرم بر مول در دی‌کلرومتان حل شد و کورکومین به آن افزوده شد. سپس نانولوله‌های کربنی در غلظت‌های مختلف به این مخلوط اضافه شد. فرایند الکتروریسی با نرخ جریان کنترل‌شده و فاصله ثابت بین سوزن و جمع‌کننده انجام شد.

ویژگی‌های شیمیایی و ساختاری نمونه‌ها با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. آزمون‌های کشش برای ارزیابی استحکام مکانیکی، آزمایش‌های آزادسازی دارو برای بررسی پروفایل رهایش کورکومین، و آزمون‌های ضد باکتریایی علیه باکتری‌های Staphylococcus aureus و Escherichia coli انجام گرفت.

نتایج نشان داد افزودن نانولوله‌های کربنی، استحکام کششی و پایداری حرارتی نانوالیاف PLA- کورکومین را به طور قابل توجهی افزایش داده است. آزمایش‌های آزادسازی دارو حاکی از آزادسازی کنترل‌شده و مداوم کورکومین بود که سرعت آن با میزان نانولوله‌های افزوده‌شده تنظیم می‌شد. این ویژگی به تغییرات ایجادشده در تخلخل و ریزساختار داربست نسبت داده شد.

آزمون‌های ضد باکتریایی نشان دادند که پانسمان‌های حاوی نانولوله‌های کربنی، کاهش قابل توجهی در رشد میکروبی ایجاد کرده‌اند. فرمولاسیون PLA-Cur-۰.۰۵% CNT بیشترین اثربخشی را با کاهش ۷۸.۹۵ درصدی رشد باکتریایی نشان داد. این موفقیت به اثرات هم‌افزایی ناشی از پخش بهتر کورکومین و اختلال در غشای سلولی توسط نانولوله‌های کربنی نسبت داده شد.

همچنین، بررسی جذب آب نشان داد که افزودن کورکومین و نانولوله‌های کربنی موجب کاهش میزان جذب آب در مقایسه با PLA خالص می‌شود. جذب آب متعادل، عاملی مهم برای مدیریت ترشحات زخم بدون آسیب به استحکام پانسمان است.

این تحقیق نشان می‌دهد که نانوالیاف PLA-کورکومین تقویت‌شده با نانولوله‌های کربنی، می‌توانند به عنوان پانسمان‌های چندکاره برای درمان زخم‌های عفونی عمل کنند.

ترکیب خواص مکانیکی بهبود یافته، فعالیت ضد باکتریایی مؤثر و آزادسازی کنترل‌شده دارو، نویدبخش توسعه بسترهایی کارآمد برای مدیریت عفونت و حمایت از روند بهبود زخم است.

محققان پیشنهاد داده‌اند که در گام‌های بعدی، عملکرد این پانسمان در شرایط درون‌تنی (in vivo)، قابلیت تولید در مقیاس صنعتی و سازگاری زیستی بلندمدت آن مورد بررسی دقیق قرار گیرد.