Un team interdisciplinare di ricercatori della Cornell ha identificato un modo innovativo per sfruttare le proprietà antiossidanti e antibatteriche del composto botanico lawone per realizzare bende di cotone rivestite di nanofibra che combattono le infezioni e aiutano le ferite a guarire più rapidamente.
I loro risultati, pubblicati sull'International Journal of Pharmaceutics , sono particolarmente importanti data la crescente prevalenza di batteri multiresistenti.
La garza di cotone è una delle medicazioni per ferite più comuni; è economico, facilmente reperibile, comodo e biocompatibile. Tuttavia, non promuove la guarigione né combatte le infezioni.
"Il cotone da solo non può fornire una risposta a queste complicazioni:deve essere biofunzionalizzato", ha detto l'autore principale Mohsen Alishahi, uno studente di dottorato in scienze delle fibre che lavora nel laboratorio NanoFibers and NanoTextiles (NanoFibTex) nel Dipartimento di Scienze Umane del College of Human Ecology. Progettazione centrata (HCD).
Tamer Uyar, professore associato di HCD e direttore del laboratorio, ha affermato che uno dei suoi principali interessi di ricerca è lo sviluppo di fibre funzionali da materiali sostenibili e l'esplorazione delle loro potenziali applicazioni nei tessuti medicali e nei sistemi di somministrazione dei farmaci.
Per questo lavoro, Alishahi, Uyar e il dottorando Mahmoud Aboelkheir hanno utilizzato il lawone, un composto rosso-arancio presente nelle foglie di henné che ha proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e antimicrobiche, per migliorare le prestazioni del cotone.
È stato dimostrato che Lawsone aiuta le ferite a guarire più rapidamente, ma è difficile da sciogliere in una soluzione e non viene facilmente assorbito dall'organismo. Per superare queste limitazioni, il team ha utilizzato le ciclodestrine, una famiglia di oligosaccaridi naturali prodotti dall'amido, per creare un composto di inclusione, legando le molecole di lawone all'interno della ciclodestrina.
Hanno poi utilizzato apparecchiature di elettrofilatura per produrre un rivestimento nanofibroso uniforme dalla soluzione di lawone-ciclodestrina, catturandolo su un batuffolo di cotone non tessuto. Hanno scoperto che la medicazione sperimentale aveva un'attività antiossidante significativamente più elevata, promettendo una guarigione delle ferite più rapida, rispetto al Lawsone puro, grazie alla maggiore solubilità del Lawsone mediante l'inclusione di ciclodestrina e all'elevato rapporto superficie-volume del sistema nanofibroso.
Il team di NanoFibTex ha poi lavorato con Craig Altier, professore di medicina della popolazione e scienze diagnostiche, e Rimi Chowdhury, ricercatore senior, entrambi presso il College of Veterinary Medicine, per testare le proprietà biologiche della medicazione. La medicazione sperimentale ha avuto eccellenti prestazioni antibatteriche contro le specie batteriche gram-negative e gram-positive e ha sradicato efficacemente E. coli e batteri stafilococco durante i test.
"L'uso eccessivo e prolungato di antibiotici sintetici ad alte concentrazioni ha contribuito all'aumento dell'epidemia mortale di microbi multiresistenti", ha detto Uyar. "Quindi l'uso di antibatterici naturali e potenti come il Lawsone può servire come alternativa agli antibatterici sintetici."
"Le medicazioni per le ferite dovrebbero fornire un ambiente adatto per facilitare la guarigione e prevenire le infezioni", ha detto Alishahi. "Utilizzando materiali totalmente naturali come cotone, ciclodestrina e lawone, questa medicazione può agevolare entrambi poiché possiede un'attività antiossidante e antibatterica completa."
Alishahi ha affermato che la medicazione sarebbe particolarmente utile per le ferite croniche altamente suscettibili alle infezioni, come le ulcere diabetiche e le ustioni. Le proprietà antiossidanti e antinfiammatorie gioverebbero anche alle ferite più abituali riducendo la formazione di cicatrici.
"Conosco le complicazioni che i pazienti devono affrontare a causa della mancanza di medicazioni adeguate", ha detto Alishahi, che in passato ha lavorato in un centro di ricerca sulla guarigione di ustioni e ferite. "Il mio obiettivo finale è sviluppare una medicazione in grado di superare queste difficoltà. Questo lavoro apre le porte alla creazione di tessuti medicali che siano buoni per l'ambiente e ottimi per la guarigione."
Ulteriori informazioni: Mohsen Alishahi et al, Funzionalizzazione di un tessuto non tessuto di cotone con rivestimento nanofibroso complesso di inclusione di ciclodestrina/lawsone per medicazioni antibatteriche, International Journal of Pharmaceutics (2024). DOI:10.1016/j.ijpharm.2024.123815
Fornito dalla Cornell University
