Membranas nanofibrosas de policaprolactona eletrospun carregadas com baicalina para curativo antibacteriano

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 10900 (2022) Citar este artigo

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Devido ao aumento da resistência bacteriana, as extrações antibacterianas de ervas chinesas têm sido usadas com mais frequência para o tratamento de feridas. Neste trabalho, a baicalina, uma extração da erva chinesa Scutellaria baicalensis, foi utilizada como componente antibacteriano em membranas nanofibrosas híbridas poli(ε-caprolactona)/MXeno (PCL/Ti3C2TX) para curativo de feridas. Os resultados revelaram que a presença de Ti3C2TX auxiliou na redução do diâmetro das nanofibras eletrofiadas. A membrana híbrida PCL contendo 3% em peso de nanoflocos de Ti3C2TX e 5% em peso de baicalina exibiu o menor diâmetro médio de 210 nm. Enquanto isso, os testes antibacterianos demonstraram que as nanofibras híbridas ternárias de PCL contendo Ti3C2TX e baicalina exibiram atividade antibacteriana adequada contra a bactéria Gram-positiva S. aureus devido aos bons efeitos sinérgicos de naoflakes de Ti3C2TX e baicalina. A adição de nanoflocos de Ti3C2TX e baicalina pode melhorar significativamente a hidrofilicidade das membranas, resultando na liberação de baicalina das nanofibras. Além disso, a citotoxicidade das nanofibras em células L6 de mioblastos esqueléticos de rato confirmou sua boa compatibilidade com essas membranas nanofibrosas baseadas em PCL. Este trabalho oferece uma maneira viável de preparar membranas nanofibrosas antibacterianas usando extração de ervas chinesas para aplicações em curativos.

A pele é a primeira barreira do corpo humano para proteger os órgãos internos contra microorganismos ou outros perigos externos1. No entanto, a pele é altamente suscetível a danos devido a lesões ou doenças. Feridas cutâneas são facilmente infectadas, resultando em um enorme ônus para o sistema de saúde2. Materiais tradicionais para curativos de feridas, como celulose, seda, alginato, colágeno e assim por diante, não têm capacidade de inibir a colonização de bactérias ou evitar o crescimento de microorganismos3,4,5. Portanto, há uma necessidade de curativos antibacterianos para prevenir a contaminação da ferida cutânea. Recentemente, scaffolds de nanofibras eletrofiadas têm atraído atenção considerável no campo de curativos para feridas devido às suas características únicas, como alta permissividade de oxigênio, alta resistência à tração, diversas características morfológicas, porosidade ajustável e capacidade personalizada6. Ingredientes antibacterianos como antibióticos, óxidos metálicos e nanopartículas de carbono ativo estão sendo incorporados à matriz fibrosa para auxiliar na cicatrização de feridas cutâneas7,8.

A poli(ε-caprolactona) (PCL) é um tipo de poliéster linear alifático biodegradável e biocompatível que pode ser sintetizado pela polimerização de abertura de anel da ε-caprolactona. O PCL tem recebido atenção considerável devido à sua alta tenacidade, biodegradabilidade e biocompatibilidade. Foi demonstrado que scaffolds nanofibrosos de PCL eletrospun podem ser utilizados para aplicações de curativos de feridas9,10,11. As características da estrutura porosa nativa dos andaimes PCL podem imitar as propriedades estruturais da matriz extracelular (ECM) da pele, ao mesmo tempo em que fornecem alta permeabilidade ao oxigênio. A fim de conferir capacidades antibacterianas aos scaffolds nanofibrosos de PCL, diferentes tipos de óxidos metálicos ou metais foram introduzidos nas matrizes de PCL12. Zhu et al. descobriram que a inserção de íons de prata (Ag) e magnésio (Mg) em gelatina/policaprolactona (GT/PCL) poderia dotar as nanofibras com atividade antibacteriana, bem como função pró-angiogênese, que beneficiou o reparo de feridas cutâneas13. Ghiyasi e seus colegas descobriram que os andaimes híbridos consistindo de Urtica dioica, nanopartículas de ZnO e PCL tinham boa atividade antibacteriana contra E. coli e S. aureus14. Além disso, a nanofibra do andaime híbrido exibiu boa biocompatibilidade e adesão celular a células de fibroblasto L929 em testes in vivo. Ekram et ai. demonstraram que a presença de cloreto de zinco (ZnCl2) reduziu o diâmetro das nanofibras de PCL/ZnCl2 e aumentou a taxa de degradação e as propriedades mecânicas15. Além disso, descobriu-se que a nanofibra composta antibacteriana aumenta bastante a proliferação de células-tronco. Trcin et al. descobriram que os scaffolds de PCL contendo nanopartículas de TiO2 poderiam fornecer atividade antimicrobiana estatisticamente significativa contra diferentes tipos de bactérias16. Além disso, os scaffolds de PCL/TiO2 com porosidade máxima de 93%, por outro lado, mostraram-se capazes de suportar a adesão e proliferação de células-tronco límbicas.