RSC Adv:抗生素通过化学吸附和缓释作用对二度烧伤创面感染的疗效的研究

2022-05-27 医路坦克 MedSci原创

人体皮肤是人体最重要和最大的器官,它是抵御病原体入侵的屏障,如细菌和真菌的定植。本研究的目标是研究头孢曲松的持续释放及其对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的动力学改变,特别是在与二度烧伤相关的感染中。

人体皮肤是人体最重要和最大的器官,它是抵御病原体入侵的屏障,如细菌和真菌的定植。皮肤创面被分为急性创面,如烧伤、创伤和擦伤造成的创面,或慢性创面,如糖尿病足溃疡。在二级烧伤中,皮肤受影响的区域是表皮和皮下组织;这种程度的愈合过程是复杂的、多阶段的,包括碎裂、增殖、新生血管、再上皮化和伤口收缩。

比须认识到烧伤创面感染是可能导致死亡和致病的因素之一。虽然目前的抗生素可以大大促进创面恢复过程,但它们不能以有效的形式和足够有效的浓度到达感染区域;此外,它们可能会引起一些问题,如毒性和抗药性。因此,为了使抗生素更有效,它们的半衰期应该增加,并且它们的剂量应该受到超过细菌最低抑制浓度的限制。众所周知,头孢他酮对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌对呼吸道、皮肤、关节和骨骼的各种感染都有显著的抗菌活性。头孢他酮的半衰期短,以及β-内酰胺酶对头孢他酮的高耐药性限制了它在临床上的使用。

本研究的目标是研究头孢曲松的持续释放及其对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的动力学;特别是在与二度烧伤相关的感染中。

用化学法合成了锌铝层状双氢氧化物(LDHs),用静电纺丝法制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,还合成了锌铝LDH/头孢噻肟(头孢他辛)、锌铝LDH@PVA和锌铝LDH/头孢他啶@PVA(LCP)。用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜、能量色散X射线能谱、Brunauer-Emmett-Teller分析、热重-差热分析、动态光散射、X-射线荧光、碳、氢和氮(CHN)分析对其进行了表征。考察了头孢他啶的吸附等温线及其包封率、释放度和动力学。

这个想法涉及到在两种不同的纳米配方上负载头孢泰素:头孢税负载型锌铝LDH和头孢税负载型LDH@PVA纳米纤维,以维持其在感染部位的释放。通过氢键作用,锌铝离子发生重排,氯离子部分被头孢酚分子取代或吸附在LDH表面,由此可以说,头孢氨酸负载量甚至部分嵌入LDH、PVA和头孢他啶之间的可能性被证明。头孢他酮的缓释是通过氢键、偶极-偶极相互作用以及静电力对头孢他酮在LDH和PVA之间的限制而实现的。体外抗菌试验,体内应用对大鼠皮肤二度烧伤创面的抑制作用。

结果证实了上述配方的元素组成,表现出不同的结晶度和不同的形貌。此外,这些配方还进行了体外抗菌试验,并在体内应用于大鼠皮肤二度创面烧伤的治疗。实验数据符合不同的吸附等温线模型,其中Freundlich和Toth吸附等温线模型的拟合效果最好。LDH/头孢税组包封率为77.41%,LDH/头孢税组为67.83%。头孢曲松在LDH和LCP中均可实现缓释,12h释药百分率分别为89.31%和81.55%。头孢他啶在低密度脂蛋白中的释放符合一级动力学,而在低密度脂蛋白中的释放符合抛物线。各处方对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抑菌效果参差不齐,其中以锌铝LDH/头孢税钠@PVA缓释效果最好。最后,应考虑在临床环境中使用这些公式的可能性。

文献来源:

Abd Elhaleem MB,  Farghali AA,  El-Shahawy AAG, Chemisorption and sustained release of cefotaxime between a layered double hydroxide and polyvinyl alcohol nanofibers for enhanced efficacy against second degree burn wound infection.RSC Adv 2020 Mar 30;10(22)

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