نانوذرات هیدروکسی آپاتیت مزوپور حاوی روی و گالیم دارای ملاتونین برای کنترل عفونت و ترمیم استخوان
استخوان، به عنوان یک بافت بسیار پویا، به طور ذاتی می تواند تحت خود ترمیمی قرار گیرد. با این وجود، این پتانسیل ذاتی خود ترمیمی به طور قابل توجهی توسط عفونت‌ها، مانند آنهایی که از شکستگی‌های باز و مواد پروتز ناشی می‌شوند، مختل می‌شود. عفونت پس از تثبیت شکستگی اغلب منجر به تأخیر در بهبودی، از دست دادن دائمی عملکرد، قطع عضو و حتی مرگ می شود و به یک چالش حل نشدنی در پزشکی ترمیمی تبدیل شده است. باکتری های مختلف روی سطح شکستگی باز، به ویژه باکتری های استافیلوکوکوس، معمولاً زمان بهبودی و بستری شدن را طولانی می کنند. به دنبال چسبندگی و تکثیر، عوامل باکتریایی باعث التهاب می شوند که مشخصه آن افزایش استئوکلاستوژنز و مرگ استئوبلاستیک است.
این فرآیند، که توسط سطوح بالای واسطه‌های التهابی تنظیم می‌شود، منجر به از دست دادن قابل توجه استخوان و تخریب بافت می‌شود. همزمان، عفونت می‌تواند ترومبوز بافتی را با تولید کواگولازها که منجر به فعال شدن موضعی پاسخ‌های التهابی می‌شود، تشدید کند. رویکردهای مرسوم برای درمان عفونت های استخوانی شامل دبریدمان جراحی و درمان طولانی مدت آنتی بیوتیکی سیستمیک است. با این حال، اثربخشی آنها توسط عواملی مانند فراهمی زیستی کم آنتی بیوتیک، کنترل ناکافی بر سینتیک آزادسازی آنتی بیوتیک و کاهش غلظت در عفونت محدود شده است. پاتوژن‌های چالش برانگیز مانند استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین (MRSA) می‌توانند منجر به عفونت‌های استخوانی شدید شوند. فراتر از اثربخشی محدود آنتی‌بیوتیک‌های موجود در برابر باکتری‌های مقاوم، نفوذ محدود این آنتی‌بیوتیک‌ها به غشای پلاسمایی سلول میزبان، خطر عود عفونت را افزایش می‌دهد و چالشی رو به رشد در کاربردهای مختلف جراحی ایجاد می‌کند.
درمان موثر نقایص استخوانی عفونی ناشی از باکتری‌های مقاوم به چند دارو (MDR) به عنوان یک چالش بالینی مهم ظاهر شده است و تقاضای مبرم برای جایگزین‌های قوی پیوند استخوان ضد باکتریایی را برجسته می‌کند. نانوذرات مزوپور به عنوان یک کلاس امیدوارکننده از مواد زیستی معرفی شده اند که خواص قابل توجهی برای درمان عفونت های استخوانی ارائه می دهند. به همین منظور مهشید شکری و همکاران، هیدروکسی آپاتیت مزوپور ضد باکتری جایگزین شده با نانوذرات روی و گالیم (Zn-Ga: mHA) را با استفاده از روش سل-ژل برای کنترل عفونت و ترمیم استخوان سنتز کردند.نانوذرات مزو متخلخل حاصل برای آزادسازی کنترل شده ملاتونین (Mel) به کار رفت. نانوذرات Zn-Ga:mHA با اندازه متوسط ذرات 3 ± 36 نانومتر و اندازه منافذ 0.4 ± 10.6 نانومتر، بازده بارگذاری Mel را 1 ± 58 درصد نشان داد.
نتایج این مطالعه که در سال 2024 در مجله ی Biomaterials Science به چاپ رسید نشان داد که 50 درصد Mel در 20 ساعت آزاد می شود و انتشار طولانی مدت آن تا 50 ساعت ثبت شد. نانوذرات Zn-Ga:mHA عملکرد ضدباکتریایی بسیار مؤثری را نشان دادند که به ترتیب با کاهش 1±19% و 2±8% کاهش زنده‌مانی در باکتری‌های Escherichia coli و Staphylococcus بود. به طور قابل توجهی، نانوذرات Zn-Ga:mHA حاوی Mel نیز سازگار با سلول‌ها هستند و تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی (hMSCs) را بدون هیچ گونه عامل القای استخوان تحریک می‌کنند. مطالعات درونت نی در جمجمه خرگوش بازسازی قابل توجه استخوان را در طی 14 روز نشان داد. به طور خلاصه، نانوذرات Zn-Ga:mHA حاوی Mel پتانسیل بالایی را به عنوان یک جزء ضد باکتریایی و استخوان زایی در جایگزین های استخوانی مانند هیدروژل ها، داربست ها و پوشش ها ارائه می کنند.
ارسال نظر