항균 상처 드레싱을 위한 바이칼린이 함유된 전기방사 폴리카프로락톤 나노섬유막

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 10900(2022) 이 기사 인용

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박테리아 저항력이 증가함에 따라 한약재의 항균 추출물이 상처 치료에 더 자주 사용되었습니다. 본 연구에서는 중국 약초 Scutellaria baicalensis에서 추출한 바이칼린을 상처 드레싱용 폴리(ε-카프로락톤)/MXene(PCL/Ti3C2TX) 하이브리드 나노섬유막의 항균 성분으로 활용했습니다. 결과는 Ti3C2TX의 존재가 전기방사된 나노섬유의 직경 감소에 도움이 된다는 것을 보여주었습니다. 3wt% Ti3C2TX 나노플레이크와 5wt% 바이칼린을 함유한 PCL 하이브리드 막은 210nm의 가장 작은 평균 직경을 나타냈습니다. 한편, 항균 테스트에서는 Ti3C2TX와 바이칼린을 함유한 PCL 3원 ​​하이브리드 나노섬유가 Ti3C2TX 나노플레이크와 바이칼린의 우수한 시너지 효과로 인해 그람 양성 박테리아 S. aureus에 대해 적절한 항균 활성을 나타냄을 보여주었습니다. Ti3C2TX 나노플레이크와 바이칼린을 첨가하면 멤브레인의 친수성이 크게 향상되어 나노섬유에서 바이칼린이 방출될 수 있습니다. 또한, 쥐 골격 근아세포 L6 세포에 대한 나노섬유의 세포독성은 이러한 PCL 기반 나노섬유 막과의 우수한 호환성을 확인했습니다. 이 연구는 상처 드레싱 용도로 한약 추출을 사용하여 항균성 나노섬유막을 준비하는 실행 가능한 방법을 제공합니다.

피부는 미생물이나 기타 외부 위험으로부터 내부 장기를 보호하는 인체의 첫 번째 장벽입니다1. 그러나 피부는 부상이나 질병으로 인해 손상되기 쉽습니다. 피부 상처는 쉽게 감염되어 의료 시스템에 막대한 부담을 안겨줍니다2. 셀룰로오스, 실크, 알지네이트, 콜라겐 등과 같은 전통적인 상처 드레싱 재료는 박테리아의 식민지화를 억제하거나 미생물의 성장을 방지하는 능력이 없습니다3,4,5. 따라서 피부 상처 오염을 방지하기 위해 항균 상처 드레싱이 필요합니다. 최근 전기방사 나노섬유 지지체는 높은 산소 유전율, 높은 인장 강도, 다양한 형태학적 특징, 조정 가능한 다공성 및 맞춤형 능력과 같은 독특한 특성으로 인해 상처 드레싱 분야에서 상당한 주목을 받고 있습니다6. 항생제, 금속 산화물, 활성 탄소 나노입자와 같은 항균 성분이 섬유질 매트릭스에 통합되어 피부 상처 치유를 돕습니다7,8.

폴리(ε-카프로락톤)(PCL)은 ε-카프로락톤의 개환 중합에 의해 합성될 수 있는 생분해성 및 생체적합성 지방족 선형 폴리에스테르의 일종입니다. PCL은 높은 인성, 생분해성, 생체적합성으로 인해 상당한 주목을 받아왔습니다. 전기방사된 PCL 나노섬유 지지체는 상처 드레싱 용도로 활용될 수 있다는 것이 입증되었습니다9,10,11. PCL 지지체의 기본 다공성 구조 특성은 피부의 세포외 기질(ECM) 구조적 특성을 모방하는 동시에 높은 산소 투과성을 제공할 수 있습니다. PCL 나노섬유 지지체에 항균 능력을 부여하기 위해 다양한 유형의 금속 산화물 또는 금속이 PCL 매트릭스에 도입되었습니다. Zhu et al. 젤라틴/폴리카프로락톤(GT/PCL)에 은(Ag) 및 마그네슘(Mg) 이온을 삽입하면 나노섬유에 항균 활성뿐만 아니라 혈관 신생 기능을 부여하여 피부 상처 복구에 도움이 될 수 있음을 발견했습니다13. Ghiyasi와 그의 동료들은 Urtica dioica, ZnO 나노입자 및 PCL로 구성된 하이브리드 지지체가 E. coli 및 S. aureus14에 대해 우수한 항균 활성을 가지고 있음을 발견했습니다. 또한, 하이브리드 지지체의 나노섬유는 생체 내 테스트에서 우수한 생체적합성과 섬유아세포 L929 세포에 대한 세포 접착성을 나타냈다. Ekramet al. 염화아연(ZnCl2)의 존재는 PCL/ZnCl2 나노섬유의 직경을 감소시키는 동시에 분해 속도와 기계적 특성을 증가시킨다는 것을 입증했습니다15. 또한 항균복합나노섬유는 줄기세포의 증식을 크게 촉진시키는 것으로 나타났다. Trcinet al. TiO2 나노입자를 함유한 PCL 지지체는 다양한 유형의 박테리아에 대해 통계적으로 유의미한 항균 활성을 제공할 수 있음을 발견했습니다. 또한 최대 다공도가 93%인 PCL/TiO2 지지체는 윤부줄기세포의 부착과 증식을 지원할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.