بررسی اثر هم‌افزایی کورکومین، پایپرین و الاجیک اسید بر خواص ضدباکتری نانوالیاف زیست‌سازگار بر پایه پلی‌کاپرولاکتون

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی و پلیمر، ,واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، گروه پلیمرهای زیست‌‌گار، صندوق پستی 112-14975

10.22063/jipst.2022.2705.2086

چکیده

فرضیه: تهیه نانوالیاف به‌عنوان حامل­‌هایی برای دارورسانی در سال­‌های اخیر بسیار مورد توجه بوده است. پلی‌کاپرولاکتون اغلب در کاربردهای پزشکی و مهندسی بافت استفاده می‌شود. با وجود این، ماهیت آب‌گریز آن مانعی در این زمینه است که معمولاً با اضافه‌کردن عوامل زیستی و طبیعی این مشکل برطرف می­‌شود. در این پژوهش، اثر هم‌افزایی پیپرین و الاجیک اسید بر خواص و عملکرد ساختارهای نانولیفی دارای کورکومین بر پایه پلی‌کاپرولاکتون بررسی شده است.
روش­‌ها: نانوالیاف بر پایه پلی­‌کاپرولاکتون دارای مقدارهای مشخصی از عصاره­‌های گیاهی تهیه و با روش الکتروریسی تولید شدند. برای بررسی نقش عصاره هر گیاه، سامانه­‌های تک‌جزئی دارای کورکومین یا پیپرین، سامانه‌­های دوجزئی دارای کورکومین-پیپرین و سامانه­ سه جزئی دارای کورکومین-پیپرین-الاجیک اسید، با الکتروریسی تولید شدند و آزمون­‌های مختلف برای تعیین اثربخشی آن‌ها بر بهبود خواص الیاف تهیه‌شده برای کاربردهای پزشکی انجام شد.
یافته‌­ها: با مطالعه ریزساختار نمدهای الکتروریسی‌شده، مشاهده شد، توزیع قطر نانوالیاف در بازه 50-100 نانومتر دارای بیشترین فراوانی است و میانگین قطر الیاف در نمونه‌های تک‌جزئی، دوجزئی و سه‌جزئی در محدوده 87-173 نانومتر تغییر کرده است. آزمون ضدباکتریایی نشان داد، افزون بر کورکومین، پیپرین نیز از فعالیت ضدباکتریایی مناسبی برخوردار است و نیز نمد الکتروریسی‌شده شامل سه ترکیب کورکومین-پیپرین-الاجیک اسید دارای فعالیت ضدباکتریایی مناسبی بود (79%). افزون بر این، مقدار جذب آب و تراوایی بخار آب نمونه‌های سه‌جزئی به ترتیب 337% و 11.56mg.cm2.hبود. نمدهای تهیه‌شده دارای استحکام کششی، کشسانی و انعطاف‌پذیری مطلوبی بودند. با انجام آزمون سمیت یاخته‌ای مشخص شد، نمدهای الکتروریسی‌شده برای یاخته­‌های فیبروبلاست انسانی (HDF) سمی نبودند. بنابراین، با درنظرگرفتن تمام نتایج، می‌­توان نتیجه گرفت، استفاده از دو ترکیب الاجیک اسید و پیپرین در افزایش زیست‌دسترس‌‌ پذیری کورکومین مؤثر است و نمدهای حاصل در کاربردهای پزشکی می‌­توانند به‌عنوان زخم‌پوش استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studies on Synergistic Effect of Curcumin, Piperine and Ellagic Acid on Antibacterial Properties of Biocompatible Nanofibers Based on Polycaprolactone

نویسندگان [English]

  • mahsa ouni 1
  • azam ghadami 1
  • Mojgan Zandi 2
1 Department of Chemical and Polymer Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Biomaterials Department, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Hypothesis: The fabrication of electrospun nanofibers for drug delivery applications has attracted a great attention in recent years. Polycaprolactone (PCL) is a polymer which has been used frequently in medical and tissue engineering applications. However, the hydrophobic nature of PCL is a drawback which could be resolved by biological materials. The synergistic effect of piperine and ellagic acid on different properties and performance of curcumin containing nanofiber mats has been investigated.
Methods: Nanofibers based on PCL with certain amounts of plant extracts were prepared and produced through electrospinning. In order to investigate the effect of each plant extract, single systems containing curcumin or piperine, dual systems containing curcumin/piperine and triple systems containing curcumin/piperine/ellagic acid were produced by electrospinning and various analyses were performed to find out whether they were effective in improving the properties of fiber prepared for medical applications.
Findings: The study on microstructure of electrospun mats showed that the diameter distribution of nanofibers was between 50-100 nm and the average fiber diameter in single, double and triple samples changed in the range of 73-87 nm. The antibacterial test revealed that piperine is also an active antibacterial agent like curcumin. In addition, the triple system had a good degree of antibacterial activity (79%). The water uptake and water vapor permeability (WVP) of triple samples were about 337% and 11.56 mg(cm2.h)-1, respectively. The prepared mats showed desirable tensile strength, elasticity and flexibility. Cell viability analysis on electrospun mats indicated that they are not toxic to human dermal fibroblasts (HDF). Therefore, taking into account all the results, it can be concluded that the use of two compounds, ellagic acid and piperine, is effective in increasing the bioavailability of curcumin, and the mats can be used in medical applications as wound dressings..

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ellagic Acid
  • Curcumin
  • Piperine
  • polycaprolactone
  • antibacterial properties