Published November 8, 2021
| Version v1
Publication
Open
Enhanced wound healing properties of guar gum/curcumin-stabilized silver nanoparticle hydrogels
Creators
- 1. Siam University
- 2. Khon Kaen University
- 3. National Nanotechnology Center
- 4. National Science and Technology Development Agency
- 5. Mahidol University
- 6. Thammasat University
- 7. University of Melbourne
Description
Abstract Biocompatible materials that act as scaffolds for regenerative medicine are of enormous interest. Hydrogel-nanoparticle composites have great potential in this regard, however evaluations of their wound healing and safety in vivo in animal studies are scarce. Here we demonstrate that a guar gum/curcumin-stabilized silver nanoparticle hydrogel composite is an injectable material with exceptional wound healing and antibacterial properties. We show that the curcumin-bound silver nanoparticles themselves exhibit low cytotoxicity and enhance proliferation, migration, and collagen production in in vitro studies of human dermal fibroblasts. We then show that the hydrogel-nanoparticle composite promotes wound healing in in vivo studies on rats, accelerating wound closure by > 40% and reducing bacterial counts by 60% compared to commercial antibacterial gels. Histopathology indicates that the hydrogel composite enhances transition from the inflammation to proliferation stage of healing, promoting the formation of fibroblasts and new blood vessels, while target gene expression studies confirm that the accelerated tissue remodeling occurs along the normal pathways. As such these hydrogel composites show great promise as wound dressing materials with high antibacterial capacity.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة المواد المتوافقة حيوياً التي تعمل كسقالات للطب التجديدي ذات أهمية هائلة. تتمتع مركبات الهيدروجيل- الجسيمات النانوية بإمكانيات كبيرة في هذا الصدد، ومع ذلك فإن تقييمات التئام الجروح والسلامة في الجسم الحي في الدراسات الحيوانية نادرة. هنا نوضح أن مركب هيدروجيل الجسيمات النانوية الفضية المثبتة بصمغ الغار/الكركمين هو مادة قابلة للحقن ذات التئام جروح استثنائي وخصائص مضادة للبكتيريا. نظهر أن الجسيمات النانوية الفضية المرتبطة بالكركمين نفسها تظهر سمية منخفضة للخلايا وتعزز الانتشار والهجرة وإنتاج الكولاجين في الدراسات المختبرية للأرومات الليفية الجلدية البشرية. ثم نظهر أن مركب الهيدروجيل- الجسيمات النانوية يعزز التئام الجروح في الدراسات الحية على الفئران، وتسريع إغلاق الجروح بنسبة > 40 ٪ وتقليل عدد البكتيريا بنسبة 60 ٪ مقارنة مع المواد الهلامية المضادة للبكتيريا التجارية. يشير علم التشريح المرضي إلى أن مركب الهلام المائي يعزز الانتقال من مرحلة الالتهاب إلى مرحلة التكاثر للشفاء، مما يعزز تكوين الخلايا الليفية والأوعية الدموية الجديدة، في حين تؤكد دراسات التعبير الجيني المستهدف أن إعادة تشكيل الأنسجة المتسارعة تحدث على طول المسارات الطبيعية. على هذا النحو، تُظهر مركبات الهيدروجيل هذه وعدًا كبيرًا كمواد تضميد للجروح ذات سعة عالية مضادة للبكتيريا.Translated Description (French)
Résumé Les matériaux biocompatibles qui agissent comme des échafaudages pour la médecine régénérative présentent un énorme intérêt. Les composites hydrogel-nanoparticules ont un grand potentiel à cet égard, mais les évaluations de leur cicatrisation et de leur innocuité in vivo dans les études animales sont rares. Nous démontrons ici qu'un composite d'hydrogel de nanoparticules d'argent stabilisé à la gomme de guar/curcumine est un matériau injectable aux propriétés antibactériennes et cicatrisantes exceptionnelles. Nous montrons que les nanoparticules d'argent liées à la curcumine présentent elles-mêmes une faible cytotoxicité et améliorent la prolifération, la migration et la production de collagène dans des études in vitro de fibroblastes dermiques humains. Nous montrons ensuite que le composite hydrogel-nanoparticule favorise la cicatrisation des plaies dans des études in vivo sur des rats, accélérant la fermeture des plaies de plus de 40 % et réduisant le nombre de bactéries de 60 % par rapport aux gels antibactériens commerciaux. L'histopathologie indique que le composite d'hydrogel améliore la transition de l'inflammation au stade de prolifération de la guérison, favorisant la formation de fibroblastes et de nouveaux vaisseaux sanguins, tandis que les études d'expression des gènes cibles confirment que le remodelage accéléré des tissus se produit le long des voies normales. En tant que tels, ces composites hydrogel sont très prometteurs en tant que matériaux de pansement à haute capacité antibactérienne.Translated Description (Spanish)
Resumen Los materiales biocompatibles que actúan como andamios para la medicina regenerativa son de enorme interés. Los compuestos de hidrogel-nanopartículas tienen un gran potencial en este sentido, sin embargo, las evaluaciones de la cicatrización de sus heridas y la seguridad in vivo en estudios con animales son escasas. Aquí demostramos que un compuesto de hidrogel de nanopartículas de plata estabilizado con goma guar/curcumina es un material inyectable con excepcionales propiedades antibacterianas y de cicatrización de heridas. Mostramos que las propias nanopartículas de plata unidas a la curcumina exhiben baja citotoxicidad y mejoran la proliferación, la migración y la producción de colágeno en estudios in vitro de fibroblastos dérmicos humanos. A continuación, mostramos que el compuesto de hidrogel-nanopartículas promueve la cicatrización de heridas en estudios in vivo en ratas, acelerando el cierre de heridas en > 40% y reduciendo los recuentos bacterianos en un 60% en comparación con los geles antibacterianos comerciales. La histopatología indica que el compuesto de hidrogel mejora la transición de la inflamación a la etapa de proliferación de la cicatrización, promoviendo la formación de fibroblastos y nuevos vasos sanguíneos, mientras que los estudios de expresión de genes diana confirman que la remodelación tisular acelerada se produce a lo largo de las vías normales. Como tales, estos compuestos de hidrogel son muy prometedores como materiales de apósito para heridas con alta capacidad antibacteriana.Files
s41598-021-01262-x.pdf.pdf
Files
(4.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:576d3e51a7b5e6770d1bf353769732d6
|
4.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزيز خصائص التئام الجروح من صمغ الغار/الهلاميات النانوية الفضية المثبتة بالكركمين
- Translated title (French)
- Amélioration des propriétés cicatrisantes des hydrogels de nanoparticules d'argent stabilisés à la gomme de guar/curcumine
- Translated title (Spanish)
- Mejora de las propiedades cicatrizantes de los hidrogeles de nanopartículas de plata estabilizadas con goma guar/curcumina
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3214618631
- DOI
- 10.1038/s41598-021-01262-x
References
- https://openalex.org/W1949832432
- https://openalex.org/W1967162280
- https://openalex.org/W1969257164
- https://openalex.org/W1972315718
- https://openalex.org/W1994480476
- https://openalex.org/W1996138728
- https://openalex.org/W2006816193
- https://openalex.org/W2021979281
- https://openalex.org/W2030146796
- https://openalex.org/W2030560139
- https://openalex.org/W2030728789
- https://openalex.org/W2034706788
- https://openalex.org/W2058175127
- https://openalex.org/W2060119002
- https://openalex.org/W2101588259
- https://openalex.org/W2136057525
- https://openalex.org/W2142605112
- https://openalex.org/W2153532131
- https://openalex.org/W2166157514
- https://openalex.org/W2289284041
- https://openalex.org/W2463931401
- https://openalex.org/W2500440340
- https://openalex.org/W2701735813
- https://openalex.org/W2739621149
- https://openalex.org/W2747824692
- https://openalex.org/W2800409489
- https://openalex.org/W2801539942
- https://openalex.org/W2860073001
- https://openalex.org/W2878752601
- https://openalex.org/W2883818484
- https://openalex.org/W2887147563
- https://openalex.org/W2898127501
- https://openalex.org/W2898406359
- https://openalex.org/W2900354935
- https://openalex.org/W2902282736
- https://openalex.org/W2910027930
- https://openalex.org/W2913930991
- https://openalex.org/W2914594079
- https://openalex.org/W2945853742
- https://openalex.org/W2946073846
- https://openalex.org/W2964831060
- https://openalex.org/W2967937728
- https://openalex.org/W2976691297
- https://openalex.org/W2977972793
- https://openalex.org/W2979675549
- https://openalex.org/W2994073192
- https://openalex.org/W2996152205
- https://openalex.org/W2997812338
- https://openalex.org/W3001320941
- https://openalex.org/W3002858363
- https://openalex.org/W3006459702
- https://openalex.org/W3011827102
- https://openalex.org/W3011872891
- https://openalex.org/W3023895371
- https://openalex.org/W3048894321
- https://openalex.org/W3081801833
- https://openalex.org/W3088944547
- https://openalex.org/W3089474628
- https://openalex.org/W3091836206
- https://openalex.org/W3118839134
- https://openalex.org/W3120499003