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Jun 12, 2023

Hidrogel pegajoso à base de gelatina bioinspirada para diversas superfícies no tratamento de queimaduras

Relatórios Científicos volume 12, Número do artigo: 13735 (2022) Citar este artigo 4694 Acessos 4 Citações Detalhes das métricas O manejo adequado de queimaduras considera a adesão do paciente e fornece uma

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 13735 (2022) Citar este artigo

4694 Acessos

4 citações

Detalhes das métricas

O manejo adequado de queimaduras considera a adesão do paciente e fornece um ambiente para acelerar o fechamento da ferida. Hidrogéis pegajosos são propícios ao tratamento de feridas. Eles podem atuar como um adesivo preventivo de infecção com administração controlada de medicamentos e aderência superficial diversificada. Uma investigação baseada em hipóteses explora uma propriedade bioinspirada da polidopamina em um hidrogel à base de gelatina (GbH), onde o álcool polivinílico e o amido funcionam como a espinha dorsal do hidrogel. O GbH apresentou propriedades físicas promissoras com superfície rica em grupos O – H. O GbH ficou pegajoso em superfícies secas (vidro, plástico e alumínio) e superfícies úmidas (porco e frango). O GbH demonstrou cinética matemática para uma formulação transdérmica, e a toxicidade in vitro e in vivo do GbH em modelos de teste confirmou o crescimento saudável e a biocompatibilidade dos modelos. O GbH carregado com quercetina mostrou 45-50% de contração da ferida no dia 4 para queimaduras de segundo grau em modelos de ratos que foram equivalentes ao grupo de tratamento com sulfadiazina de prata. As estimativas de resistência à tração, bioquímicos, marcadores de tecido conjuntivo e NF-κB foram restauradas no dia 21 nas feridas curadas tratadas com GbH para imitar o nível normal da pele. O GbH bioinspirado promove cicatrização eficiente de queimaduras de segundo grau em modelos de ratos, indicando sua aplicabilidade pré-clínica.

A busca da humanidade por inspiração na natureza levou à criação bem-sucedida de hidrogéis novos e funcionais1. A biomimetização do muco protetor à base de lesmas contribuiu para o desenvolvimento de hidrogéis resistentes e aderentes à superfície de uma combinação de alginato-poliacrilamida2,3. Um complexo de dopamina eficaz no design de hidrogel adesivo de superfície, inspirado em animais aquáticos, como os mexilhões, onde a dopamina atua como o principal ingrediente para a adesão subaquática, foi desenvolvido recentemente4. Muitos hidrogéis bioinspirados foram projetados utilizando o biossistema como modelo para a compreensão de suas diversas funções, desde sua arquitetura molecular até sua geometria macroscópica5. Os hidrogéis são redes tridimensionais (3-D) complexas de cadeias poliméricas hidrofílicas e, dada a sua natureza hidrofílica, contêm quantidades significativas de água6,7. Eles apresentam inchaço quando expostos à água, especialmente porque o corpo humano tem água como componente principal e os hidrogéis podem conter grandes volumes de água. Assim, permitindo que sejam excelentes candidatos para diversos usos biomédicos, como engenharia de tecidos, distribuição de medicamentos, materiais autocurativos, biossensores e bandagens hemostáticas8,9.

O maior e essencial órgão do nosso corpo, a pele, é uma camada defensiva externa. Os materiais clássicos para curativos, como tecidos secos (gaze absorvente ou algodão), apresentam benefícios medicinais mínimos, envolvem dor e exigem ajustes frequentes no curativo, causando sofrimento contínuo ao paciente. Os hidrogéis são promissores, pois promovem a cura, mantendo um nível adequado de umidade no local da ferida. A maioria dos estudos sobre tratamento de feridas considera os hidrogéis o melhor candidato para curativos, pois possuem uma estrutura 3-D que se assemelha à matriz extracelular natural, o que garante à ferida uma atmosfera úmida10,11. As fraturas epiteliais e os sistemas conjuntivos sustentam a capacidade do corpo humano de garantir proteção suficiente contra danos externos12. A pele parece ser o mais vulnerável de todos os órgãos do corpo humano, desde hematomas e arranhões até queimaduras. Estatisticamente, as queimaduras são a quarta forma de trauma debilitante mais frequentemente encontrada13. Espera-se que um curativo ideal para queimaduras promova a recuperação em períodos mais curtos e alivie a dor, uma vez que as queimaduras exigem atenção médica prolongada.

Na última década, a química do catecol inspirada no mexilhão tornou-se uma parte intrigante da ciência, especialmente em hidrogéis , onde as composições de poliacrilamida e bis-acrilamida são uma matriz comum para um sistema de hidrogel aprisionado em catecol . Pesquisas indicam que o contato prolongado ou frequente de poliacrilamida e bisacrilamida com a pele pode desencadear dermatites e câncer em modelos animais16. Os resultados pré-clínicos sugerem que a exposição contínua a composições de poliacrilamida e bis-acrilamida em estudos com modelos animais comprometeu os sistemas reprodutivo e nervoso17. Embora vários curativos estejam prontamente disponíveis no mercado, uma solução inovadora de tratamento de feridas deve ser estabelecida para lidar com queimaduras. A presente investigação baseia-se na hipótese de que “a polidopamina exibe uma propriedade adesiva numa composição não tóxica de formulação de hidrogel”. Assim, o curativo GbH foi desenvolvido e seu desempenho físico e biológico em diversas superfícies foi avaliado. Finalmente, uma avaliação do padrão de liberação do medicamento do adesivo de hidrogel para curativos foi avaliada para compreender o padrão de difusão do medicamento da formulação na cicatrização de queimaduras parciais de segundo grau em modelos de ratos.