Polymeric Nanocarriers Pengobatan Regeneratif dan Aplikasi Topikal − Rakyat Biologi

Nanomaterials juga telah menemukan aplikasi luas dalam pengobatan regeneratif, yang bertujuan untuk mengembangkan dan menerapkan terapi yang mendukung penyembuhan cedera jaringan akibat penyakit atau kerusakan mekanis. Enkapsulasi fenitoin (merangsang fibroblas untuk produksi sitokin dan faktor pertumbuhan) ke dalam nanocarrier PCL secara signifikan mengurangi permeabilisasi kulit obat dibandingkan dengan obat bebas ketika diberikan dengan kitosan hidrogel. Contoh lain dari nanocarrier polimer yang tertanam dalam hidrogel digunakan sebagai anestesi lokal intraoral mukosa. Aplikasi standar EMLA (campuran lidokain dan prilokain) terbatas karena ketidaknyamanan pasien (misalnya rasa pahit dan terbakar). Muniz dkk mengusulkan nanocarrier PCL untuk enkapsulasi ganda lidokain dan prilokain yang terperangkap dalam hidrogel CARBOPOL (matriks kopolimer asam akrilat). Studi pada model tikus telah menunjukkan bahwa nanoformulasi memberikan durasi anestesi yang lebih baik dibandingkan dengan EMLA yang tersedia secara komersial dan obat-obatan gratis yang tertanam dalam hidrogel.

Pada saat yang sama, regenerasi jaringan adalah proses multi-langkah, dan penggunaan lebih dari satu agen aktif dan pelepasan obat secara berurutan jangka panjang pada tahap yang tepat dari proses penyembuhan diperlukan. Contoh menarik dari sistem nano yang digunakan untuk penyembuhan luka adalah enkapsulasi ganda bromelain dan asam salvianolic B menjadi nanofiber cangkang inti ultrafine yang dibuat dari PCL, poli (vinil alkohol), dan gelatin. Nanofibers dirancang untuk melepaskan bromelain secara berurutan pada tahap awal, dan asam salvianolic B pada tahap penyembuhan jaringan selanjutnya. Ini penting karena bromelain memiliki sifat anti-inflamasi, antimikroba, dan antikoagulan yang diperlukan pada fase peradangan awal. Asam salvianolic B meningkatkan penyembuhan luka dengan merangsang angiogenesis, re-epitelisasi, dan proliferasi sel pada fase proliferasi, pematangan, dan remodeling dari regenerasi kulit. Selama evaluasi in vitro, penulis membuktikan sifat biokompatibilitas, antibakteri, dan proangiogenik dari serat nano yang diuji. Selain itu, mereka mengkonfirmasi bahwa pelepasan berurutan berikutnya dari dua senyawa memberikan penyembuhan luka yang lebih cepat pada tikus dibandingkan dengan kontrol salin dan serat nano yang diturunkan.

Karena pada fase akhir penyembuhan tulang, lingkungan sekitar menjadi lebih basa. Tian dkk mengusulkan nanocarrier yang bergantung pada pH dengan faktor pertumbuhan - protein morfogenik tulang-2 (nBMP-2). Para penulis menggunakan polimerisasi radikal bebas dari N-(3-aminopropil) metakrilamida, akrilamida, dan gliserol dimetakrilat (pengikat silang yang dapat terdegradasi) untuk mensintesis cangkang polimer yang dapat terurai secara basa. Solusi ini memberikan pelepasan berkelanjutan BMP-2 di jendela terapi. Selama penelitian tentang fusi tulang belakang posterolateral pada tikus, nBMP-2 memiliki karakteristik superior pada BMP-2 bebas dan memberikan kualitas yang lebih baik dari tulang yang baru terbentuk dan mengurangi edema inflamasi yang tidak diinginkan. Selain itu, protein seperti faktor pertumbuhan sensitif terhadap protease jaringan, yang memberikan waktu paruh yang singkat di dalam tubuh. Dengan demikian, aplikasi nanocarriers juga mengurangi risiko proteolisis kargo yang diangkut.

Karena sifat pleiotropiknya, polifenol diusulkan untuk pengobatan osteoartritis. Untuk resveratrol transportasi ganda dan kurkumin, nanocarrier inti lipid perakitan sendiri dengan inti minyak biji anggur dan cangkang PCL diusulkan. Karena perbedaan kelarutan polifenol dalam minyak, obat ini menimbulkan pelepasan berurutan berikutnya dari nanocarrier. Hasilnya menunjukkan bahwa kombinasi polifenol yang diberikan dalam nanocarrier ini melindungi kondrosit terhadap stres oksidatif dan menunjukkan kemanjuran terapeutik yang lebih baik terhadap artritis tikus tanpa toksisitas yang tidak diinginkan.

Ada juga contoh penggunaan terapi gen dalam pengobatan osteoporosis. Sezlev Bilecen dkk berhasil mengusulkan PLGA nanocarrier dengan siRNA yang menghambat protein ekspresi RANK (Receptor activator of nuclear factor B), penting dalam aktivasi osteoklas. Lebih lanjut, nanocarrier yang dibangun dari gelatin amfifilik dengan TGF-β1 yang dienkapsulasi (transforming growth factor-β1) dan nanopartikel magnetik diusulkan untuk regenerasi tulang rawan. Pendekatan ini menggabungkan panduan magnetik dengan stimulasi kondrosit melalui faktor pertumbuhan. Formulasi nano yang disebutkan masih memerlukan evaluasi toksisitas serta efisiensi terapeutik in vivo.

Contoh yang menarik adalah pemberian obat sebagai obat tetes mata, yang terbatas karena pengenceran dan pembersihan obat yang cepat yang mengikuti produksi air mata dan refleks berkedip. Efektivitas nanopartikel di area ini adalah karena interaksi kornea yang lebih baik. Reimondez-Troitiño dkk menyajikan nanodroplets minyak yang dikelilingi oleh polipeptida kationik yang menembus sel - protamin atau poliarginin untuk penyembuhan luka kornea. Bahkan nanocarrier kosong yang diberikan dalam tetes mata mampu mempercepat penyembuhan luka dalam proses in vivo serupa dengan Cacicol® yang tersedia secara komersial. Penggunaan nanocarrier protamine dihasilkan dari penurunan derajat kabut kornea setelah penyembuhan jaringan dibandingkan dengan poliarginin. Efek ini mungkin karena aktivitas antifibrotik protamine. Namun, enkapsulasi tambahan siklosporin A atau vitamin A tidak meningkatkan efektivitas terapi dibandingkan dengan nanocarrier kosong. Semua nanoformulations tidak beracun dalam tes toleransi okular tikus.