Rawatan Baru Berasaskan Nanopartikel untuk Penyembuhan Luka Terbakar yang Lebih Baik

Pengenalan

Sendi terbakar adalah salah satu jenis kecederaan yang paling parah dan kompleks yang sering dihadapi dalam amalan klinikal. Proses penyembuhan yang rumit ini melibatkan beberapa tahap penting: hemostasis, keradangan, pembiakan, dan pengubahsuaian.¹ Setiap tahap ini perlu berlaku secara terkoordinasi untuk mencapai penyembuhan yang optimum. Walau bagaimanapun, risiko komplikasi yang tinggi, termasuk jangkitan, parut hipertrofik, dan luka yang tidak sembuh, menjadikan proses penyembuhan sangat tidak dapat diramalkan dan bergantung kepada keadaan pesakit.² Rawatan luka terbakar tradisional, seperti debridemen pembedahan, cangkok kulit, dan agen antimikrob topikal, seringkali tidak mencukupi untuk menangani cabaran ini, menunjukkan betapa pentingnya strategi terapi yang baru.^3,4

Nanoteknologi kini muncul sebagai bidang yang menjanjikan dalam meningkatkan penjagaan luka terbakar. Nanoscale saiz partikel, yang dikenali sebagai nanopartikel, mempunyai sifat fiziko-kimia unik yang memberikan kelebihan tersendiri dalam aplikasi perubatan.⁵ Kecilnya saiz membolehkan penyerapan lebih mendalam dalam tisu dan interaksi yang lebih baik dengan komponen selular, meningkatkan potensi terapeutiknya. Antara kelebihan ini adalah nisbah permukaan-ke-volume yang tinggi, yang meningkatkan reaksi dan interaksi dengan tisu biologi, serta kemampuan untuk difungsikan dengan pelbagai agen terapeutik, membolehkan penghantaran yang tepat dan terkawal. Keserasian nanopartikel menjadikannya sangat sesuai untuk mengatasi cabaran dalam pengurusan luka terbakar.^6–8

Dengan reka bentuk yang sesuai, nanopartikel dapat mengedarkan terapi yang mampu mengatur proses kritikal ini.⁹ Misalnya, nanopartikel berasaskan logam seperti perak dan titanium dioksida membuktikan keberkesanan antimikrob yang kuat, secara signifikan mengurangkan risiko jangkitan dalam luka terbakar.^10–12 Khususnya, nanopartikel perak terkenal dengan aktiviti antimikrob spektrum luas terhadap bakteria, kulat, dan virus. Partikel ini boleh dimasukkan ke dalam pembalut luka atau formulasi topikal, menyediakan pembebasan berterusan agen antimikrob secara langsung di lokasi luka.¹¹

Selain daripada pengawalan jangkitan, pengurusan keradangan juga menjadi aspek penting dalam penyembuhan luka terbakar.¹³ Keradangan yang berkekalan atau berlebihan dapat melambatkan proses penyembuhan dan menyebabkan luka kronik. Nanopartikel berasaskan polimer boleh direka untuk mengedarkan agen anti-radang secara terkawal, mengurangkan keradangan dan mempromosikan persekitaran yang kondusif untuk penyembuhan.^14,15 Sebagai contoh, nanopartikel yang dipenuhi dengan kortikosteroid atau ubat anti-radang bukan steroid (NSAIDs) dapat memberikan kesan anti-radang yang berterusan, mengurangkan keperluan untuk pengambilan ubat yang kerap dan meminimumkan kesan sampingan sistemik.¹⁶

Pemulihan tisu merupakan komponen penting dalam proses penyembuhan, dan nanopartikel dapat memainkan peranan yang signifikan dalam membantunya. Faktor pertumbuhan, seperti faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF) dan faktor pertumbuhan yang diperoleh dari platelet (PDGF), adalah penting untuk pembiakan sel, angiogenesis, dan pengubahsuaian tisu.^17,18 Nanopartikel boleh direka untuk mengedarkan faktor pertumbuhan ini secara terkawal dan berterusan, meningkatkan kebolehgunaan bio dan keberkesanannya sebagai terapi. Selain itu, vesikel ekstraselular (EV) yang berasal dari sel induk menunjukkan janji dalam meningkatkan pembiakan dan pembedahan sel, seterusnya membantu regenerasi tisu. Vesikel ini boleh dimuat dalam nanopartikel, menyediakan sistem penghantaran tepat yang meningkatkan potensi regeneratifnya.^19–21

Walaupun terapi berasaskan nanopartikel telah diteroka dalam pelbagai konteks biomedikal, ulasan ini memberi tumpuan kepada aplikasi novel yang khusus untuk penyembuhan luka terbakar. Kami bertujuan untuk menerangkan bagaimana nanopartikel dapat menyasar pelbagai tahap penyembuhan terbakar, menawarkan hasil terapeutik yang lebih baik. Nanopartikel berasaskan logam, seperti perak dan titanium dioksida, akan dibincangkan berkaitan dengan sifat antimikroba mereka dan peranan mereka dalam pengawalan jangkitan. Nanopartikel berasaskan polimer juga akan diteroka untuk pengedaran agen anti-radang dan faktor pertumbuhan, mempromosikan persekitaran penyembuhan yang baik. Selain itu, potensi nanopartikel yang dipenuhi EV dalam meningkatkan regenerasi tisu turut disorot. Berbanding dengan rawatan tradisional, kami akan menggali bagaimana kemajuan terkini dalam teknologi berasaskan nanopartikel—seperti sistem penghantaran ubat yang diperibadikan dan gabungan inovatif nanopartikel dengan vesikel ekstraselular (EV)—mampu meningkatkan hasil penyembuhan luka terbakar dengan signifikan.

Patologi Luka Terbakar

Luka terbakar mencabar klinikal disebabkan proses penyembuhan yang kompleks, yang boleh dibahagikan kepada tiga peringkat utama: keradangan, pembiakan, dan pengubahsuaian.^22,23 Setiap peringkat ini penting untuk pemulihan luka yang berjaya dan memerlukan urutan kejadian sel dan molekul yang tepat dan terkoordinasi (Rujuk Rajah 1).²⁴ Kelewatan atau gangguan dalam mana-mana satu daripada tahap ini boleh menyebabkan komplikasi, seperti jangkitan, penyembuhan yang tertunda, atau pembentukan parut yang tidak normal.

Rajah 1 Mekanisme yang terlibat dalam penyembuhan luka terbakar termasuk tindakan pelbagai faktor: TGF-α (faktor pertumbuhan transformasi alfa), FGF (faktor pertumbuhan fibroblas), PDGF (faktor pertumbuhan yang diperoleh dari platelet), VEGF (faktor pertumbuhan endotel vaskular), IL-8 (interleukin 8), dan TNF-α (faktor nekrosis tumor alfa). Diambil dari Huang R, Hu J, Qian W, Chen L, Zhang D. Kemajuan terkini dalam nanotherapeutik untuk rawatan luka terbakar. Burns Trauma. 2021;9:tkab026. Creative Commons.24

Fasa keradangan bertindak segera selepas kecederaan, ditandai dengan pengaktifan sistem imun yang cepat.²⁵ Fasa ini melibatkan pengambilan neutrofil dan makrofaj ke lokasi luka, yang memainkan peranan penting dalam membersihkan serpihan, patogen, dan tisu yang rosak. Respons keradangan ini penting mencegah jangkitan dan menetapkan pentas untuk proses penyembuhan seterusnya.^26,27 Neutrofil adalah responden pertama, tiba di tempat luka dalam masa beberapa minit, di mana mereka melakukan kesan antimikrob dan melepaskan isyarat untuk menarik makrofaj.²⁸ Makrofaj kemudian mengambil alih tugas untuk memfagositosi serpihan yang tinggal dan merembeskan sitokin serta faktor pertumbuhan yang mendorong pemulihan tisu.²⁹

Setelah fasa keradangan, luka memasuki fasa pembiakan, di mana tisu baru mula menggantikan yang rosak.³⁰ Fasa ini ditandai dengan pembiakan beberapa jenis sel, termasuk fibroblas, keratinocytes, dan endothelial cells. Fibroblas bertanggungjawab untuk menyintesis kolagen dan komponen matriks ekstraselular, membentuk tisu granulasi yang menyediakan rangka untuk pembentukan tisu baru. Keratinocytes membiak dan bergerak merentasi katil luka untuk memulihkan penghalang epidermal dalam proses yang dikenali sebagai re-epitelialisasi.³¹ Sel endothelial menyumbang kepada angiogenesis, pembentukan saluran darah baru, yang penting untuk membekalkan nutrien dan oksigen kepada tisu yang sedang sembuh.³² Kesemua proses ini mengakibatkan pembentukan tisu granulasi, re-epitelialisasi, dan angiogenesis, yang menggalakkan penyempitan luka dan pemulihan integriti kulit.

Fasa akhir penyembuhan luka terbakar adalah pengubahsuaian, yang boleh berlangsung beberapa bulan hingga tahun. Dalam fasa ini, tisu yang baru dibentuk mengalami pematangan dan pengaturan semula untuk meningkatkan ketahanan dan fungsinya.³³ Serat kolagen, yang awalnya diletakkan secara acak, disusun semula dan terhubung untuk membentuk matriks yang lebih tersusun dan tahan.² Myofibroblas, sel-sel khusus dalam tisu granulasi, membantu kontraksi luka dengan menarik tepi luka bersama-sama, mengurangkan saiznya.³⁴ Hasilnya adalah pembentukan tisu parut yang tahan lama yang memberikan sokongan struktur dan perlindungan. Namun, pengubahsuaian yang berlebihan boleh menyebabkan parut hipertrofik atau pembentukan keloid, yang mungkin mengakibatkan gangguan fungsional dan estetika.

Pelbagai faktor mempengaruhi proses penyembuhan lukaterbakar, menjadikannya sebagai proses yang sangat individu dan bervariasi. Beberapa faktor, termasuk tahap kecederaan bakar, jangkitan, dan ciri pesakit, mempengaruhi proses penyembuhan secara signifikan. Keterukan dan kedalaman luka bakar adalah penentu utama tahap kerosakan tisu dan kompleksitas mekanisme pemulihan yang diperlukan.³⁵ Luka bakar superfisial, seperti luka bakar tahap pertama, biasanya sembuh dengan sedikit bantuan, manakala luka bakar yang lebih dalam, seperti luka bakar tahap ketiga, mungkin memerlukan campur tangan perubatan yang lebih luas, termasuk cangkok kulit.²² Jangkitan memberi ancaman besar kepada proses penyembuhan, kerana patogen dapat memperburuk respons keradangan, mengakibatkan keradangan berpanjangan dan penyembuhan yang tertunda.³⁶ Menjamin persekitaran steril dan menggunakan agen antimikrob adalah penting untuk mencegah jangkitan dalam luka terbakar.

Kesihatan pesakit dan penyakit bersamaan juga memainkan peranan penting dalam penyembuhan luka terbakar. Keadaan seperti diabetes, pemakanan yang buruk, dan imuniti rendah dapat menjejaskan kemampuan penyembuhan semula jadi badan, mengakibatkan penyembuhan lambat atau tidak lengkap. Penyakit kronik mungkin memerlukan strategi rawatan khusus untuk mendorong penutupan luka yang berkesan. Pesakit diabetes, sebagai contoh, sering menghadapi masalah aliran darah dan neuropati, yang dapat menyusahkan penyembuhan luka.³⁷ Kekurangan zat makanan boleh menghalang badan daripada mendapatkan nutrien penting yang diperlukan untuk pemulihan selular dan fungsi imun, sekali gus mengganggu proses penyembuhan.³⁸ Individu yang mengalami imuniti rendah mungkin berjuang untuk membangun jawapan imun yang berkesan, meningkatkan kerentanan mereka terhadap jangkitan dan menyusahkan pengurusan luka.

Umur juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi penyembuhan luka terbakar. Pesakit yang lebih muda biasanya menunjukkan kebolehan regeneratif yang lebih baik dan sembuh lebih cepat berbanding pesakit yang lebih tua.³⁹ Dalam pesakit pediatrik, kulit yang lebih elastik dan keadaan kesihatan yang lebih baik menyumbang kepada penyembuhan yang lebih berkesan. Sebaliknya, pesakit yang lebih tua mungkin mengalami pemulihan yang lebih lambat disebabkan pengurangan pemulihan selular, pengeluaran kolagen yang berkurangan, dan penurunan umum dalam fungsi fisiologi.⁴⁰ Kehadiran penyakit kronik yang berkaitan dengan usia, seperti penyakit kardiovaskular dan diabetes, dapat memburukkan lagi proses penyembuhan di kalangan pesakit tua.

Jenis Nanopartikel Dalam Rawatan Luka Terbakar

Nanopartikel Berasaskan Logam

Nanopartikel berasaskan logam meraih perhatian luas kerana sifat unik mereka dan aplikasi yang luas, khususnya dalam rawatan luka terbakar.^41,42 Nanopartikel ini menawarkan kelebihan tersendiri disebabkan keberkesanan antimikrob, biokompatibiliti, dan kemampuannya dalam meningkatkan proses penyembuhan.

Nanopartikel Perak

Nanopartikel perak (AgNPs) menunjukkan potensi yang besar dalam rawatan luka terbakar, terutama disebabkan sifat antibakteria dan keupayaannya untuk mempromosikan regenerasi tisu.⁴³ AgNPs berkesan menentang pelbagai jenis bakteria, termasuk strain tahan pelbagai ubat, menjadikannya sangat berguna untuk mencegah dan merawat jangkitan dalam luka terbakar (Rujuk Rajah 2). Salah satu pendekatan adalah pembangunan hidrogel antibakteria boleh suntik yang menggabungkan liposom berisi asiaticoside dengan AgNPs yang sangat halus. Hidrogel ini mempromosikan penyembuhan yang lebih baik dalam luka terbakar yang dijangkiti melalui pembebasan berterusan ion perak (Ag+), yang bukan sahaja membantu melawan jangkitan tetapi juga merangsang aktiviti selular seperti migrasi dan angiogenesis yang penting untuk pemulihan tisu. Kajian in vivo menunjukkan prestasi yang lebih baik berbanding rawatan standard, mengetengahkan potensinya sebagai pilihan terapi canggih.⁴⁴ Selain itu, satu komposit cryogel gelatin/nanopartikel perak terbiodegradasi telah menunjukkan sifat yang luar biasa. Cryogel ini menunjukkan aktiviti antibakteria dan antibiofilm yang sangat baik, secara berkesan menangani cabaran pengeluaran eksudat yang tinggi dalam luka terbakar. Kemampuan penyerapan air yang tinggi membolehkan keseimbangan kelembapan yang optimum, sementara kemampuannya untuk menghentikan darah adalah penting untuk menguruskan kehilangan darah, terutamanya dalam kecederaan parah. Model eksperimen telah mengesahkan keberkesanannya dalam mempromosikan kontraksi luka, penumpukan kolagen, dan angiogenesis.⁴⁵ Pendekatan menjanjikan lain adalah pembalut luka komposit berstruktur sandwich dengan AgNPs yang terikat kukuh untuk mencegah ketoksikan sistemik sambil memastikan aktiviti antimicroba yang berterusan. Pembalut ini telah menunjukkan keberkesanan jangka panjang dalam mengurangkan kadar jangkitan dan meningkatkan penyembuhan dalam model babi yang teruk terbakar.⁴⁶

Kulit babi yang disteril dengan sinaran yang berfungsi dengan AgNPs menjadi pendekatan baru. Kaedah ini secara efektif mencegah jangkitan dalam luka bakar yang dalam dan menunjukkan kesan antibiofilm yang signifikan terhadap *Pseudomonas aeruginosa* yang tahan pelbagai ubat sambil mengekalkan profil sitotoksisiti yang baik.⁴⁷ Penggunaan kulit babi yang disteril dengan sinaran yang diserap dengan AgNPs juga bertindak sebagai rangka untuk sel kulit autologus, meningkatkan penumpukan matriks ekstraselular dan memperbaiki keseluruhan penyembuhan luka baik dalam keadaan pra-klinikal mahupun klinikal.⁴⁸ Secara keseluruhan, kajian ini menegaskan potensi besar AgNPs dalam membangunkan pembalut luka yang canggih. Pembalut ini tidak hanya menunjukkan sifat antibakteria yang kuat tetapi juga secara berkesan mempromosikan penyembuhan luka, menjadikannya sangat berharga untuk menguruskan kecederaan terbakar. Penggunaan AgNPs dalam pelbagai sistem penghantaran dan bahan meningkatkan keberkesanannya dan memperluaskan aplikasinya dalam penjagaan luka terbakar.

Rajah 2 Contoh AgNPs dalam luka terbakar. (A dan B) Spektrum serapan UV–vis bagi nanopartikel oksida perak yang disintesis dari larutan MC dengan 1.0 wt% asetat perak selama 48 jam. (C) Penilaian kesan penyembuhan salap pada kerosakan kulit akibat luka bakar melalui analisis histopatologi menggunakan pewarnaan Hematoksilin dan Eosin (H&E) (x40). Diulang dari Carbohydr Polym, volume 181, Kim MH, H Park HC. Hidrogel methylcellulose boleh suntik yang mengandungi nanopartikel oksida perak untuk penyembuhan luka terbakar. 579–586, hak cipta 2018, dengan kebenaran dari Elsevier.43

Nanopartikel Emas

Nanopartikel emas (AuNPs) telah muncul sebagai agen kuat untuk meningkatkan rawatan luka terbakar disebabkan sifat uniknya dan potensi untuk meningkatkan hasil terapeutik.⁴⁹ Nanopartikel ini terkenal kerana biokompatibilitinya, kemudahan pengubahsuaian permukaan, dan kemampuannya untuk menjadi pembawa bagi pelbagai agen terapeutik, menjadikannya sangat berkesan dalam mengatasi keperluan kompleks penyembuhan luka terbakar.⁵⁰ Salah satu fungsi utama adalah meningkatkan penghantaran faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF), protein penting untuk angiogenesis dan regenerasi tisu. AuNPs boleh direka dengan permukaan yang dikenakan negatif, memudahkan penghantaran transdermal VEGF merentasi penghalang kulit, meningkatkan pembaikan luka dengan ketara dengan mempertingkatkan vasularisasi. Penghantaran terhad ini membantu mengharungi batasan yang sering dihadapi dengan kaedah pentadbiran VEGF tradisional, yang sering berjuang untuk mencapai lokasi lesi dengan berkesan.⁵¹ Pengubahsuaian permukaan AuNPs untuk penghantaran terarah menekankan kelenturan dan keberkesanannya dalam meningkatkan proses penyembuhan tertentu dalam luka terbakar (Rujuk Rajah 3).

Pangkalan terapeutik AuNPs yang dilapisi dengan fitokimia juga telah diterokai dengan hasil menjanjikan dalam regenerasi kulit dalam luka pembedahan dan terbakar. Phyto-AuNPs menunjukkan peningkatan signifikan dalam regenerasi kulit, dicirikan oleh epidermis yang lebih tebal, tahap metalloproteinase-1 (MMP-1) yang dikurangkan, dan peningkatan aktiviti superoxide dismutase (SOD). Penemuan ini menunjukkan bahawa Phyto-AuNPs boleh mengatur persekitaran penyembuhan, mengurangkan pemecahan matriks sambil memperkuat pertahanan antioksidan, yang merupakan aspek penting untuk pemulihan tisu.⁵² Penggunaan fitokimia dalam pelapisan AuNP menonjolkan potensi menggabungkan nanoteknologi dengan bahan semula jadi untuk mencapai kesan penyembuhan sinergi.

Tambahan pula, sintesis “hijau” auNPs menggunakan ekstrak tumbuhan, seperti Tragopogon dubius, tidak hanya menjadikan proses pengeluaran berkelanjutan tetapi juga memberikan nanopartikel ini sifat antibakteria yang ketara. AuNPs yang disintesis telah terbukti secara efektif mengurangkan jumlah bakteria, terutamanya terhadap patogen seperti Staphylococcus aureus, yang sering terlibat dalam jangkitan luka. Dengan mengurangkan kehadiran bakteria dalam luka terbakar, AuNPs mencipta persekitaran yang lebih sesuai untuk penyembuhan, menambah lagi memudahkan regenerasi tisu dan pemulihan.⁵³ Pendekatan ini bukan sahaja menyokong cara yang berkelanjutan dalam sintesis nanopartikel tetapi juga meningkatkan aktiviti biologi AuNPs, memperluas aplikasinya dalam rawatan luka terbakar.

Secara keseluruhan, kajian ini menggambarkan kelenturan dan hasil positif AuNPs dalam penyembuhan luka terbakar. Kemampuan AuNPs untuk meningkatkan pelbagai aspek proses penyembuhan, dari mendorong angiogenesis dan regenerasi tisu kepada menyediakan perlindungan antibakteria, menekankan potensi mereka sebagai agen terapeutik serba boleh. Namun, walaupun penemuan awal menunjukkan janji, kajian lanjut diperlukan untuk memahami sepenuhnya mekanisme di mana AuNPs berfungsi dan untuk mengoptimumkan penggunaannya dalam konteks klinikal.

Rajah 3 Contoh AuNPs dalam rawatan luka terbakar. (A) Proses sintesis untuk AuNP-COOH dengan VEGF, dan pengukuran potensi Zeta setelah penggabungan AuNP-PEG-COOH dengan VEGF (AuNP-CONH-VEGF). (B) Pewarnaan H&E dilakukan pada penampang kulit 7 hari setelah rawatan transdermal dengan kawalan kosong, VEGF-Diterapkan, AuNP-CONH-VEGF, dan AuNP-CONH-OVA. Bar skala ditetapkan pada 50 μm (panel atas) dan 20 μm (panel bawah). Diperkasakan dengan kebenaran dari Chen Y, Gao J, Zhang Z, et al. Penghantaran Faktor Pertumbuhan Endotel Vaskular Transdermal dengan Nanopartikel Emas yang Direka Bentuk Permukaan. ACS Appl Mater Interfaces. 2017;9:5173–5180. Hak cipta © 2017 American Chemical Society.51

Nanopartikel Zinc Oksida

Kemajuan dalam nanoteknologi telah menyerlahkan potensi nanopartikel zink oksida (ZnO NPs) dalam meningkatkan rawatan luka terbakar berikutan sifat antimikrob, antioksidan, dan penyembuhan lukanya. Penyelidikan menunjukkan bahawa krim yang diformulasikan dengan ZnO NPs dan ekstrak calendula secara signifikan meningkatkan regenerasi tisu dan pembiakan fibroblas dalam tikus Wistar yang mengalami luka bakar. Ini menunjukkan bahawa ZnO NPs tidak hanya memiliki keunikan antimikrob dan antioksidan tetapi juga berfungsi secara sinergistik dengan calendula untuk memangkin proses penyembuhan luka.⁵⁴ Pendekatan lain, penggabungan ZnO NPs ke dalam filem gluten gandum yang diperkayakan dengan vitamin A dan E telah menunjukkan manfaat substantif dalam penyembuhan luka, termasuk peningkatan kontraksi luka, re-epitelialisasi, dan penumpukan kolagen dalam model tikus. Vitamin tersebut mungkin meningkatkan efek antioksidan dan saluran isyarat sel yang terlibat dalam penyembuhan, dengan itu mencipta platform yang kukuh bagi bahan penjagaan luka yang lebih maju.⁵⁵ Gabungan ZnO NPs dengan vitamin penting mencadangkan strategi menyeluruh untuk meningkatkan pelbagai aspek penyembuhan luka.

Penyelidikan lanjut juga meneroka penggabungan ZnO NPs dengan biopolimer untuk membangunkan gel dengan sifat reologi yang lebih baik dan peningkatan penyembuhan luka terbakar. Formulasi ini menunjukkan ketahanan mekanikal yang lebih baik dan memudahkan pengurusan luka yang lebih berkesan.^56,57 Mengintegrasikan biopolimer dengan ZnO NPs memberikan platform serba boleh untuk membangunkan bahan penjagaan luka yang lebih canggih. Penentuan ZnO NPs bersamaan bromelain dari nanofibre fibroin sutera telah menghasilkan pembalut antibakteria dan anti-radang yang sangat berkesan untuk luka bakar tahap kedua. Pembalut ini tidak hanya memberikan penghalang fizikal terhadap jangkitan tetapi juga secara beransur-ansur melepaskan ZnO NPs dan bromelain, yang dapat memodulasi respons keradangan dan meningkatkan aktiviti fibroblas—penting untuk penyembuhan yang berkesan.⁵⁸ Penggunaan ZnO NPs bersama enzim proteolitik seperti bromelain menunjukkan pendekatan baru dalam memodulasi persekitaran luka untuk hasil penyembuhan yang lebih baik. Filem fleksibel yang terdiri daripada chitosan, alginat, dan bentonit, yang dipadankan dengan ZnO NPs, juga telah dibangunkan. Filem ini menunjukkan aktiviti antibakteria yang cemerlang dan mempromosikan penyembuhan luka dermal, menekankan pentingnya komposisi filem dalam keberkesanan rawatan luka.⁵⁹ Penggunaan polimer semulajadi bersamaan dengan ZnO NPs memberikan cara yang biokompatibel dan berkesan untuk merawat luka terbakar (Rujuk Rajah 4). Di samping itu, hydrogel bioaktif baru yang diperkayakan dengan ZnO NPs dan vitamin C yang dihasilkan dari matriks ekstraselular yang tidak selular telah menunjukkan hasil yang luar biasa dalam pengurusan luka bakar dalam arnab. Formulasi hydrogel ini mempromosikan kontraksi luka yang signifikan dan mengurangkan keradangan sambil meningkatkan sintesis kolagen, menekankan pentingnya ZnO NPs dalam memudahkan pemulihan dan regenerasi tisu.⁶⁰ Secara keseluruhan, pengintegrasian ZnO NPs ke dalam pelbagai formulasi menunjukkan potensi mereka sebagai agen serba boleh dalam penyembuhan luka terbakar, beroperasi melalui mekanisme yang meningkatkan pembiakan sel, mengurangkan jangkitan, dan mempercepat regenerasi tisu, menjadikannya pilihan yang menjanjikan untuk strategi terapeutik canggih dalam penjagaan luka.

Rajah 4 Contoh ZnO NPs dalam merawat luka terbakar. (A) Filem chitosan/bentonit yang sangat fleksibel dan telus, dipadankan dengan gelatin dan nanopartikel ZnO yang diperolehi melalui sintesis hijau, telah dibangunkan sebagai pembalut kulit yang berkesan untuk merawat kecederaan terbakar. (B) Ilustrasi skematik proses persediaan filem komposit. Diulang dari Int J Biol Macromol, volume 184, Nozari M, Gholizadeh F. Kajian novel pada filem fleksibel chitosan/alginate dan chitosan/bentonit yang dipadankan dengan nanopartikel ZnO untuk mempercepat penyembuhan luka dermal: penilaian in vivo dan in vitro. 235–249, Hak cipta 2021, dengan kebenaran dari Elsevier.59

Nanopartikel Titanium Dioksida

Pembangunan terkini dalam nanoteknologi secara signifikan telah memajukan rawatan luka terbakar, khususnya melalui penggunaan nanopartikel titanium dioksida (TiO₂ NPs). Nanopartikel ini semakin dikenali kerana sifat multifungsinya, yang menawarkan jalan baru untuk meningkatkan penjagaan luka. Satu strategi yang menonjol melibatkan penghasilan membran dari chitosan dan selulosa yang digabungkan dengan TiO₂ NPs yang dipuja sulfur. Dengan menggunakan teknik gelasi beku, membran ini menunjukkan kapasiti pembengkakan yang signifikan, biodegradabiliti, dan sifat proangiogenik. Penyertaan TiO₂ NPs dalam membran ini telah terbukti meningkatkan angiogenesis, pembentukan saluran darah baru yang penting untuk membekalkan nutrien dan oksigen kepada tisu yang sedang sembuh. Selain itu, TiO₂ NPs dapat meningkatkan aktiviti metabolik selular, menyokong persekitaran yang sesuai untuk penyembuhan luka yang efektif.⁶¹ Dalam satu lagi perkembangan, particul besar berongga polikaprolakton (YSP) multifungsi telah direka untuk mengandungi nanopartikel TiO₂-Ag dan polisakarida Ganoderma lucidum. Komponen ini disertakan untuk sifat antibakteria dan antioksidan mereka, manakala nanopartikel oksida besi ditambahkan untuk kesan terapeutik fototermal. YSP menunjukkan biokompatibiliti yang luar biasa bersama dengan sifat antioksidan dan antibakteria yang kuat. Efficacy mereka dalam meningkatkan penyembuhan luka bakar telah ditambah baik secara signifikan apabila digabungkan dengan terapi laser, menunjukkan potensi TiO₂ NPs dalam kombinasi dengan modaliti terapeutik lain (Rujuk Rajah 5). Tambahan pula, pembalut span hybrid telah dibangunkan dengan menggabungkan asid hyaluronik yang dimodifikasi dengan dopamin, gelatin, poliheksametilen biguanide, dan TiO₂ NPs. Pembalut inovatif ini menampilkan kekuatan mekanikal yang luar biasa, lekatan basah yang berkesan, dan sifat antibakteria yang kuat. Kebolehan pembalut untuk menangkap spesies oksigen reaktif (ROS) amat bermanfaat, kerana ROS yang berlebihan boleh menghambat penyembuhan dan mendorong keradangan. Kajian in vivo telah menunjukkan bahawa pembalut span multifungsi ini secara signifikan mempercepat penyembuhan lukaluka bakar penuaan tebal penuh yang dijangkiti dengan mempromosikan proses penting seperti reepitelialisasi, penumpukan kolagen, dan angiogenesis. Tambah lagi, ia memodulasi respons keradangan, mengurangkan keradangan berlebihan yang boleh menyusahkan penyembuhan.⁶³ Secara keseluruhan, TiO₂ NPs menyumbang kepada pendekatan komprehensif dalam pengurusan luka terbakar melalui peningkatan angiogenesis, menyokong metabolisme selular, dan mengawal keradangan.

Rajah 5 Penggunaan TiO2 NPs dalam luka terbakar. (A) Rajah skematik sistem electrospraying trineedle coaxial dan peranti pengumpulan yang digunakan dalam kajian ini. (B) Graf termal dan lengkung kenaikan suhu yang mewakili kumpulan Laser ditambah YSP. Diulang dengan kebenaran dari Zhang C, Li Y, Hu Y, et al. Kejuruteraan Partikel Beronong Menggunakan Pembesar Bantu Tanpa Pelarut untuk Pembaikan Luka Berkaitan Terbakar. ACS Appl Mater Interfaces. 2019;11:7823–7835, Hak cipta 2019, American Chemical Society.62

Nanopartikel Berasaskan Polimer

Nanopartikel berasaskan polimer (PNPs) mewakili kemajuan terkini dalam rawatan luka terbakar, menunjukkan kelenturan dan keberkesanan yang luar biasa. Nanopartikel ini direka untuk mengedarkan agen terapeutik secara terkawal sambil meminimumkan kesan sitotoksik.⁶² Ciri unik mereka menjadikan mereka sangat sesuai untuk mengatasi kompleksitas yang berkaitan dengan luka terbakar, termasuk pengawalan jangkitan, mengurangkan keradangan, dan regenerasi tisu.

Nanopartikel Berasaskan Polimer Terbiodegradasi

PNPs terbiodegradasi telah muncul sebagai bahan yang signifikan dalam rawatan luka terbakar, menawarkan manfaat ketara seperti pengedaran ubat yang berterusan dan dikurangkan sitotoksisiti. Salah satu contoh yang menonjol adalah nanopartikel PLGA yang dimuatkan dengan quercetin. Dalam kajian dengan tikus Wistar, nanopartikel ini tidak sahaja mempercepat penutupan luka tetapi juga mengurangkan keradangan. Quercetin, sejenis flavonoid yang terdapat secara semula jadi dan dikenali kerana sifat antioksidan dan anti-inflamasi yang kuat, dimasukkan dalam nanopartikel PLGA, yang meningkatkan kelarutannya dan penyerapan selular, memaksimumkan manfaat terapeutiknya dalam rawatan terbakar.⁶⁴ Satu aplikasi lainnya adalah formulasi bio-nanokomposit yang menggabungkan carmustine dengan nanopartikel emas. Pendekatan inovatif ini bukan sahaja memberikan kesan anti-tumor tetapi juga mempromosikan penyembuhan tisu dalam luka terbakar. Kehadiran nanopartikel emas meningkatkan penghantaran dan keberkesanan carmustine, menunjukkan strategi multifacet yang menangani kedua-dua perawatan kanser dan pengurusan luka secara serentak.⁶⁵ Di samping itu, span kolagen marin yang disuntik dengan nanopartikel perak fitokimia memberikan kemajuan dalam terapi luka terbakar. Kolagen marin terkenal dengan biokompatibiliti dan potensi regenerasinya, menjadikannya sebagai rangka yang cemerlang untuk penyembuhan luka. Apabila digabungkan dengan nanopartikel perak fitokimia, yang menawarkan sifat antimikrob, span ini memudahkan pembebasan ubat yang berterusan dan mendukung regenerasi tisu. Sinergi antara matriks kolagen dan nanopartikel menciptakan persekitaran terapeutik yang berkesan untuk penyembuhan.⁶⁶ Ini menekankan potensi penggabungan bahan semulajadi dengan nanoteknologi untuk terapi luka terbakar yang inovatif. Penggunaan nanopartikel berasaskan polimer terbiodegradasi dalam penyembuhan luka terbakar menunjukkan potensi nanomedik untuk menangani cabaran perubatan yang kompleks. Dengan menjamin pengedaran ubat yang berterusan dan meminimumkan sitotoksisiti, nanopartikel ini menawarkan penyelesaian yang menjanjikan untuk meningkatkan proses penyembuhan.

Nanopartikel Berasaskan Polimer Sintetik

Polimer sintetik seperti polyethylene glycol (PEG) dan polyvinyl alcohol (PVA) telah menunjukkan keberkesanan yang signifikan dalam terapi berasaskan nanopartikel untuk rawatan luka terbakar. Polimer ini berfungsi sebagai pembawa berfungsi untuk agen terapeutik, meningkatkan stabiliti ubat dan membolehkan pembebasan yang terkawal. Salah satu contoh utama adalah penggunaan curcumin yang dimuatkan dengan PEG yang disatukan dalam nanopartikel chitosan-gelatin (C-PEG-CGNPs). Dalam kajian eksperimen pada tikus, nanopartikel ini memudahkan peningkatan yang signifikan dalam penyembuhan luka terbakar, ditandai dengan peningkatan distribusi fibroblas, percepatan reepitelialisasi, dan pengurangan keradangan. Gabungan curcumin—dikenali dengan sifat anti-inflamasi dan antioksidannya yang kuat—dengan PEG dan matriks chitosan-gelatin menghasilkan kesan sinergitik yang mengoptimumkan proses pemulihan luka, mungkin melalui pengaturan saluran keradangan dan promosi proliferasi sel melalui pengawalan protein kunci seperti Bcl-2 dan caspase-3.⁶⁷ Pendekatan lain melibatkan nanopartikel hyaluronate yang dimasukkan ke dalam filem polimer yang mengandungi vitamin E dan ekstrak Aloe vera. Formulasi ini memberikan mekanisme ganda: filem polimer menyokong pembebasan terkawal vitamin E, sebagai antioksidan yang membantu melindungi sel kulit, sementara Aloe vera menyumbang kesan pemulihan dan menenangkan yang terkenal. Strategi ini menonjolkan potensi penggabungan polimer sintetik dengan ekstrak semula jadi, meningkatkan regenerasi kulit dan penyembuhan luka secara keseluruhan melalui pendekatan pelbagai aspek.⁶⁸ Komposit nano-chitosan-perak curcumin (Chi-Ag Cur NC) mewakili satu lagi aplikasi menjanjikan dalam rawatan luka terbakar. Nanokomposit ini memanfaatkan sifat antibakteria perak bersamaan dengan manfaat anti-radang curcumin. Pendekatan sintesis hijau yang digunakan dalam penciptaan nanokomposit ini tidak hanya mengekalkan biokompatibiliti dengan fibroblas dermal manusia, tetapi juga memastikan keberkesanan komponen antibakteria terhadap patogen biasa yang berkaitan dengan luka terbakar. Dengan menyasarkan jangkitan bakteria sambil mempromosikan penyembuhan, Chi-Ag Cur NC dapat menangani dua aspek penting dalam pengurusan luka terbakar.⁶⁹ Secara keseluruhan, polimer sintetik seperti PEG dan PVA secara signifikan meningkatkan pembebasan terkawal dan ketersediaan bio agen terapeutik, menjadikannya calon yang hebat untuk terapi penyembuhan luka yang maju. Pengintegrasian mereka dalam nanomedik mewakili pendekatan terkini untuk mengatasi kompleksiti rawatan luka terbakar.

Nanopartikel Berasaskan Polimer Semulajadi

Polimer semulajadi menawarkan kelebihan unik dalam pembangunan terapi berasaskan nanopartikel yang bertujuan meningkatkan proses penyembuhan sambil memastikan kesesuaian dengan tisu biologi. Satu contoh penting melibatkan penggunaan nanopartikel kayu manis yang terlapisi dalam nanopartikel chitosan-gelatin (CNP-CGNPs). Penyelidikan yang dilakukan terhadap tikus dengan ulser kaki diabetes menunjukkan bahawa nanopartikel ini mempercepat penyembuhan luka dengan ketara. Rawatan ini bukan sahaja mempercepat penutupan luka tetapi juga menunjukkan hasil histomorfometrik yang lebih baik, yang boleh dikaitkan dengan gabungan chitosan dan gelatin yang memanfaatkan sifat antimikrob dan anti-radang semulajadi kayu manis, dengan itu mengoptimumkan proses penyembuhan.⁷⁰ Satu aplikasi menjanjikan lain adalah hidrogel komposit biodegradable yang terbuat dari gelatin dan nanopartikel perak. Hidrogel ini menunjukkan sifat antibakteria dan antibiofilm yang kukuh, menjadikannya berkesan untuk merawat luka bakar yang dijangkiti. Dalam kajian, ia terbukti menggalakkan kontraksi luka, merangsang penumpukan kolagen, dan meningkatkan angiogenesis sambil secara serentak mengurangkan keradangan. Penggabungan nanopartikel perak ke dalam matriks gelatin secara signifikan meningkatkan keberkesanan antibakteria hidrogel, memberikan penyelesaian yang efektif untuk luka bakar yang mudah dijangkiti.⁴⁵ Di samping itu, nanopartikel chitosan-curcumin yang dimodifikasi dengan gelombang mikro menunjukkan sifat fiziko-kimia yang luar biasa dan profil pembebasan ubat yang berterusan. Nanopartikel ini tidak hanya menunjukkan aktiviti antimikrob yang kuat terhadap patogen biasa tetapi juga mendorong migrasi sel dalam fibroblas dermal manusia, yang penting untuk penyembuhan luka yang berkesan. Rawatan gelombang mikro meningkatkan kestabilan dan ketersediaan curcumin—dikenali dengan kesan anti-inflamasi dan antioksidannya—dengan itu memperkuat potensi terapeutiknya.⁷¹ Secara keseluruhan, penggunaan nanopartikel berasaskan polimer semulajadi dalam penyembuhan luka terbakar menggambarkan kemampuan mereka untuk meningkatkan proses penyembuhan secara sinergis melalui pelbagai mekanisme molekul, seperti mendorong pembiakan sel, memodulasi keradangan, dan memudahkan regenerasi tisu. Pembangunan bahan maju ini terus menaruh harapan untuk meningkatkan hasil klinikal dalam pengurusan luka terbakar.

Vesikel Ekstraselular dalam Penyembuhan Luka Terbakar

Eksosom

Penyelidikan terkini menekankan potensi terapeutik signifikan eksosom dalam rawatan luka terbakar melalui pelbagai mekanisme. Eksosom, vesikel kecil terikat membran yang dilepaskan oleh sel, kaya dengan protein, lipid, dan asid nukleik, yang mereka hantar kepada sel penerima untuk mempengaruhi pelbagai proses sel.^72,73 Satu penemuan kritikal dari kajian penjujukan generasi akan datang adalah pengenalan profil mikroRNA (miRNA) tertentu dalam eksosom plasma daripada pesakit terbakar. MiRNA ini terlibat dalam memodulasi ekspresi gen yang berkaitan dengan respons penyembuhan luka. Khususnya, beberapa miRNA yang dinyatakan semula dalam kadar tinggi ditemui berinteraksi dengan gen utama yang terlibat dalam proliferasi sel dan keradangan, menggambarkan bagaimana eksosom dapat mengatur persekitaran sel post-terbakar dan mempromosikan pemulihan.⁷⁴ Selain itu, eksosom yang berasal dari keratinosit sel induk yang diprogramkan telah menunjukkan keberkesanan yang luar biasa dalam mempercepat penyembuhan luka terbakar. Khususnya, miR-762 di dalam eksosom ini telah terbukti meningkatkan migrasi keratinosit dan sel endothelial, penting untuk angiogenesis dan re-epitelialisasi. Mekanisme ini menekankan kemampuan eksosom yang berasal dari sel induk untuk memudahkan proses penting dalam penyembuhan luka, seperti migrasi sel dan pembentukan salur darah.⁷⁵ Eksosom dari sel induk mesenkimal yang diperoleh dari lemak (ADMSC), khususnya ketika diintegrasi ke dalam hidrogel hyaluronan dengan pembebasan terkawal, juga menunjukkan kesan terapeutik yang signifikan. Sistem hidrogel ini bukan sahaja memastikan pembebasan eksosom yang berterusan tetapi juga menciptakan persekitaran yang baik untuk proliferasi sel, migrasi, dan pengubahsuaian kolagen—proses penting untuk pemulihan luka yang berkesan.⁷³ Tambahan pula, aplikasi inovatif yang menggabungkan hidrogel yang dipenuhi eksosom dengan peptida antimikrob telah muncul. Pendekatan ini tidak hanya mempromosikan penyembuhan luka tetapi juga mengurangkan pembentukan parut dengan mengatur aktiviti fibroblas dan menghalang pengumpulan kolagen yang berlebihan. Kesan sinergistik terapi ini menggambarkan strategi baru untuk meningkatkan penyembuhan sambil meminimalkan parut, yang sering menjadi isu utama dalam pemulihan luka bakar (Rujuk Rajah 6).⁷⁶ Secara keseluruhan, eksosom mewakili jalan menjanjikan untuk terapi luka terbakar, beroperasi melalui interaksi molekul yang kompleks yang meningkatkan proses penyembuhan, memperbaiki regenerasi tisu, dan berpotensi mengurangkan komplikasi yang berkaitan dengan kecederaan terbakar.

Rajah 6 Eksosom dalam meningkatkan penyembuhan luka terbakar. (A) Penyediaan hidrogel HD-DP7 dan HucMSC-Exos-loaded HD-DP7/Exo. (B) HD-DP7/Exo memudahkan penyembuhan tanpa parut pada luka bakar tahap kedua yang dalam dengan menunjukkan tindakan antibakteria, kesan anti-apoptosis, sifat anti-radang, mendorong angiogenesis, meningkatkan reepitelialisasi, dan mengatur sintesis matriks ekstraselular. Diulang dari Biomaterials, volume 308, Yang Y, Zhang J, Wu S, et al. Pembalut luka yang dipenuhi eksosom/peptida antimikrob promosi penyembuhan luka tanpa parut melalui fungsi pelbagai yang dimediasi oleh miR-21-5p. 122558, Hak cipta 2024, dengan kebenaran dari Elsevier.76

EV Lain

Selain eksosom, jenis EV lain juga menunjukkan potensi signifikan dalam meningkatkan rawatan luka terbakar melalui pelbagai mekanisme. Plasma EV yang dilepaskan selepas kecederaan terbakar yang teruk mendapati dapat memodulasi fenotip makrofaj dan fungsinya, meniru respons imun yang dilihat pada mangsa terbakar dan mencadangkan penglibatan EV dalam disfungsi imun pasca-terbakar.⁷⁷ Ini menonjolkan peranan EV dalam mengatur respons imun selepas kecederaan terbakar. Vesikel ekstraselular kecil (sEV) dari sel induk mesenkimal yang diperoleh dari darah haid muncul sebagai agen yang menjanjikan dalam pengurusan luka bakar tahap ketiga. sEV ini memudahkan penutupan luka dan mendorong neoangiogenesis, mempercepat pembentukan saluran darah baru yang penting untuk penyembuhan berkesan. Sifat regeneratif sEV ini menunjukkan kemampuan mereka untuk mengatasi kecederaan terbakar yang teruk.⁷⁸ Di samping itu, faktor-faktor dan EV yang diasingkan dari cecair liposakti menunjukkan kemampuan signifikan untuk mempercepat penyembuhan luka dalam model tikus. EV ini bukan sahaja meningkatkan kualiti kulit yang sembuh dengan merangsang regenerasi appendages cutaneous, tetapi juga mengurangkan pembentukan parut, menunjukkan potensi terapeutiknya.⁷⁹ Begitu juga, mikrovikel yang berasal dari sel induk pluripotent yang diinduksi (iPSCs) telah terbukti mempercepat penyembuhan luka bakar tahap kedua yang dalam. Kesan penyembuhan ini terutama dimediasi oleh miR-16-5p, sejenis mikroRNA yang mendorong migrasi keratinosit, menekankan peranan penting mikroRNA yang dibawa oleh EV dalam pemulihan tisu.⁸⁰ Pelbagai EV menunjukkan kesan baik mereka dengan mengatur respons imun, meningkatkan migrasi sel, dan meningkatkan kualiti penyembuhan luka secara keseluruhan melalui saluran biologi yang rumit. Ini menempatkan EV sebagai pendekatan transformasi dalam penjagaan luka, menawarkan rawatan yang disasarkan dan berkesan yang memenuhi keperluan pelbagai dalam penyembuhan luka.

EV yang Direka

Dengan perkembangan EV yang direka, potensi terapeutik EV dalam rawatan luka terbakar ditingkatkan lagi. EV yang direka boleh disediakan untuk membawa kargo khusus, seperti faktor pertumbuhan, sitokin, atau miRNA, untuk menyasarkan dan memodulasi saluran tertentu yang terlibat dalam penyembuhan luka. Sebagai contoh, EV yang direka boleh dimuat dengan faktor pertumbuhan untuk merangsang angiogenesis atau dengan sitokin anti-radang untuk mengurangkan keradangan.⁸¹

Walaupun EV yang direka menawarkan pendekatan yang disasarkan dan berkesan untuk mempromosikan penyembuhan luka dan regenerasi tisu, aplikasinya dalam luka terbakar terhad oleh cabaran yang berkaitan dengan pengeluaran skala besar, kestabilan penyimpanan, dan kebimbangan keselamatan. Pengeluaran laporan besar-besaran EV yang mengekalkan kualiti dan fungsi yang konsisten masih merupakan satu lagi halangan. Selain itu, memastikan kestabilan EV semasa penyimpanan dan pengangkutan adalah penting untuk klinikal terpakai mereka yang berkesan. Kebimbangan keselamatan, termasuk potensi reaksi imun atau kesan yang tidak diingini, juga perlu diatasi dan dinilai secara menyeluruh.⁸²

Penyelidikan lanjut diperlukan untuk menangani cabaran ini dan mengoptimumkan penggunaan EV yang direka untuk rawatan luka terbakar. Ini termasuk membangunkan proses pengeluaran yang mantap, menubuhkan protokol standard untuk penyimpanan dan pengangkutan EV, dan menjalankan penilaian keselamatan yang komprehensif. Dengan mengatasi halangan ini, potensi terapeutik penuh EV yang direka dapat direalisasikan, membuka jalan bagi aplikasinya yang berkesan dalam konteks klinikal.

Mekanisme Tindakan

Sifat Antimikrob

NPs menunjukkan aktiviti antimikrob yang luar biasa, sangat berguna dalam pengurusan luka terbakar di mana jangkitan sering merumitkan penyembuhan. Kesan antimikrob mereka adalah pelbagai, melibatkan interaksi fizikal dan kimia dengan sel mikroba yang membawa kepada kemusnahannya. Salah satu mekanisme utama adalah penghasilan spesies oksigen reaktif (ROS) oleh nanopartikel perak (Ag) dan zink oksida (ZnO). ROS ini merusak membran sel bakteria, protein, dan asid nukleik, yang akhirnya membawa kepada kematian sel. Sebagai contoh, Ag NPs terikat pada dinding sel bakteria, menyebabkan kerosakan struktur dan pembebasan ion perak, yang mengganggu pernafasan mikroba. Tindakan ini berkesan khusus terhadap strain tahan antibiotik seperti *Acinetobacter baumannii* dan *Pseudomonas aeruginosa*, kedua-duanya biasa dalam luka terbakar. Penyelidikan menunjukkan bahawa Ag dan ZnO NPs yang disintesis secara hijau, yang dicirikan melalui teknik-teknik seperti spektroskopi UV-visible dan mikroskop elektron pengimbasan, menunjukkan aktiviti antibakteria yang tinggi terhadap patogen ini apabila dimasukkan dalam pembalut kapas.⁸³ Nanopartikel juga menyasarkan biofilm bakteria, yang merupakan komuniti mikroba yang tahan yang melindungi bakteria dari antibiotik. Satu pendekatan menggunakan nanopartikel poli(L-laktat) yang berasaskan curcumin-nisin (CurNisNp) dalam terapi fotodinamik foto-sonodinamik (aPSDT) telah menunjukkan keberkesanan dalam memecahkan biofilm. Kaedah ini, melalui penghasilan ROS sebagai tindak balas kepada cahaya dan penggubahan ultrasound, bukan sahaja menghalang pertumbuhan biofilm tetapi juga mempercepatkan pembaharuan kulit dalam luka terbakar yang dijangkiti.¹⁶ Nanopartikel perak yang dimasukkan ke dalam hidrogel, disintesis melalui sinaran gamma, terbukti menjadi agen antimikrob yang sangat berkesan. Hidrogel ini melepaskan ion perak dari semasa ke semasa, membunuh patogen seperti *Staphylococcus aureus* dan *Candida albicans*. Keupayaan mereka untuk mengekalkan penghalang mikroba sambil mempromosikan penyerapan cecair menjadikan mereka ideal untuk merawat luka terbakar.⁸⁴ Selain itu, membran poli-kaprolakton-gelatin-perak (PCLGelAg) menunjukkan keberkesanan antibakteria yang luar biasa, secara berkesan membunuh kedua-dua Gram-positif dan Gram-negatif bakteria dengan kepekatan minimum bahan bakteria (MBC) yang paling rendah. Ketiga-tiga pembalut—PCLGelAg, Aquacel, dan UrgoTul—menunjukkan aktiviti antibakteria dalam 24 jam pertama, mempromosikan penyembuhan luka dan mencegah jangkitan serta keradangan (Rujuk Rajah 7).⁸⁵ Menggabungkan nanopartikel zink oksida (ZnO) dengan hidrogel menawarkan manfaat berganda—tindakan antimikrob dan kesan anti-radang. Dengan menghalang pertumbuhan bakteria dan mengurangkan keradangan di lokasi luka, bahan komposit ini mempromosikan penyembuhan yang lebih cepat untuk luka terbakar.⁸⁶ Singkatnya, nanopartikel memberikan pendekatan serangan yang kuat dan multi-sasaran untuk melawan jangkitan mikroba dalam luka terbakar. Melalui generasi ROS, kerosakan membran, pemecahan biofilm, dan pembebasan antimikrob yang berterusan, nanopartikel meningkatkan kedua-duanya penghapusan patogen dan proses penyembuhan luka.

Rajah 7 Membran poli-kaprolakton-gelatin-perak (PCLGelAg) menunjukkan keberkesanan antibakteria yang luar biasa. (A) Zon halangan dan purata diameter untuk *P. aeruginosa* dan *S. aureus* yang dirawat dengan (a) Aquacel, (b) PCLGelAg, dan (c) UrgoTul. Disk dipindahkan kepada plat agar baru setiap 24 jam selama 3 hari. (B) Zon halangan dan purata diameter pembalut luka: (a) Aquacel, (b) PCLGelAg, dan (c) UrgoTul terhadap *P. aeruginosa* dan *S. aureus*, yang diperhatikan setiap 24 jam selama 7 hari. Diubah suai daripada Do TB, Nguyen TN, Ho MH, et al. Keberkesanan pembalut antimikrob elektrosprun perak dalam mempercepat pemulihan luka terbakar ketebalan separuh menggunakan model babi. Polymers. 2021;13. Creative Commons.85

Kesan Anti-Inflamasi

Nanopartikel menunjukkan sifat anti-inflamasi yang signifikan, yang penting untuk penyembuhan luka terbakar yang berkesan. Beberapa pendekatan berasaskan nanopartikel telah terbukti berkesan dalam mengurangkan keradangan berlebihan, mencegah jangkitan, dan mempromosikan regenerasi tisu. Contoh yang ketara adalah hidrogel berfungsi yang menggabungkan gelatin metakrilat (GelMA) dengan nanopartikel perak yang terbenam dalam rangka kerja logam-organik β-cyclodextrin (Ag@MOF) dan asid hyaluronik-epigallocatechin gallate (HA-E). Hidrogel ini memodulasi respons imun dengan mendorong pengubahan makrofaj dari fenotip pro-inflamasi M1 kepada fenotip anti-inflamasi M2, yang penting untuk menyelesaikan keradangan dan mempromosikan pemulihan tisu. Perubahan ini dipacu oleh pengaktifan jalur isyarat Wnt non-kanonik, yang terlibat dalam pengawalan imun dan angiogenesis, memberikan penyembuhan luka terbakar yang lebih baik melalui peningkatan penumpukan kolagen dan percepatan reepitelialisasi.⁸⁷

Nanosfer yang diperoleh daripada sekam lidah buaya (AVpNVs) juga menunjukkan sifat anti-inflamasi yang ketara dengan merendahkan rembesan sitokin pro-inflamasi, seperti TNF-α, IL-1β, dan IL-6, dalam makrofaj dan keratinosit yang di-stimulus LPS. Pengurangan tahap sitokin ini mencegah keradangan kronik dan fibrosis dengan menghalang pembezaan myofibroblast. Mekanisme molekul melibatkan penekanan jalur yang dipengaruhi faktor pertumbuhan transformasi beta (TGF-β), yang berkaitan dengan fibrosis dan pembentukan parut.⁸⁸ Dalam kajian lain, nanopartikel perak biosintesis (AgNPs) yang dimasukkan ke dalam salap dengan Rhodiola rosea menunjukkan kesan anti-inflamasi yang kuat. AgNPs mempengaruhi ekspresi gen sitokin pro-inflamasi (IL-1β, IL-6) dan anti-inflamasi (IL-10) dengan cara yang bertentangan. Pengatur dua hala ini membantu mengatur keseimbangan antara fasa keradangan dan reparatif penyembuhan luka. Salap ini juga mengurangkan ketebalan epidermis dan infiltrasi sel mast, menambah lagi kemampuannya untuk meredakan respons inflamasi dan mempromosikan penutupan luka.⁸⁹ Begitu juga, nanokomposit multifungsi yang menggabungkan hexachlorocyclotriphosphazene, Phloretin, dan AgNPs (HPA) menunjukkan kesan sinergi dalam mengawal keradangan yang berlebihan. Pembebasan berterusan Phloretin dari platform nano menghapuskan spesies oksigen reaktif (ROS) dan menghalang pengeluaran berlebihan sitokin pro-inflamasi, seperti IL-6 dan TNF-α, dalam mikropersekitaran luka. Pengawalan tekanan oksidatif dan keradangan ini mempromosikan penumpukan kolagen dan regenerasi tisu (Rujuk Rajah 8).⁹⁰ Dalam konteks luka terbakar kornea, nanopartikel lipoprotein ketumpatan tinggi (HDL NPs) yang kompleks dengan mikroRNA (miR-HDL NPs) menunjukkan kemampuan untuk mengurangkan keradangan dengan menyasarkan jalur isyarat inflamasi pada tahap molekul, terutama dengan menghentikan laluan NF-κB. Pengurangan NF-κB ini menurunkan ekspresi sitokin pro-inflamasi dan meningkatkan epitelialisasi dalam luka yang disebabkan alkali. Secara kolektif, kajian ini menyoroti peranan penting nanopartikel dalam memodulasi respons inflamasi selama penyembuhan luka terbakar. Dengan menyasarkan jalur molekul, seperti jalur non-kanonik Wnt, NF-κB, dan TGF-β, nanopartikel membantu menyesuaikan respons imun, mengurangkan keradangan berlebihan, dan mempromosikan proses penyembuhan yang lebih efisien.⁹¹

Rajah 8 HPA menunjukkan kesan anti-inflamasi. (A) Mekanisme kesan antioksidan dan anti-inflamasi HPA dalam sel Raw 264.7. (B–D) Keputusan qRT-PCR untuk TNF-α, IL-6, dan mRNA IL-1β dalam sel yang dirawat dengan Phloretin, HP, dan HPA (20, 30, atau 40 µg mL−1) selama 6 jam dan dirangsang dengan LPS (1 µg mL−1) selama 24 jam. (E) Ilustrasi immunofluorescence IL-1β dan IL-6 dalam tisu luka hari ke-3 dan ke-7. (F) Intensiti ekspresi IL-1β dan IL-6 pada hari ke-3 dan ke-7. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001. Diulang dari Su Y H, Chen X, Jing X, et al. Nanoplatform Antimikrobial, Antioksidan, dan Anti-Inflamasi untuk Pengurusan Luka Terjangkit yang Berkesan. Adv Healthc Mater. 2024;(13):e2302868. doi:10.1002/adhm.202302868.90

Pemulihan Angiogenesis dan Regenerasi Tisu

Nanopartikel menunjukkan potensi yang besar dalam mempromosikan angiogenesis dan regenerasi tisu, yang penting untuk penyembuhan luka terbakar yang berkesan. Pelbagai strategi berasaskan nanopartikel telah menunjukkan keberkesanan dalam meningkatkan pemulihan luka, terutamanya melalui saluran molekul yang mempengaruhi tingkah laku sel, faktor pertumbuhan, dan matriks ekstraselular (ECM). Satu contoh urat suntikan yang ketara melibatkan hidrogel berasaskan asid hyaluronik yang mengandungi nanopartikel sulfida tembaga (CuS/HA). Hidrogel ini mempamerkan kesan fototermal yang secara signifikan merangsang angiogenesis dengan meningkatkan faktor pertumbuhan vaskular endotel (VEGF), faktor pertumbuhan yang pent~ng untuk pembentukan saluran darah baru. VEGF mengikat kepada reseptor-reseptor (VEGFR-1 dan VEGFR-2) pada sel endothelial, memicu jalur isyarat dalam sel seperti PI3K/AKT dan MAPK yang meningkatkan pembiakan, perpindahan, dan pembentukan tiub sel endothelial. Hidrogel ini juga meningkatkan penyimpanan kolagen, menyokong pengubahsuaian ECM dan meningkatkan penyembuhan luka.⁹² Dengan cara yang sama, hidrogel chitosan/kollagen yang dimuatkan dengan nanopartikel cerium oksida dan cerium peroksida menunjukkan sifat pro-angiogenik yang ketara, khususnya dengan cerium peroksida. Cerium peroksida merangsang neovaskularisasi dengan memodulasi tekanan oksidatif melalui pengawalan spesies oksigen reaktif (ROS). Tahap ROS yang terkawal bertindak sebagai isyarat molekul, merangsang angiogenesis dengan mengaktifkan faktor induk hipoksia-1α (HIF-1α), yang seiring mengatur ekspresi VEGF. Pengawalan oksidatif ini, bersamaan sokongan struktur yang disediakan oleh hidrogel, mempercepatkan penyembuhan luka dengan meningkatkan pembentukan saluran darah di lokasi luka.⁹³ Nanopartikel TiO₂ juga mempromosikan penyembuhan luka terbakar melalui interaksi tertentu dengan protein serum darah. Nanopartikel TiO₂ menyerap protein seperti fibrinogen dan fibronectin, memudahkan koagulasi dan membentuk lapisan pelindung di atas luka. Ini bukan sahaja mencegah jangkitan dan keradangan tetapi juga menyediakan rangka untuk lekatan dan migrasi sel, membawa kepada pemulihan tisu yang lebih cepat. Selain itu, pembekuan TiO₂ yang diinduksi menstabilkan persekitaran luka, membolehkan pembiakan sel yang lebih efisien dan penumpukan ECM, yang penting untuk mengurangkan masa penyembuhan dan meminimalkan pembentukan parut.⁹⁴ Selain itu, hidrogel multifungsi berdasarkan karboksimetil selulosa, poliakrilamida, dan polidopamin (CMC/PAAm/PDA) yang dimuatkan dengan vitamin C dan curcumin memperlihatkan peranan nanopartikel dalam regenerasi tisu. Nanopartikel curcumin yang dimuatkan meningkatkan respons anti-inflamasi dengan menghalang laluan faktor nuklear-kappa B (NF-κB), yang mengurangkan ekspresi sitokin pro-inflamasi seperti TNF-α dan IL-6. Dengan menurunkan keradangan, curcumin menyokong peralihan dari fasa keradangan kepada fasa proliferatif penyembuhan. Di samping itu, curcumin merangsang angiogenesis dengan meningkatkan ekspresi VEGF dan CD31, yang mendorong neovaskularisasi dan penumpukan kolagen, dengan itu mempercepatkan penutupan luka dan pemulihan epitelialisasi (Rujuk Rajah 9).⁹⁵ Kesimpulannya, peranan multifaset nanopartikel dalam memodulasi jalur molekul utama, seperti pengawalan isyarat VEGF, pengawalan tekanan oksidatif, dan pengubahsuaian ECM, adalah penting untuk mempromosikan angiogenesis dan regenerasi tisu dalam luka terbakar.

Rajah 9 Contoh NPs membantu penyembuhan luka terbakar dengan meningkatkan angiogenesis dan regenerasi tisu. (A) Penilaian penghantaran ubat: (a) Kinetik pembebasan curcumin dari SF/SANPs pada pH 6 dan 7.4, (b) Ujian zon penghalangan MRSA menggunakan pembebasan curcumin yang diambil dari pelbagai titik masa, (c) Analisis FTIR curcumin, SF/SANPs, dan SF/SANPs yang mengandungi curcumin, mengesahkan pemuatan ubat yang berjaya, (d) Kinetik pembebasan VitC dari CMC/PAAm/PDA pada pH 6 dan 7.4. (B) Gambar am luka bakar yang dirawat dengan kumpulan kawalan yang tidak dirawat, hidrogel kosong, hidrogel dengan VitC, hidrogel dengan curcumin, dan hidrogel dengan VitC/curcumin. Diulang dari Int J Biol Macromol, volume 236, Babaluei M, Mottaghitalab F, Seifalian A, Farokhi M. Injectable multifunctional hydrogel based on carboxymethyl cellulose/polyacrylamide/polydopamine containing vitamin C and curcumin promoted full-thickness burn regeneration. 124005, Hak cipta 2023, dengan kebenaran dari Elsevier.95

Arah Masa Depan dan Trend Muncul

Bidang rawatan luka terbakar kini sedang mengalami transformasi ketara, dipacu oleh integrasi perubatan yang diperibadikan dan terapi berasaskan nanopartikel. NPs boleh direka untuk menghantar agen terapeutik—seperti ubat, faktor pertumbuhan, atau bahan genetik—secara langsung ke lokasi luka, meningkatkan ketepatan dan keberkesanan rawatan. Kebolehan ini untuk menyesuaikan komposisi, saiz, dan sifat permukaan NPs membolehkan rawatan yang lebih tepat dan sesuai dengan keperluan individu pesakit, meningkatkan hasil dan mengurangkan kesan buruk.⁹⁶ Selain itu, penggabungan NPs dengan teknologi penghantaran ubat yang canggih seperti hidrogel, jarum mikro, dan tampalan transdermal menawarkan pelepasan terkawal dan berterusan terapeutik, mengoptimumkan kepekatan ubat di lokasi luka untuk tempoh yang lebih lama, seterusnya meningkatkan kepatuhan pesakit.⁶ Walaupun terdapat kemajuan ini, cabaran besar masih ada dalam menerjemahkan terapi berasaskan NP dari penyelidikan makmal ke amalan klinikal. Halangan utama termasuk kebolehan pengeluaran NP, keperluan untuk kelulusan peraturan yang ketat, serta kebimbangan mengenai keselamatan jangka panjang dan potensi ketoksikan NPs. Di samping itu, pengeluaran nanopartikel dalam kuantiti yang besar sambil mengekalkan konsistensi dalam saiz, ketulenan, dan bioaktiviti adalah halangan utama. Kerangka peraturan juga perlu berkembang untuk menangani kompleksiti produk berasaskan nanopartikel yang sering melibatkan bahan dan kaedah penghantaran yang baru. Ujian pra-klinikal dan klinikal adalah penting untuk menangani cabaran ini, terutamanya dalam menentukan keselamatan, keberkesanan, dan kos-efektiviti terapi ini. Melihat ke hadapan, penyelidikan masa depan harus menumpukan pada mengatasi jurang pengetahuan mengenai tingkah laku NP, termasuk efek jangka panjang dalam badan manusia, interaksi sistem imun, dan pengoptimuman sistem penghantaran untuk pelbagai jenis luka terbakar. Inovasi seperti kaedah pengeluaran NP yang boleh diskala, profil keselamatan yang lebih baik, dan protokol rawatan yang diseragamkan adalah penting untuk memudahkan kelulusan peraturan dan penerimaan klinikal. Kemajuan ini, bersama dengan pendekatan perubatan yang diperibadikan, memiliki potensi untuk membawa terapi luka terbakar berasaskan NP dari makmal ke pesakit, secara signifikan meningkatkan hasil pesakit dan menetapkan standard baru perawatan dalam pengurusan luka terbakar.

Pembiayaan

Penyelidikan ini disokong oleh Yayasan Sains Alam Semula Jadi Wilayah Shaanxi, Nombor Geran/Penghargaan: 2021SF-241.

Pendedahan

Penulis melaporkan tiada konflik kepentingan dalam karya ini.

Rujukan

1. Goh MD, Du M, Peng WR, Saw PE, Chen Z. Memajukan rawatan luka terbakar: meneroka hidrogel sebagai sistem penghantaran ubat transdermal. Drug Deliv. 2024;31(1):2300945. doi:10.1080/10717544.2023.2300945

2. Oryan A, Alemzadeh E, Moshiri A. Penyembuhan luka terbakar: konsep sekarang, strategi rawatan dan arah masa depan. J Wound Care. 2017;26(1):5–19. doi:10.12968/jowc.2017.26.1.5

3. Jeschke MG, van Baar ME, Choudhry MA, Chung KK, Gibran NS, Logsetty S. Kecederaan terbakar. Nat Rev Dis Primers. 2020;6:11. doi:10.1038/s41572-020-0145-5

4. Kowalske KJ. Penjagaan luka terbakar. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2011;22:213–227. doi:10.1016/j.pmr.2011.03.004

5. Abazari M, Ghaffari A, Rashidzadeh H, Momeni Badeleh S, Maleki Y. Status terkini dan pandangan masa depan sistem berdasarkan nano untuk pengurusan luka terbakar. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2020;108:1934–1952. doi:10.1002/jbm.b.34535

6. Wang W, Lu KJ, Yu CH, Huang QL, Du YZ. Sistem penghantaran nano dalam rawatan luka dan regenerasi kulit. J Nanobiotechnology. 2019;17. doi:10.1186/s12951-019-0514-y

7. Ziauddin T, Hussain A, Nazir U. Abid, Nanoengineered Therapeutic Scaffolds for Burn Wound Management. Curr Pharm Biotechnol. 2022;23:1417–1435. doi:10.2174/1389201023666220329162910

8. Khan NU, Chengfeng X, Jiang MQ, et al. scaffold berdasarkan alpha-Lactalbumin untuk penyembuhan luka yang dijangkiti dan regenerasi tisu. Int J Pharm. 2024;663:124578. doi:10.1016/j.ijpharm.2024.124578

Source link

-94%

Shopee.com.my

4.8

RM0.64 RM10.67

rawatan pembersih paip pembersih rumah tangga yang berkesan penyumbatan paip sinki tandas tandas sinki tersumbat

SHOP NOW

-12%

Shopee.com.my

4.9

RM14.00 RM16.09

Pokok Bidara Duri (kegunaan rawatan Islam) /Bidara Arab Percuma Baja Booster

SHOP NOW

-16%

Shopee.com.my

4.9

RM12.37 RM14.73

Minyak kasturi syifa kijang rukyah Prai pusat rawatan al idrus sabun sk15 kayu kemuning hitam asli kasturi sakran serum

SHOP NOW