بررسي اثر هم‌افزايي كوركومين، پايپرين و الاجيك اسيد بر خواص ضدباكتري نانوالياف زيست‌سازگار بر پايه پلي‌كاپرولاكتون

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

تهيه نانوالياف به‌عنوان حامل­‌هايي براي دارورساني در سال­‌هاي اخير بسيار مورد توجه بوده است. پلي‌كاپرولاكتون اغلب در كاربردهاي پزشكي و مهندسي بافت استفاده مي‌شود. با وجود اين، ماهيت آب‌گريز آن مانعي در اين زمينه است كه معمولاً با اضافه‌كردن عوامل زيستي و طبيعي اين مشكل برطرف مي­‌شود. در اين پژوهش، اثر هم‌افزايي پيپرين و الاجيك اسيد بر خواص و عملكرد ساختارهاي نانوليفي داراي كوركومين بر پايه پلي‌كاپرولاكتون بررسي شده است. روش­‌ها: نانوالياف بر پايه پلي­‌كاپرولاكتون داراي مقدارهاي مشخصي از عصاره­‌هاي گياهي تهيه و با روش الكتروريسي توليد شدند. براي بررسي نقش عصاره هر گياه، سامانه­‌هاي تك‌جزئي داراي كوركومين يا پيپرين، سامانه‌­هاي دوجزئي داراي كوركومين-پيپرين و سامانه­ سه جزئي داراي كوركومين-پيپرين-الاجيك اسيد، با الكتروريسي توليد شدند و آزمون­‌هاي مختلف براي تعيين اثربخشي آن‌ها بر بهبود خواص الياف تهيه‌شده براي كاربردهاي پزشكي انجام شد. يافته‌­ها: با مطالعه ريزساختار نمدهاي الكتروريسي‌شده، مشاهده شد، توزيع قطر نانوالياف در بازه 50-100 نانومتر داراي بيشترين فراواني است و ميانگين قطر الياف در نمونه‌هاي تك‌جزئي، دوجزئي و سه‌جزئي در محدوده 87-173 نانومتر تغيير كرده است. آزمون ضدباكتريايي نشان داد، افزون بر كوركومين، پيپرين نيز از فعاليت ضدباكتريايي مناسبي برخوردار است و نيز نمد الكتروريسي‌شده شامل سه تركيب كوركومين-پيپرين-الاجيك اسيد داراي فعاليت ضدباكتريايي مناسبي بود (79%). افزون بر اين، مقدار جذب آب و تراوايي بخار آب نمونه‌هاي سه‌جزئي به ترتيب 337% و 11.56mg.cm2.hبود. نمدهاي تهيه‌شده داراي استحكام كششي، كشساني و انعطاف‌پذيري مطلوبي بودند. با انجام آزمون سميت ياخته‌اي مشخص شد، نمدهاي الكتروريسي‌شده براي ياخته­‌هاي فيبروبلاست انساني (HDF) سمي نبودند. بنابراين، با درنظرگرفتن تمام نتايج، مي‌­توان نتيجه گرفت، استفاده از دو تركيب الاجيك اسيد و پيپرين در افزايش زيست‌دسترس‌‌ پذيري كوركومين مؤثر است و نمدهاي حاصل در كاربردهاي پزشكي مي‌­توانند به‌عنوان زخم‌پوش استفاده شوند.

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..