從姜黃根莖中提取的姜黃素在世界不同地區用于治療制劑已有數百年歷史。然而,其生物活性受到化學不穩定性、水不溶性、低生物利用度和廣泛代謝的限制。在這項研究中,采用同軸靜電紡絲技術制備了聚(ε-己內酯)(PCL)-姜黃素以及由含PCL和姜黃素的核與含聚(乳酸)(PLA)的殼組成的核殼納米纖維。研究了形態和物理特性以及姜黃素的釋放,并與純PCL進行比較,結果表明形成了尺寸分布窄、隨機取向、無缺陷的圓柱形纖維。在銅綠假單胞菌PAO1和變形鏈球菌(兩種經常與感染相關的機會致病菌)上評估了其抗菌和抗生物膜的潛力,包括干擾群體感應機制的能力。結果表明姜黃素負載膜能夠抑制PAO1和變形鏈球菌生物膜的生長和活性,是預防生物膜相關感染的一種很有希望的解決方案。此外,本研究所合成的膜具有高生物相容性和控制受損組織氧化應激的能力,可用作組織工程支架,有助于加速愈合過程。
圖1.(a)PCL,(b)PCL-PLA,(c)PCL-Cur,(d)PCL-Cur/PLA的SEM照片;(e)PCL-Cur的纖維分布和(f)PCL-Cur/PLA的纖維分布。
圖2.PCL-Cur/PLA纖維的TEM圖像。
圖3.PCL-Cur、PCL-Cur/PLA和PLA的熱重分析。
圖4.PCL和PCL-Cur/PLA在釋放介質(PBS/EtOH 90:10 v/v)中于37℃下孵育72h的累積姜黃素釋放動力學曲線。對每個樣品進行六種不同的實驗,結果表示為所獲得值的平均值(平均值±SD)。統計學顯著變化:與PCL-CUR相比,###P<0.001。
圖5.姜黃素負載膜的抗生物膜活性。如材料和方法部分所述,當存在PAO1(A)和變形鏈球菌(B)時,在37℃下孵育6、12和24h后,通過CV測定評估生物膜形成。生物膜的形成表示為相對于由生長PAO1和變異鏈球菌(細菌陽性對照)產生生物膜的最大量的百分比。對每個樣品進行六種不同的實驗,結果表示為所獲得值的平均值(平均值±SD)。統計學顯著變化:與PCL和PLA相比,***P<0.001;與PCL-Cur相比,###P<0.001。
圖6.評估CUR負載膜對QS相關基因表達的影響。(A)PAO1中rhlA和rhlB的相對RNA表達;(B)變形鏈球菌中comC的comD的相對RNA表達。不同的基因表達水平標準化為16sRNA基因轉錄水平。當存在PCL時,形成生物膜的基因表達水平用作對照。統計學顯著變化:與PCL和PLA相比,*P<0.05;與PCL和PLA相比,**P<0.01;與PCL和PLA相比,***P<0.001;與PCL-CUR相比,#P<0.05;與PCL-CUR相比,##P<0.01;與PCL-CUR相比,###P<0.001。
圖7.在600nm下評估對銅綠假單胞菌PAO1和變形鏈球菌的抗菌活性。當存在PCL和PLA時細菌生長用作對照。對每個樣品進行六種不同的實驗,結果表示為所獲得值的平均值(平均值±SD)。
圖8.Cur負載膜的DPPH清除活性。對每個樣品進行六種不同的實驗,結果表示為所獲得值的平均值(平均值±SD)。統計學顯著變化:與PCL-Cur相比,##P<0.005;與PCL-Cur相比,#P<0.05。
圖9.孵育12、24、48和72h后,通過CCK-8(A)和LDH(B)測試由姜黃素負載膜釋放姜黃素的細胞毒性。對每個樣品進行六種不同的實驗,結果表示為所獲得值的平均值(平均值±SD)。