Phytoextract-loaded bioinspired PLGA nanofibrous scaffold promotes diabetic wound healing via anti-inflammatory and antioxidant effects in in vitro and in vivo experimental models.

چکیده اصلی

Diabetic wounds pose significant healing challenges due to persistent inflammation, oxidative stress, and impaired tissue regeneration. This study developed bioinspired PLGA-gelatin nanofibrous scaffolds encapsulating Vitex negundo (VN) and Jatropha multifida (JM) phytoextracts to mimic the extracellular matrix, enhance drug release, and promote wound healing via anti-inflammatory and antioxidant mechanisms in in vitro (HUVEC cells) and in vivo (streptozotocin-induced diabetic rat) models. VN-JM nanofibers exhibited uniform nanoscale morphology (255-280 nm) with successful phytoconstituent incorporation, while XRD analysis confirmed crystalline-to-amorphous transformation, indicating enhanced solubility. The nanofibers demonstrated high porosity (83.6 ± 0.9%), excellent swelling capacity (450 ± 18% at 24 h), and controlled biodegradation (63.5 ± 4.5% weight loss at 28 days), supporting their suitability as bioresorbable wound dressings. Furthermore, the formulation provided sustained drug release over 168 h, achieving approximately 90% cumulative release, thereby ensuring prolonged therapeutic availability at the wound site. At optimal doses, nanofibers enhanced HUVEC viability, reduced ROS (DCFH intensity, boosted colony formation, and enhances migration wound closure. In diabetic rats, daily topical application for 21 days yielded better wound closure at day 21, markedly lowered TNF-α, IL-6, and diminished lipid peroxidation, DCF, nitrite levels compared to gels and extracts. Histology showed complete re-epithelialization, fibroblast proliferation, neovascularization, and organized collagen in nanofiber-treated groups, outperforming diabetic controls and matching standard groups. These findings demonstrate VN+JM-loaded nanofibers could be taken as a promising regenerative scaffold for diabetic wounds by mitigating oxidative stress and inflammation.

ترجمه فارسی چکیده

زخم‌های دیابتی چالش‌های قابل توجهی در بهبود ایجاد می‌کنند به دلیل التهاب مزمن، استرس اکسیداتیو و بازسازی بافت مختل. این مطالعه ساختارهای نانوفیبری PLGA-گلوتن الهام‌گرفته از زیست‌محیط که حاوی استخراج‌های گیاهی Vitex negundo (VN) و Jatropha multifida (JM) هستند را برای شبیه‌سازی ماتریس خارج سلولی، افزایش رهاسازی دارو و ارتقای بهبود زخم از طریق مکانیسم‌های ضدالتهابی و آنتی‌اکسیدانی در مدل‌های در vitro (سلول‌های HUVEC) و در vivo (ماهیچه قلبی موش دیابتی با استرتوکتوزوکین) توسعه داد. نانوفیبرهای VN-JM دارای ظاهر نانوسکال یکنواخت (۲۵۵-۲۸۰ نانومتر) با ادغام موفقیت‌آمیز constituents گیاهی بودند، در حالی که تحلیل XRD تبدیل بلوری به آمورف را تأیید کرد که نشان‌دهنده افزایش حلالیت است. نانوفیبرها پویری بالا (۸۳.۶ ± ۰.۹٪)، ظرفیت جذب عالی (۴۵۰ ± ۱۸٪ در ۲۴ ساعت) و تجزیه زیستی کنترل‌شده (از دست رفتن وزن ۶۳.۵ ± ۴.۵٪ در ۲۸ روز) را نشان دادند که از کاربرد آن‌ها به عنوان پانسمان‌های زخم قابل جذب پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، فرمولاسیون رهاسازی داروی پایدار بیش از ۱۶۸ ساعت را فراهم کرد و حدود ۹۰٪ رهاسازی تجمعی را به دست آورد، که این امر تضمین‌کننده دسترسی درمانی طولانی‌مدت در محل زخم است. در دوزهای بهینه، نانوفیبرها پایداری سلول‌های HUVEC را افزایش دادند، ROS را کاهش دادند (شدت DCFH، تشکیل کلونی را تقویت کردند و بسته شدن زخم مهاجرت را ارتقا دادند). در موش‌های دیابتی، اعمال موضعی روزانه به مدت ۲۱ روز منجر به بسته شدن زخم بهتر در روز ۲۱ شد، که سطح‌های TNF-α، IL-6 و دی‌نایتروژن را به طور چشمگیری کاهش داد و دی‌نایتروژن و دی‌نایتروژن را کاهش داد. هیستولوژی نشان داد بازسازی کامل اپیتلیال، تکثیر فیبروبلاست، نوژنوژنز و کلاژن سازمان‌یافته در گروه‌های درمانی با نانوفیبر، که عملکرد بهتری نسبت به کنترل‌های دیابتی و مطابقت با گروه‌های استاندارد داشت. این یافته‌ها نشان می‌دهند که نانوفیبرهای بارگذاری‌شده VN+JM می‌توانند به عنوان یک پلتفرم بازسازی امیدوارکننده برای زخم‌های دیابتی از طریق کاهش استرس اکسیداتیو و التهاب در نظر گرفته شوند.

متن کامل اصلی