グラフェンスパイクシリカヘテロ構造ナノ粒子による創傷治癒プロセスにおける複数の段階の手順促進

背景：止血、炎症、増殖、リモデリングを含む複数の段階が創傷治癒プロセスに関与しました。近年のナノ材料の増加により、創傷治癒のツールの範囲が拡大しました。ただし、4つの多段階手順を同時に達成することは依然として困難です。 材料と方法：この研究では、創傷治癒過程での多段階の手順加速度のために、グラフェンスパイクシリカヘテロ構造ナノ粒子（GS）を合成しました。GSのナノブリッジ効果は、2つの皮の接着を通じて分析されました。抗菌効果は、グラム陰性の大腸菌（大腸菌）およびグラム陽性黄色ブドウ球菌（S. aureus）バクテリア、細胞増殖、および移動で評価されました。マウス胚性線維芽細胞（NIH-3T3）細胞、およびin vivo創傷治癒効果は、鎖創傷を伴う雌のBALB/Cマウス、および背中に大腸菌または黄色ブドウ球菌感染を伴う雌のBALB/Cマウスで調べました。 結果：最初に、GSの表面上のとがったアーキテクチャが皮の接着を促進し、止血段階を促進するため、GSは創傷の迅速な閉鎖に強いナノブリッジ効果をもたらします。第二に、グラフェンは、特にシミュレートされた日光照射下で、化学的および物理的相互作用の両方で抗菌活性を示します。第三に、グラフェンは足場機能において重要な役割を果たし、GSのとげのある地形アーキテクチャとともに、増殖と成熟段階を加速します。 結論：創傷治癒のあらゆる段階を定期的に促進することにより、GSとシミュレートされた日光照射を組み合わせて、創傷治癒を著しく加速する可能性があります。単純な構成とコンパクトな構造があるが複数の機能により、この戦略は理想的な創傷治癒ナノ材料の開発のためのガイドラインになります。

BACKGROUND: Multiple stages including hemostasis, inflammation, proliferation, and remodeling were involved in the wound healing process. The increase in nanomaterials in recent years has extended the scope of tools for wound healing; however, it is still difficult to achieve the four multistage procedures simultaneously. MATERIALS AND METHODS: In this study, graphene-spiky silica heterostructured nanoparticles (GS) were synthesized for the procedural acceleration of the multistage in wound healing process. The nanobridge effect of GS was analyzed through the adhesion of two skins, the antibacterial effect was assessed in Gram-negative Escherichia coli (E. coli) and Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) bacteria, cell proliferation and migration were investigated in mouse embryonic fibroblast (NIH-3T3) cells, and the in vivo wound healing effect was examined in female BALB/c mice with a cutting wound and E. coli or S. aureus bacteria infection on the back. RESULTS: First, GS has a strong nanobridge effect on the rapid closure of wounds because the spiky architecture on the surface of GS facilitates the adhesion of skins, promoting the hemostasis stage. Second, graphene exhibits antimicrobial activities both in chemical and physical interactions, especially under simulated sunlight irradiation. Third, graphene plays an important role in scaffolding function, together with the spiky topographical architecture of GS, accelerating the proliferation and maturation stages. CONCLUSION: By periodically promoting every stage of wound healing, GS combined with simulated sunlight irradiation could significantly accelerate wound healing. With a simple composition and compact structure but multiple functions, this strategy will be the guideline for the development of ideal wound-healing nanomaterials.