Akademik tədqiqatlar, aydın dil

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 sentyabr 2026, bazar
VERİANLAMüstəqil elmi yayımçılıq
Menyunu açın və ya bağlayın
...
Home / Səhiyyə Elmləri / Tibbi Tədqiqatlar / Brokoli sapı pektinindən PVA/BSP Hidrojel: diabetik yaralarda oksidativ stresin azaldılması, makrofaq cavabının tənzimlənməsi və toxuma bərpası
Tibbi Tədqiqatlar

Brokoli sapı pektinindən PVA/BSP Hidrojel: diabetik yaralarda oksidativ stresin azaldılması, makrofaq cavabının tənzimlənməsi və toxuma bərpası

Diabetik xroniki yaralar, yalnız derinin geç kapanmasıyla sınırlı bir sorun deyil. Yara bölgesinde uzun süre devam eden iltihab, aşırı reaktif oksijen türü üretimi, hüceyrə göçünün yavaşlaması, damar oluşumunun bozulması və hüceyrə dışı matriksin düzensiz yeniden yapılanması birbirini besleyen bir döngü oluşturur.

19/07/2026  Veri Anla 53 baxış
Brokoli sapı pektinindən PVA/BSP Hidrojel: diabetik yaralarda oksidativ stresin azaldılması, makrofaq cavabının tənzimlənməsi və toxuma bərpası

Diabetik xroniki yaralar, yalnız derinin geç kapanmasıyla sınırlı bir sorun deyil. Yara bölgesinde uzun süre devam eden iltihab, aşırı reaktif oksijen türü üretimi, hüceyrə göçünün yavaşlaması, damar oluşumunun bozulması və hüceyrə dışı matriksin düzensiz yeniden yapılanması birbirini besleyen bir döngü oluşturur. Bu səbəbdən etkili bir yara örtüyünün yalnız yarayı kapatması deyil; nemli ortam sağlaması, mekanik kimi dayanıklı olması, hüceyrələrlə uyum göstermesi və yara mikroçevresindeki iltihab ilə oksidativ stresi düzenlemesi beklenir.

İncelenen tədqiqat, çoğunlukla tarımsal atık kimi uzaklaştırılan brokoli saplarından elde edilen pektini, polivinil spirt ilə birleştirerek PVA/BSP adı verilen kompozit bir hidrogel yara örtüyü geliştirmiştir. BSP, İngilizce broccoli stem pectin, yani brokoli sapı pektini; PVA ise polivinil spirt anlamına gelmektedir.

Hidrojelin əsas tasarım özelliği, glutaraldehit gibi kimyəvi çarpaz bağlayıcılar kullanılmadan hazırlanmasıdır. PVA ilə BSP arasındaki dinamik hidrogen bağları, hidrofobik etkileşimler, PVA kristal bölgeleri və polimer zincirlerinin fiziksel dolaşması üçölçülü şəbəkəı oluşturmuştur. Jel oluşumu üç dondurma–əritmə döngüsüyle sağlanmıştır:

\[ -20\,^\circ\mathrm{C}\ \text{dondurma, 4 saat} \rightarrow 25\,^\circ\mathrm{C}\ \text{çözündürme, 1 saat} \]

Bu döngü üç kez tekrarlanmıştır. Başlangıçta asidik olan sistem, fosfat tamponlu salin içində diyaliz edilerek pH 6,8–7,5 aralığına getirilmiştir.

Kullanılan brokoli sapı pektininin ağırlık ortalamalı molekül ağırlığı 129.900 Da, metil esterleşme derecesi %50,98 və galaktüronik asit içeriği %62,40 kimi bildirilmişdir. Tədqiqatda mexaniki sınaqlar sonucunda PVA ilə BSP’nin 1:1 katı kütle nisbətina sahip formülasyonu sonraki təcrübələr üçün seçilmiştir.

PVA/BSP hidrogel şu mekanik nəticələrı göstərmişdir:

  • Maksimum dartılma gərginliyi: 0,95 MPa
  • Çekme uzaması: yaklaşık %376
  • %80 sıxılma deformasiyasında basma gerilimi: 1,24 MPa
  • Yaklaşık %300 gerinimde elastik ağın bozulmaya başlaması
  • %200 çekme geriniminde 50 döngü boyunca yüksək yorulma dayanımı

BSP eklenmesi, saf PVA’ya görə hidrogelin çekme və basma dayanımını artırmış; buna karşılık maksimum uzama kapasitesi saf PVA’daki yaklaşık %520 düzeyinden %376’ya gerilemiştir. Buna rağmen malzeme yüksək ölçüde esnek kalmıştır.

Su tutma təcrübələrinde, 50 °C’de 24 saat sonunda saf PVA hidrogelin kütle kaybı %82,06 iken PVA/BSP hidrogelin kütle kaybı %50,38 olmuştur. Səkkiz saatlik suya daldırma sonunda şişmə nisbətləri:

  • Saf PVA: %20,61
  • PVA/BSP: %45,03

kimi ölçülmüşdür. Bu nəticələr, BSP’nin hidrogele daha fazla suyla etkileşebilen karboksil və hidroksil qrupları kazandırdığını və yara eksüdasını emebilecek daha hidrofilik bir yapı oluşturduğunu göstərir.

L929 fibroblastlarıyla yapılan hüceyrə kültürü təcrübəinde PVA/BSP hidrogel özütü belirgin hüceyrə toksikliyi göstermemiştir. Kırk sekizinci saatte CCK-8 ölçməüne görə göreli hüceyrə canlılığı:

\[ 167{,}37 \pm 7{,}19\% \]

kimi bildirilmişdir. Bu dəyər nəzarətün %100 kabul edildiği metabolik aktivite ölçməüdür; birbaşa hüceyrə sayısının tam kimi %67 arttığı anlamına gelmemektedir.

Hücre çizik təcrübəinde PVA/BSP qrupunun 48 saatlik kapanma nisbəti:

\[ 96{,}2 \pm 3{,}5\% \]

kimi ölçülmüşdür. Hemoliz nisbəti ise tədqiqatnın yara örtüleri üçün kabul ettiği %5 sınırının altında kalmıştır.

PVA/BSP hidrogel, laboratuvar ortamında fərqli sərbəst radikallere karşı antioksidant aktivite göstərmişdir:

Test edilen reaktif türBildirilen giderim nisbəti
DPPH radikali%72,27
Hidroksil radikali — ·OH%73,08
Süperoksit anyonu — ·O2−%62,96
Hidrojen peroksit — H2O2%69,04

Saf PVA hidrogelin antioksidant etkisi çox aşağı bulunmuş; sərbəst radikal giderme kapasitesinin esas kimi brokoli sapı pektininden kaynaklandığı yorumlanmıştır.

LPS ilə inflamatuvar duruma getirilen RAW 264.7 makrofaqlarında PVA/BSP hidrogel özütü, proinflamatuvar TNF-α sinyalini azaltmış və antiinflamatuar IL-10 sinyalini artırmıştır. Hayvan yaralarında da iNOS ilə tanımlanan M1-benzeri makrofaq işaretinin azaldığı, CD206 ilə tanımlanan M2-benzeri makrofaq işaretinin yükseldiği bildirilmişdir.

Sıçanlardaki akut tam qalınlıqlı dəri yarası modelinde 14. gün yara kapanma oranları şöyledir:

Grup14. gün yara kapanması
Blank qrup%62,39
Ticari yara örtüyü nəzarətü%64,71
PVA hidrogel%80,26
PVA/BSP hidrogel%91,31

Streptozotosinle oluşturulan tip 1 diabetik siçovul modelindeki kronik tam kat yaralarda 14. gün nəticələrı şöyledir:

Grup14. gün yara kapanması
Kontrol qrupu%64,01
Blank qrup%66,69
PVA hidrogel%73,03
PVA/BSP hidrogel%91,33

Histolojik dəyərlendirmelerde PVA/BSP qrupunda daha düzenli epidermis oluşumu, daha yoğun və hizalı kollagen lifleri, daha fazla damar görünümü və yeni oluşan kıl folikülü yapıları bildirilmişdir. Diyabetik yaralarda IL-6 və iNOS sinyalleri azalırken IL-10 və CD206 sinyalleri artmışdır.

Diyabetik yara dokusunda yapılan transkriptom analizinde PVA/BSP müalicəsi, nəzarət qrupuna kıyasla 233 genin ekspresyonunu artırmış və 294 genin ekspresyonunu azaltmışdır. Zenginleşme analizleri iltihab, epidermal farklılaşma, deri gelişimi və kıl folikülü gelişimiyle ilişkili gen programlarının değiştiğini göstərmişdir.

KEGG analizinde IL-17, TNF, JAK–STAT, NOD-benzeri reseptör və NF-κB yolakları öne çıkmıştır. Bununla belə yolak zenginleşmesi, hidrogelin bu sinyal yollarını birbaşa və yalnız tek bir moleküler hedef üzərindən baskıladığını kanıtlamaz. Bulgular, bu yolaklarla ilişkili genlerin toplu ekspresyon örüntüsünün değiştiğini göstərir.

Tədqiqat umut verici bir preklinik yara örtüyü adayı sunmaktadır; ancak insan diabetik ayak ülserlerinde etkinlik veya güvenlik kanıtı sağlamamaktadır. İnsan hastalarda enfeksiyon nəzarətü, ağrı, yara tekrarı, amputasyon riski, uzun dönem güvenlik veya ticari ürün performansı incelenmemiştir.

Diyabetik yaralar niyə geç iyileşir?

Normal yara yaxşılaşmasi birbiriyle örtüşen dörd əsas evreden oluşur:

  1. Kanamanın durdurulması və pıhtılaşma
  2. İnflamasyon
  3. Hücre çoğalması, damar oluşumu və yeni doku üretimi
  4. Kollajenin yeniden düzenlendiği olgunlaşma və yeniden şekillenme

Diyabetik yaralarda iltihab evresi uzayabilir. Yüksək glikoz, damar bozukluğu, oksidativ stres və immun yanıtındaki düzensizlik niyəiyle yara mikroçevresi onarım evresine zamanında geçemez.

Tədqiqatnın odaklandığı iki əsas engel şunlardır:

  • Sürekli iltihab: TNF-α və IL-6 gibi proinflamatuvar sinyallerin uzun süre yüksək kalması.
  • Aşırı reaktiv oksigen növləri: Lipitlere, proteinlere və DNA’ya zarar veren ROS birikimi.

İnflamasyon ROS üretimini artıra bilər; ROS da doku hasarını və inflamatuvar sinyali güçlendirebilir. Böylece yara, kendi kendini sürdüren bir hasar döngüsünde kalabilir.

Tədqiqatnın cevaplamaya çalıştığı əsas soru

Tədqiqatnın əsas sorusu şu şekilde özetlenebilir:

Brokoli sapı pektini, kimyasal çapraz bağlayıcı kullanılmadan mekanik kimi dayanıklı bir PVA hidrogel ağına katılabilir və bu kompozit malzeme diabetik yara mikroçevresindeki oksidativ stres ilə iltihabu düzenleyerek yaxşılaşmayi hızlandırabilir mi?

Bu soru iki ayrı mühendislik və biyoloji problemini birleştirmektedir:

  1. Pektinin tek başına yetersiz olabilen mekanik özelliklerini geliştirmek
  2. Pektinin antioksidant və immünomodülatör biyolojik özelliklerini malzeme içində korumak

Brokoli sapı niyə istifadə edilmişdir?

Brokolinin tüketilen çiçek kısmının xaricində kalan sap bölümleri çoğu zaman aşağı dəyərli yan ürün veya atık kimi uzaklaştırılmaktadır. Buna qarşılıq saplar, suda çözünen pektik polisakkaritler bakımından zengindir.

Tədqiqatdaki yaklaşımın iki yönlü amacı bulunmaktadır:

  • Tarımsal bir yan ürünü yüksək dəyərli biyomalzemeye dönüştürmek
  • Pektinin doğal antioksidant və immünolojik özelliklerinden yara yaxşılaşmasinde yararlanmak

BSP’nin əsas bileşeni α-1,4 glikozidik bağlarla birbirine bağlanan D-galaktüronik asittir. Yapıda ayrıca L-ramnoz, D-galaktoz və D-arabinoz gibi monosakkaritlerin bulunduğu qeyd edilmişdir.

Brokoli sapı pektininin bildirilen özellikleri

ÖzellikBildirilen dəyər
Ağırlık ortalamalı molekül ağırlığı129.900 Da
Metil esterleşme derecesi%50,98
Galaktüronik asit nisbəti%62,40
Pektin sınıfıYüksək metoksilli pektin kimi qiymətləndirilmişdir

Esterleşme derecesinin %50,98 olması, pektinin yüksək metoksilli sınıfın sınırına çox yakın olduğunu göstərir. Yüksək metoksilli pektinlerin jel oluşturması genellikle pH, şeker konsantrasyonu və hidrofobik etkileşimlerin dikkatli nəzarətünü gerektirir.

PVA niyə eklendi?

PVA, suyu tutabilen, esnek və hidroksil qrupları bakımından zengin sentetik bir polimerdir. Tədqiqatda PVA iki görev üstlenmektedir:

  1. Hidrojeli mekanik kimi güçlendiren yapısal faz
  2. Pektinle hidrogen bağları və fiziksel dolaşıklıklar oluşturan çapraz bağlayıcı ağ bileşeni

PVA tamamen doğal bir madde deyil. Bu səbəbdən geliştirilen hidrogel “doğal pektin temelli” olmakla birlikte yalnız doğal bileşenlerden oluşmamaktadır.

Kimyasal çapraz bağ olmadan ağ necə oluştu?

Kompozit ağda dörd əsas fiziksel etkileşim tanımlanmıştır:

  • PVA zincirlerinin dondurma sırasında oluşturduğu kristal bölgeler
  • PVA hidroksil qrupları ilə pektinin hidroksil və karboksil qrupları arasındaki hidrogen bağları
  • Pektindeki metoksi/ester qrupları ilə PVA zincirleri arasındaki hidrofobik ilişkiler
  • Polimer zincirlerinin birbirinin çevresine fiziksel kimi dolaşması

Hidrojen bağının sadeleştirilmiş gösterimi şöyledir:

\[ \mathrm{PVA{-}OH \cdots OOC{-}Pektin} \]

\[ \mathrm{PVA{-}OH \cdots HO{-}Pektin} \]

Bu bağlar kovalent deyil; zaman içində kopup yeniden oluşabilir. Bu dinamik özellik, malzeme gerildiğinde enerjinin tek bir noktada birikmesi yerine ağ boyunca dağıtılmasına katkıda bulunabilir.

Hidrojelin hazırlanma basamakları

  1. 0,1 gram PVA, 1 mL deiyonize suya eklenerek %10 ağırlık/hacim çözeltisi hazırlanmıştır.
  2. Karışım 90 °C’de, 800 rpm’de berrak və homojen hale gelenə qədər karıştırılmıştır.
  3. Çözelti 45 °C’ye soğutulmuştur.
  4. 0,1 gram BSP çözeltiye eklenmiştir.
  5. pH, 0,1 M hidroklorik asitle 2,5 ± 0,5 düzeyine ayarlanmıştır.
  6. Karışım 1.200 rpm’de 30 dəqiqə yüksək kesmeli homojenizasyona tabi tutulmuştur.
  7. Vakum altında gazı uzaklaştırılmıştır.
  8. PTFE kalıba dökülmüştür.
  9. −20 °C’de dörd saat dondurulmuş və 25 °C’de bir saat çözündürülmüştür.
  10. Dondurma–çözündürme işlemi üç kez tətbiq edilmişdir.
  11. 12 kDa kesim sınırına sahip membranla PBS’ye karşı beş diyaliz döngüsü yapılmıştır.
  12. Son pH 6,8–7,5 aralığına getirilmiştir.

Neden asidik ortam kullanıldı?

Pektinin metoksi qrupları və protonlanmış karboksil qrupları, aşağı pH koşullarında hidrojen bağı və hidrofobik etkileşimlere daha uygun hale gelebilir. Bununla belə pH 2,5–3,0 aralığındaki bir malzemenin birbaşa canlı dokuya uygulanması uygun olmayacağından jel daha sonra fizyolojik pH’a yakınlaştırılmıştır.

Şema 1 ne izah edir?

Tədqiqatnın ana şeması, tədqiqatnın tamamını tek bir akış içində göstərir:

  1. Brokoli sapı atığından pektin elde edilmesi
  2. Pektinin PVA çözeltisine karıştırılması
  3. Üç dondurma–əritmə döngüsüyle fiziksel ağ oluşturulması
  4. Hidrojelin diabetik siçovul yarasına uygulanması
  5. Reaktif oksijen türlerinin azaltılması
  6. M1-benzeri makrofaq yanıtından M2-benzeri yanıta geçiş
  7. Kollajen, epidermis, damar və kıl folikülü oluşumunun desteklenmesi

Bu şema önerilen mekanizmanın görsel özetidir. Şemadaki bütün oklar eyni düzeyde birbaşa təcrübəsel niyəsellik kanıtı anlamına gelmemektedir.

FTIR analizi ne gösterdi?

Brokoli sapı pektininde:

  • 1.740 cm−1 bölgesinde ester karbonil C=O gerilmesi
  • 1.620 cm−1 bölgesinde COO− qrupunun asimetrik gerilmesi
  • 1.020 cm−1 bölgesinde galaktüronik asit iskeletindeki C–O və C–C bağları

bildirilmişdir.

PVA/BSP kompozitinde pektine özgü 1.740 və 1.020 cm−1 sinyallerinin görülmesi, BSP’nin hidrogel ağına eklendiğini desteklemiştir. FTIR tek başına ağdaki her bağın sayısını veya bağlanma kuvvetini ölçmemektedir; fonksiyonel qrupların varlığı və etkileşimleri hakkında spektral kanıt sağlamaktadır.

Su içeriği formülündeki raporlama sorunu

Tədqiqatda hidrogelin su içeriği üçün şu denklem verilmiştir:

\[ M(\%) = \frac{W_1-W_0}{W_0}\times100 \]

Metinde:

  • W0: hidrogelin başlanğıc kütlesi
  • W1: 24 saat dondurarak kurutma sonraki kuru kütle

kimi tanımlanmıştır.

Kuru kütle başlangıçtaki ıslak kütleden aşağı olacağı üçün bu değişken tanımıyla formül negatif nəticə üretmelidir. Buna görə denklemdeki çıkarma sırası veya W0/W1 tanımlarından biri hatalı görünmektedir. Bu içerikte tədqiqat düzeltilmemiş; raporlama uyuşmazlığı açıkça qeyd edilmişdir.

Şişme nisbəti necə hesaplandı?

Tədqiqatda şişme nisbəti:

\[ G(\%) = \frac{M_1-M_0}{M_0}\times100 \]

formülüyle hesablanmışdır.

Burada:

  • M0, hidrogelin suya girmeden əvvəlki kütlesini,
  • M1, belirli zamandaki şişmiş kütleyi

ifade eder.

PVA/BSP hidrogel yaklaşık səkkiz saatte dengeye ulaşmış və %45,03 şişme göstərmişdir. Saf PVA’nın denge dəyəri %20,61’dir.

Su tutma ilə şişme niyə eyni şey deyil?

Şişme, kuru veya başlanğıc halindeki malzemenin dışarıdan nə qədər sıvı alabildiğini gösterir. Su tutma ise malzemenin içindeki suyu kuruma veya buharlaşma sırasında nə qədər koruyabildiğini ifade eder.

PVA/BSP hem daha fazla su emmiş hem de yüksək sıcaklık altında suyu saf PVA’dan daha uzun süre tutmuştur. Yara örtüsü baxımından bu özellikler:

  • yara sıvısının emilmesi,
  • nemli yüzeyin korunması,
  • örtünün kuruyarak yaraya yapışmasının azaltılması

bakımından potansiyel önem taşımaktadır.

Mikroskobik gözenek yapısı

Şekil 1’deki taramalı elektron mikroskobu görüntüleri, dondurarak kurutulmuş PVA və PVA/BSP hidrogellerinde birbirine bağlı gözenekli ağ göstərir.

Dondurma sırasında oluşan buz kristalleri gözenek şablonu gibi davranmıştır. Buz çözüldüğünde kristallerin bulunduğu alanlar boşluk haline gelmiştir. BSP’nin eklenmesi çapraz bağ yoğunluğunu artırmış və ortalama gözenek boyutunu küçültmüştür.

Bununla belə görüntüler dondurarak kurutulmuş örneğe aittir. Canlı yara üzerindeki tamamen hidratlı jelin gözenek yapısı eyni görünmek zorunda deyil.

Reoloji nəticələrı

Depolama modülü G′, malzemenin elastik və katı benzeri bileşenini; kayıp modülü G″ ise viskoz və sıvı benzeri bileşenini temsil eder.

Frekans taramasında PVA/BSP hidrogelin hem G′ hem G″ dəyərləri saf PVA’dan yüksək tapılmışdır. Bu durum BSP eklenmesinin daha güçlü bir fiziksel ağ oluşturduğunu desteklemektedir.

Gerinim taramasında yaklaşık %300 gerinimde G″, G′ dəyərini aşmıştır. Bu geçiş, hidrogel ağının elastik bütünlüğünü kaybederek daha sıvı benzeri davranmaya başladığı nokta kimi yorumlanmıştır.

Çekme dayanımı

Çekme numuneleri merkez bölgesi 20 mm uzunluk, 4 mm genişlik və 2 mm kalınlığa sahip olacak biçimde hazırlanmış; 5 mm/dəqiqə hızla çekilmiştir.

ÖzellikSaf PVAPVA/BSP
Yaklaşık maksimum dartılma gərginliyiGrafikte yaklaşık 0,4 MPa0,95 MPa
Kopmaya yakın uzamaYaklaşık %520Yaklaşık %376

BSP, hidrogelin daha yüksək gerilime dayanmasını sağlamış; fakat maksimum uzayabilirliği azaltmışdır. Bu nəticə malzemenin daha güçlü fakat bir miktar daha az uzayabilir hale geldiğini göstərir.

Basma dayanımı

Basma numuneleri 15 mm çapında və 10 mm yüksekliğinde silindirler kimi hazırlanmış, 5 mm/dəqiqə hızla sıkıştırılmıştır.

PVA/BSP hidrogel %80 basma geriniminde:

\[ 1{,}24\ \mathrm{MPa} \]

gerilime dayanmıştır. Saf PVA’nın eyni deformasyondaki dayanımı daha aşağı tapılmışdır.

Yorulma dayanımı

Yara örtüsü, eklem hərəkəti, cilt gerilmesi və günlük temas niyəiyle tekrar eden mekanik yüklere maruz kalabilir. Bu səbəbdən yalnız tek seferlik maksimum dayanım deyil, döngüsel dayanıklılık da mühümdir.

PVA/BSP hidrogel, %200 çekme geriniminde 50 döngü boyunca birbirine yakın stres–gerinim eğrileri göstərmişdir. Bu nəticə, dinamik hidrogen bağlarının kopup yeniden oluşarak enerjiyi dağıtabildiği yorumuyla açıklanmıştır.

Hidrojelin depolama kararlılığı

PVA/BSP hidrogel −20 °C’de 30 gün saklandıktan sonra çözündürüldüğünde görünür renk veya şekil değişikliği göstermemiştir. Deiyonize su və PBS içində 14 gün bekletildiğinde ağırlığı yalnız hafifçe artmışdır.

Bu nəticələr ağın qısa süreli laboratuvar kararlılığını desteklemektedir; oda sıcaklığındaki raf ömrünü, steril paket içindeki stabiliteyi veya aylar süren ticari depolamayı kanıtlamamaktadır.

Hücre canlılığı necə hesaplandı?

CCK-8 testindeki göreli hüceyrə canlılığı şu formülle hesablanmışdır:

\[ \mathrm{Hücre\ canlılığı}(\%) = \frac{A_{\mathrm{hidrojel}}}{A_{\mathrm{kontrol}}}\times100 \]

Burada absorbans, hüceyrələrin metabolik aktivitesiyle ilişkili renk oluşumunu temsil eder.

Kırk səkkiz saatte %167,37 bulunması, hidrogel özütü bulunan kuyucuklarda nəzarət kuyucuklarından daha yüksək metabolik sinyal ölçüldüğünü gösterir. Bu test birbaşa hüceyrə sayımı veya klinik doku büyümesi ölçməü deyil.

Canlı–ölü hüceyrə boyaması

Kalcein-AM canlı hüceyrələri yeşil, propidyum iyodür ise membranı bozulmuş ölü hüceyrələri kırmızı göstərmişdir. Kontrol, PVA və PVA/BSP qruplarında yeşil hüceyrələrin baskın olduğu və az sayıda kırmızı hüceyrə bulunduğu görülmüştür.

Hücre göçü necə dəyərlendirildi?

Fibroblast tabakasında pipet ucuyla bir çizik oluşturulmuş və boşluğun zaman içində nə qədər kapandığı ölçülmüşdür:

\[ C(\%) = \frac{C_0-C_t}{C_0}\times100 \]

Burada:

  • C0, başlangıçtaki çizik alanını,
  • Ct, belirli zamandaki kalan çizik alanını

göstərir.

PVA/BSP qrupunda 48 saatlik kapanma nisbəti %96,2 ± 3,5 kimi verilmiştir. Çizik testi, fibroblast göçü və çoğalması hakkında laboratuvar göstergesidir; tam kat deri yarasının bütün biyolojik karmaşıklığını temsil etmez.

Hemoliz təcrübəi

Hemoliz nisbəti:

\[ \mathrm{Hemoliz}(\%) = \frac{A_s-A_n}{A_p-A_n}\times100 \]

formülüyle hesablanmışdır.

Burada:

  • As, hidrogel örneğinin absorbansını,
  • Ap, deiyonize su kullanılan müsbət nəzarətü,
  • An, normal salin kullanılan negatif nəzarətü

ifade eder.

PVA və PVA/BSP qruplarının hemoliz oranları %5’in altında kalmıştır. Bu, siçovul eritrositleriyle yapılan qısa süreli laboratuvar uyumluluk testidir; insanlarda bütün kan uyumluluğunu tek başına göstermez.

Serbest radikal giderme təcrübələri

DPPH giderme nisbəti

\[ \mathrm{DPPH\ giderimi}(\%) = \frac{A_0-A_1}{A_0}\times100 \]

A0 hidrogel bulunmayan nəzarət absorbansını, A1 hidrogel bulunan təcrübə qrupunu ifade eder.

Süperoksit giderme nisbəti

\[ \mathrm{\cdot O_2^- \ giderimi}(\%) = \frac{H_0-H_1}{H_0}\times100 \]

Hidroksil radikali giderme nisbəti

\[ \mathrm{\cdot OH\ giderimi}(\%) = \frac{V_0-V_1}{V_0}\times100 \]

Hidrojen peroksit giderme nisbəti

\[ \mathrm{H_2O_2\ giderimi}(\%) = \frac{K_0-K_1}{K_0}\times100 \]

Bu təcrübələr ayrı kimyasal reaksiyon sistemlerinde həyata keçirilmişdir. Sonuçlar hidrogelin belirli radikallerle laboratuvar ortamında reaksiyona girebildiğini gösterir; canlı yarada eyni yüzdeyle ROS temizlediği anlamına gelmez.

Antioksidan təcrübəindeki konsantrasyon uyuşmazlığı

Yöntem bölümünde DPPH testi üçün 30 mg hidrogelin 3 mL metanolle karıştırıldığı yazmaktadır. Buna qarşılıq nəticə metninde en yüksək qrup “1 g/mL PVA/BSP” kimi ifade edilmiş, şekil açıklamasında ise qruplar “0,1 g” və “1 g” şeklinde gösterilmiştir.

Bu ifadeler konsantrasyon və toplam hidrogel kütlesi baxımından birbiriyle tam kimi uyuşmamaktadır. Buna görə %72,27–73,08 düzeyindeki nəticələrın hangi kesin hidrogel konsantrasyonuna karşılık geldiği açıklık gerektirmektedir.

makrofaqlar yara yaxşılaşmasinde niyə mühümdir?

makrofaqlar yara bölgesinde hasarlı dokuyu temizleyen, mikroorganizmalarla mücadele eden və onarım sinyallerini düzenleyen immun hüceyrələridir.

Tədqiqat makrofaqları iki operasyonel qrupta dəyərlendirmiştir:

FenotipKullanılan işaretTədqiqatdaki yorum
M1-benzeriiNOSProinflamatuvar yanıt
M2-benzeriCD206İnflamasyonun çözülmesi və doku onarımı

Gerçek makrofaq biyolojisi iki sabit kutudan daha karmaşıktır. iNOS və CD206 sinyallerindeki değişim, hüceyrələrin bütün fonksiyonel durumunu tek başına tanımlamaz; tədqiqatda M1/M2 geçişi bu belirteçler üzərindən yorumlanmıştır.

Hücre kültüründeki iltihab təcrübəi

RAW 264.7 makrofaqları 1 µg/mL LPS ilə 24 saat uyarılmış, ardından hidrogel özütleriyle 48 saat birlikte kültüre edilmiştir.

LPS sonra TNF-α yükselmiş və IL-10 azalmışdır. PVA/BSP özütü uygulandığında:

  • TNF-α sinyali azalmış,
  • IL-10 sinyali artmışdır.

Bu nəticə, hidrogel bileşenlerinin makrofaqların inflamatuvar yanıtını değiştirebildiğini göstərir. Hangi pektin molekülünün veya hangi reseptörün bu etkiyi başlattığı belirlenmemiştir.

Akut yara modeli necə kuruldu?

Altı–səkkiz həftəlik erkək Sprague–Dawley siçovulların sırtında 8 mm çapında iki tam kat deri defekti oluşturulmuştur.

Gruplar:

  • Blank qrup
  • Ticari yara örtüyü kullanılan nəzarət qrupu
  • Saf PVA hidrogel qrupu
  • PVA/BSP hidrogel qrupu

kimi qeyd edilmişdir. Hidrojeller yara üzerine yerleştirilmiş, gazlı bez və poliüretan filmle sabitlenmiştir. Yaralar 3., 7. və 14. günlerde qiymətləndirilmişdir.

Metin “blank” qrupun hangi örtüyü veya işlemi aldığına ilişkin ayrıntılı bir tanım vermemektedir. Bu durum nəzarət qruplarının yorumlanmasını zorlaştırmaktadır.

Akut yara kapanması

Grup7. gün14. gün
BlankKesin sayı metinde verilmemiştir%62,39
Ticari örtü nəzarətüKesin sayı metinde verilmemiştir%64,71
PVA%54,55%80,26
PVA/BSP%71,28%91,31

Şekil 4’te PVA/BSP qrupundaki yara alanının daha hızlı küçüldüğü görülmektedir. Bununla belə siçovul derisi insan derisine görə yara kenarlarının kasılmasıyla daha güçlü iyileşir. Tədqiqatda yarayı kasılmaya karşı sabitleyen bir splint kullanıldığı belirtilmemiştir. Bu səbəbdən kapanma faizinin bir bölümü yeni deri oluşumunun yanı sıra doku kasılmasından kaynaklanmış ola bilər.

Akut yara histolojisi

H&E boyaması hüceyrələri, granülasyon dokusunu və yeni epidermisi dəyərlendirmek üçün istifadə edilmişdir. Masson trikrom boyaması ise kollagen liflerini görünür hale getirmiştir.

PVA/BSP qrupunda:

  • erken dönemde daha az inflamatuvar hüceyrə birikimi,
  • daha kalın granülasyon dokusu,
  • daha düzenli yeni epidermis və dermis,
  • daha yoğun və hizalı kollagen lifleri,
  • daha fazla damar və kıl folikülü görünümü

bildirilmişdir.

Akut yara immun nəticələrı

Yara dokusunda TNF-α və IL-6 sinyalleri PVA/BSP qrupunda azalmışdır. iNOS sinyali düşerken CD206 sinyali yüksəlmişdir.

Metnin bir bölümünde iNOS’un yeşil və CD206’nın kırmızı olduğu doğru biçimde belirtilmiş; hemen sonraki cümlede M1 hüceyrələri kırmızı, M2 hüceyrələri yeşil kimi ters yazılmıştır. Şekil və yöntem açıklamasına görə kullanılan renkler:

  • iNOS: yeşil
  • CD206: kırmızı

şeklindedir. Bu renk tersliği metin içindeki editoryal tutarsızlıktır.

Diyabetik yara modeli necə oluşturuldu?

Tip 1 diyabet, streptozotosin uygulamasıyla oluşturulmuştur. Bir həftə sonra kan glikozu:

\[ \geq 16{,}7\ \mathrm{mmol/L} \]

olan siçovullar diabetik kabul edilmiştir.

Ardından sırt bölgesinde iki adet 8 mm tam kat deri yarası açılmış və akut modeldeki dörd qrup tətbiq edilmişdir.

Yöntem bölümünde STZ’nin intraperitoneal enjeksiyonla verildiği yazarken Şekil 5’in zaman çizelgesinde intravenöz enjeksiyon ifadesi bulunmaktadır. Enjeksiyon yolu PDF içində tutarlı deyil.

Diyabetik yara kapanması

On dördüncü günde:

  • Kontrol: %64,01
  • Blank: %66,69
  • PVA: %73,03
  • PVA/BSP: %91,33

kapanma bildirilmişdir.

PVA/BSP qrupunun kapanma nisbəti saf PVA’dan yaklaşık 18,3 yüzde puanı daha yüksektir. Bu karşılaştırma, yalnız nemli fiziksel örtünün deyil, BSP eklenmesinin de sonuca katkıda bulunmuş olabileceğini göstərir.

Bununla belə tədqiqat, pektin içermeyen fakat eyni gözenek və mekanik yapıya sahip tam eşlenmiş bir malzeme nəzarətü oluşturmamıştır. PVA və PVA/BSP arasındaki mekanik və mikroyapısal farklılıklar da biyolojik nəticələrı etkileyebilir.

Diyabetik yara histolojisi

PVA/BSP qrupunda 14. günde:

  • daha sürekli epidermal tabaka,
  • daha ileri re-epitelizasyon,
  • daha fazla subepidermal damar,
  • daha yüksək kollagen yoğunluğu,
  • yeni dermiste kıl folikülü benzeri yapılar

gösterilmiştir.

Kıl folikülü və kollagen nicel analizleri Şekil 6’da n = 3 kimi sunulmuştur. Kıl folikülü sayısı və kollagen birikimi PVA/BSP qrupunda diğer qruplardan yüksək görünmektedir.

Diyabetik yarada makrofaq yanıtı

PVA/BSP müalicəsi sonra:

  • IL-6 azalmış,
  • IL-10 artmış,
  • iNOS pozitif M1-benzeri sinyal azalmış,
  • CD206 pozitif M2-benzeri sinyal artmışdır.

Bu örüntü, yara mikroçevresinin uzun süren iltihab durumundan onarımın desteklendiği bir duruma kaydığı biçiminde yorumlanmıştır.

Hayvan sayılarındaki raporlama farkı

Diyabetik yara nəticələrında qrup başına n = 6 siçovul kullanıldığı yazmaktadır. Buna qarşılıq Şekil 5’in yara alanı açıklamasında n = 3 verilmiştir.

Bunun olası açıklamaları arasında bazı heyvanların histoloji və bazı heyvanların yara alanı analizi üçün ayrılması veya her təcrübə üçün fərqli örnek sayısı kullanılması bulunabilir; ancak metin bunu açıklamamaktadır.

Akut yara modelinde toplam heyvan sayısı açıkça verilmemiş, Şekil 4’te nicel analizler üçün n = 3 yazılmıştır.

İki yara eyni heyvanda oluşturulduğunda istatistik necə etkilenebilir?

Her siçovulda iki yara oluşturulmuştur. Eyni siçovuldaki iki yara eyni dolaşım, hormon, glikoz və immun ortamını paylaşır. Bu səbəbdən iki yara tamamen bağımsız biyolojik örnek deyil.

Tədqiqatda statistik analiz biriminin siçovul mı, yara mı olduğu və heyvan içi korelasyonun hesaba katılıp katılmadığı açıklanmamıştır. Yaralar bağımsız örnekler gibi sayıldıysa örneklem büyüklüğü olduğundan yüksək görünebilir.

Ana organ histolojisi

Tedavinin 14. gününde kalp, karaciğer, dalak, akciğer və böbrekler H&E ilə araşdırılmışdır. Hidrojel qruplarında belirgin yapısal bozukluk, nekroz veya yoğun inflamatuvar infiltrasyon bildirilmemiştir.

Bu nəticə qısa süreli və histolojik bir güvenlik göstergesidir. Şunları tek başına kanıtlamaz:

  • Uzun dönem sistemik güvenlik
  • Karaciğer və böbrek fonksiyonlarının normal olduğu
  • Malzeme bozunma ürünlerinin birikmediği
  • İnsan derisinde alerji veya duyarlılık oluşturmayacağı

Transkriptom analizi necə yapıldı?

Diyabetik yara dokuları 14. günde toplanmış və RNA dizilemesine gönderilmiştir. Şekil açıklamasında analiz üçün n = 3 qeyd edilmişdir.

PVA/BSP qrupu nəzarət qrupuyla karşılaştırıldığında:

  • 233 gen artmış,
  • 294 gen azalmışdır.

Toplamda 527 diferansiyel gen raporlanmıştır.

Volkan grafiği ne gösteriyor?

Şekil 7A’daki volkan grafiğinde yatay eksen gen ekspressiyaundaki kat değişimini, dikey eksen ise statistik anlamlılığı göstərir.

Turuncu noktalar PVA/BSP qrupunda yükselen, mavi noktalar düşen genleri temsil etmektedir. Grafik çox sayıda genin tek bir yönde deyil, fərqli biyolojik programlar boyunca yeniden düzenlendiğini göstərir.

Isı haritası ne izah edir?

Şekil 7B’de nəzarət və PVA/BSP örneklerinin gen ekspressiya örüntüleri ayrı kümeler oluşturmaktadır. Bu, müalicə edilen yara dokusunun nəzarət yaralarından fərqli bir transkriptom profiline sahip olduğunu göstərir.

Isı haritası hangi değişimin yaxşılaşmanin niyəi, hangisinin sonucu olduğunu tek başına belirleyemez.

GO analizi

Gen Ontolojisi analizinde öne çıkan biyolojik süreçler arasında:

  • Epidermis gelişimi
  • Deri gelişimi
  • Keratinosit farklılaşması
  • Epidermal hüceyrə farklılaşması
  • Kıl folikülü gelişimi
  • Doku gelişimi
  • Pigment və melanin metabolizması

bulunmaktadır.

Bu nəticələr, histolojide görülen epidermal kapanma və kıl folikülü oluşumuyla gen ekspressiyau arasında uyumlu bir örüntü sağlamaktadır.

KEGG yolakları

KEGG analizinde:

  • IL-17 sinyali
  • TNF sinyali
  • JAK–STAT sinyali
  • NOD-benzeri reseptör sinyali
  • NF-κB sinyali
  • Sitokin–reseptör etkileşimleri

öne çıkmıştır.

Yolak zenginleşmesi, bu yolaklarla ilişkili genlerin listede beklenenden daha sık bulunduğunu gösterir. NF-κB veya IL-17 protein aktivitesi birbaşa fosforilasyon, inhibitör, genetik susturma ya da fonksiyonel kurtarma təcrübəiyle test edilmemiştir.

Bu səbəbdən “NF-κB və IL-17 yolaklarının birbaşa baskılandığı kesin kimi kanıtlandı” yerine, “transkriptom nəticələrı bu yolaklarla ilişkili inflamatuvar gen programlarının azaldığını düşündürmektedir” ifadesi daha uygundur.

GSEA nəticələrı

Gen Seti Zenginleştirme Analizi, tek tek hədd aşan genlerden ziyade əvvəlden tanımlanmış bütün gen kümelerinin sıralı davranışını dəyərlendirir.

Metne və grafik üzerindeki başlıklara görə:

  • İnflamatuvar yanıtla ilişkili gen kümesi aşağı yönlüdür.
  • Epitelyal hüceyrə farklılaşmasıyla ilişkili gen kümesi yukarı yönlüdür.

Buna qarşılıq Şekil 7 açıklamasında F paneli “reaktif oksijen türü metabolik süreci” kimi adlandırılmıştır. Grafiğin kendi başlığında ise “epithelial cell differentiation” yazmaktadır. Şekil açıklaması ilə panel başlığı birbiriyle uyuşmamaktadır.

Önerilen yara onarım mekanizması

Tədqiqatnın önerdiği genel mekanizma şöyledir:

\[ \mathrm{BSP\ içeren\ hidrojel} \rightarrow \mathrm{ROS\ yükü}\downarrow \rightarrow \mathrm{doku\ hasarı\ ve\ inflamatuvar\ sinyal}\downarrow \]

\[ \mathrm{TNF\!-\!\alpha,\ IL\!-\!6,\ iNOS}\downarrow \quad+\quad \mathrm{IL\!-\!10,\ CD206}\uparrow \]

\[ \mathrm{uzamış\ inflamasyonun\ çözülmesi} \rightarrow \mathrm{fibroblast\ göçü,\ epitelizasyon,\ kollajen\ düzenlenmesi} \rightarrow \mathrm{yara\ kapanmasının\ hızlanması} \]

Bu zincirin fərqli basamakları hüceyrə kültürü, kimyasal radikal testleri, histoloji və transkriptom məlumatlariyle desteklenmiştir. Lakin bütün basamaklar tek bir niyəsellik təcrübəinde eyni anda doğrulanmamıştır.

Tədqiqatnın güclü tərəfləri

  • Tarımsal atık qiymətləndirilmişdir: Brokoli sapı biyolojik işlev taşıyan bir hidrogel bileşenine dönüştürülmüştür.
  • Kimyasal çapraz bağlayıcı kullanılmamıştır: Ağ, fiziksel dondurma–əritmə və moleküller arası etkileşimlerle oluşturulmuştur.
  • PVA ilə birbaşa karşılaştırma yapılmıştır: BSP’nin mekanik və biyolojik katkısı araşdırılmışdır.
  • Formülasyon taraması yapılmıştır: Fərqli PVA/BSP oranları arasından 1:1 formül seçilmiştir.
  • Malzeme çox yönlü karakterize edilmiştir: FTIR, SEM, şişme, su tutma, reoloji, çekme, basma və yorulma testleri istifadə edilmişdir.
  • Hücre uyumluluğu araşdırılmışdır: Canlılık, canlı–ölü boyaması, göç və hemoliz qiymətləndirilmişdir.
  • Dörd ayrı radikal sistemi test edilmiştir: DPPH, ·OH, ·O2− və H2O2.
  • İmmünolojik nəticələr qiymətləndirilmişdir: TNF-α, IL-6, IL-10, iNOS və CD206 araşdırılmışdır.
  • İki yara modeli istifadə edilmişdir: Akut və diabetik tam kat yaralar ayrı ayrı qiymətləndirilmişdir.
  • Zaman serisi bulunmaktadır: Yaralar 3., 7. və 14. günlerde araşdırılmışdır.
  • Histoloji ilə görünür doku yenilenmesi qiymətləndirilmişdir: Epidermis, kollagen, damar və kıl folikülleri araşdırılmışdır.
  • Transkriptom analizi yapılmıştır: Moleküler değişiklikler tek birkaç belirteçle sınırlı bırakılmamıştır.
  • Ana organlar histolojik kimi araşdırılmışdır: Qısa dönem sistemik hasara ilişkin ön bilgi sunulmuştur.

Tədqiqatnın məhdudiyyətləri

  • Hakem dəyərlendirmesi yoktur: Tədqiqat SSRN preprintidir.
  • İnsan klinik tədqiqatsı deyil: Diyabetik ayak ülseri olan insanlarda test edilmemiştir.
  • Kiçik və belirsiz heyvan örneklemi vardır: Akut modelde toplam heyvan sayısı açıklanmamış, bazı grafiklerde n = 3 istifadə edilmişdir.
  • Diyabetik modelde örnek sayısı uyuşmazlığı vardır: Metin qrup başına n = 6, şekil açıklaması n = 3 bildirmektedir.
  • İstatistiksel analiz birimi açıklanmamıştır: Eyni heyvandaki iki yaranın bağımsız kabul edilip edilmediği bilinmemektedir.
  • Blank qrupun uygulaması net deyil: Blank ilə ticari örtü nəzarətünün farkı yöntem içində tam tanımlanmamıştır.
  • STZ uygulama yolu tutarsızdır: Metin intraperitoneal, şekil intravenöz enjeksiyon göstərir.
  • Sıçan yarası insan yarasına tam kimi benzemez: Sıçan derisi güçlü biçimde kasılarak iyileşebilir.
  • Yara splinti bildirilmemiştir: Kapanmanın nə qədərının kontraksiyon, nə qədərının yeni doku üretimi olduğu kesin ayrıştırılamaz.
  • Tip 1 diyabet modeli istifadə edilmişdir: İnsanlardaki diabetik ayak yaralarının mühüm bölümü tip 2 diyabet, nöropati, iskemi və enfeksiyonun birleşimiyle gelişir.
  • Enfekte yara modeli yoktur: Antibakteriyel etkinlik test edilmemiştir.
  • Antimikrobiyal özellik gösterilmemiştir: Malzemenin enfeksiyonu önlediği söylenemez.
  • Yalnızca 14 günlük takip vardır: Yaranın yeniden açılması, skar kalitesi və uzun dönem doku dayanımı bilinmemektedir.
  • Uzun dönem toksisite yoktur: Ana organlar yalnız 14. günde histolojik kimi araşdırılmışdır.
  • Kan biyokimyası sunulmamıştır: Karaciğer, böbrek veya sistemik iltihab fonksiyon testleri verilmemiştir.
  • Aktif pektin yapısı belirlenmemiştir: BSP içindeki hangi moleküler bölgenin immünolojik etkiyi oluşturduğu gösterilmemiştir.
  • Pektin salımı ölçülmemiştir: BSP’nin hidrogel ağından ne hızla ayrıldığı bilinmemektedir.
  • Bozunma profili eksiktir: Canlı dokuda hidrogelde nə qədər kütle kaybı olduğu ölçülmemiştir.
  • Deriye yapışma kuvveti test edilmemiştir: Hareketli vücut bölgelerinde örtünün nə qədər iyi tutunacağı bilinmemektedir.
  • Hemostatik etki test edilmemiştir: Kanamayı durdurma performansı gösterilmemiştir.
  • Sterilizasyon və raf ömrü sınırlı qiymətləndirilmişdir: Ticari üretim və paketleme koşulları test edilmemiştir.
  • CCK-8 sonucu hüceyrə sayısıyla eyni deyil: %167 canlılıq daha yüksək metabolik sinyal mənasına gəlir.
  • Makrofaj sınıflaması sınırlıdır: M1/M2 yorumu yalnız az sayıda belirtece dayanır.
  • Makrofaj renkleri metinde ters yazılmıştır: iNOS və CD206 renk tanımları bir bölümde birbiriyle karıştırılmıştır.
  • Antioksidan konsantrasyonu belirsizdir: 30 mg/3 mL, 0,1 g, 1 g və 1 g/mL ifadeleri birbiriyle uyumlu deyil.
  • Su içeriği formülü tutarsızdır: Denklem və değişken tanımları negatif nəticə üretecek biçimde yazılmıştır.
  • İstatistik yöntemi yeterince açıklanmamıştır: “one-test veya iki yönlü t testi” ifadesi bulunmakta, çox qruplu karşılaştırma və çoklu test düzeltmeleri net deyil.
  • Transkriptom karşılaştırması PVA qrupunu içermemektedir: Gen değişimlerinin nə qədərının BSP’ye, nə qədərının hidrogel örtüsüne ait olduğu tam ayrıştırılamaz.
  • Yolak zenginleşmesi niyəsellik deyil: NF-κB və IL-17 birbaşa inhibitör veya genetik təcrübələrle test edilmemiştir.
  • GSEA paneli ilə şekil açıklaması uyuşmamaktadır: Panelde epitelyal hüceyrə farklılaşması yazarken açıklamada ROS metabolizması denmiştir.
  • Ek materyal eksiktir: Metinde atıf yapılan bazı tablolar və ayrıntılı destekleyici yöntemler yüklenen PDF’de bulunmamaktadır.

Tədqiqat nə deyir?

  • Brokoli sapı pektini PVA ilə fiziksel kimi çapraz bağlı bir hidrogel ağına dahil edilebilmiştir.
  • BSP eklenmesi hidrogelin çekme, basma və yorulma dayanımını artırmıştır.
  • PVA/BSP hidrogel saf PVA’dan daha fazla şişmiş və suyu daha iyi tutmuştur.
  • Hidrojel L929 hüceyrələrində belirgin sitotoksisite göstermemiştir.
  • PVA/BSP özütü fibroblast göçü və metabolik aktiviteyle ilişkili ölçmələri artırmıştır.
  • Hidrojel laboratuvar radikal testlerinde antioksidant aktivite göstərmişdir.
  • LPS ilə uyarılmış makrofaqlarda TNF-α azalmış və IL-10 artmışdır.
  • Akut siçovul yaralarında 14. gün kapanma nisbəti %91,31’e ulaşmıştır.
  • Diyabetik siçovul yaralarında 14. gün kapanma nisbəti %91,33’e ulaşmıştır.
  • PVA/BSP qruplarında epidermis, kollagen, damar və kıl folikülü oluşumu daha belirgin tapılmışdır.
  • iNOS sinyali azalırken CD206 sinyali artmışdır.
  • Transkriptom nəticələrı inflamatuvar gen programlarının azalması və epidermal farklılaşmanın artmasıyla uyumludur.
  • Brokoli sapı atığının biyomedikal bir malzemeye dönüştürülebileceğini gösteren preklinik bir yaklaşım sunulmuştur.

Tədqiqat nə demir?

  • PVA/BSP hidrogelin insanlarda diabetik ayak yarasını müalicə ettiğini göstermemektedir.
  • Amputasyon riskini azalttığını göstermemektedir.
  • İnsanlarda enfeksiyonu önlediğini veya müalicə ettiğini göstermemektedir.
  • Antibakteriyel etkinlik göstermemektedir.
  • Hidrojelin piyasadaki gelişmiş diabetik yara örtülerinden üstün olduğunu kanıtlamamaktadır.
  • Uzun dönem kullanımın tamamen güvenli olduğunu göstermemektedir.
  • İnsanlarda alerji veya temas dermatiti oluşturmayacağını kanıtlamamaktadır.
  • Her diabetik yara türünde eyni sonucu vereceğini göstermemektedir.
  • NF-κB və IL-17’nin hidrogelin tek veya kesin moleküler hedefleri olduğunu kanıtlamamaktadır.
  • ROS’un canlı yarada laboratuvar təcrübələrindeki yüzdelerle giderildiğini göstermemektedir.
  • Brokoli sapının birbaşa yaraya uygulanmasının yararlı veya güvenli olduğunu göstermemektedir.
  • Brokoli tüketiminin kronik yarayı iyileştireceğini göstermemektedir.
  • Evde hazırlanabilecek bir yara örtüyü tarif etmemektedir.
  • Ticari üretim, sterilizasyon, raf ömrü və mevzuat uygunluğunu dəyərlendirmemektedir.

Geçmiş baxımından önemi

Pektin uzun süredir gıda endüstrisinde kıvam artırıcı və jel oluşturucu kimi kullanılmaktadır. Biyomedikal alandaki pektin hidrogellerinin mühüm məhdudiyyətləri ise mekanik zayıflık və jel oluşumu üçün iyon, yüksək şeker, güçlü asit veya kimyasal çapraz bağlayıcı gereksinimi olmuştur.

Bu tədqiqat, yüksək metoksilli brokoli sapı pektinini PVA’nın fiziksel dondurma–əritmə ağına dahil ederek bu iki soruna eyni anda yaklaşmaktadır:

  • PVA mekanik dayanım sağlamaktadır.
  • BSP antioksidant və immünolojik biyolojik işlev kazandırmaktadır.

Bugün baxımından önemi

Diyabetik yara örtüyü tədqiqatlarında eğilim, yalnız pasif koruyucu malzemelerden yara mikroçevresini aktif biçimde düzenleyen biyofonksiyonel sistemlere doğru ilerlemektedir.

PVA/BSP yaklaşımı üç işlevi birleştirmektedir:

  1. Nemli və gözenekli fiziksel ortam oluşturmak
  2. Tekrarlayan mekanik yüklerde yapısal bütünlüğü korumak
  3. Oksidatif və inflamatuvar mikroçevreyi değiştirmek

Ayrıca pahalı veya karmaşık ilaç yükleme sistemleri yerine pektinin kendi biyolojik aktivitesinden yararlanılması hedeflenmiştir.

Gelecek baxımından önemi

Bu malzemenin klinik geliştirmeye yaklaşabilmesi üçün gelecekte şu tədqiqatlar gereklidir:

  • Daha böyük və bağımsız heyvan qrupları
  • Yara kasılmasını sınırlayan splintli modeller
  • Tip 2 diyabet, nöropati və iskemi içeren modeller
  • Bakteriyle enfekte yara modelleri
  • Domuz gibi insan derisine daha yakın böyük heyvan modelleri
  • Uzun dönem skar və doku dayanımı ölçmələri
  • Pektin salım kinetiği və hidrogel bozunma analizi
  • Deri yapışma kuvveti və kullanım sırasında yerinde kalma testleri
  • Antibakteriyel və biyofilm təcrübələri
  • Tekrarlayan doz və kronik toksisite tədqiqatları
  • Kan biyokimyası və immün duyarlılık testleri
  • BSP’nin aktif moleküler fraksiyonlarının belirlenmesi
  • Üretim partileri arasındaki kimyasal değişkenliğin ölçülmesi
  • Sterilizasyon sonra pektin aktivitesinin korunup korunmadığının araştırılması
  • Oda sıcaklığında raf ömrü və ambalaj stabilitesi
  • NF-κB və IL-17 yolaklarının birbaşa moleküler doğrulaması
  • Mevcut klinik yara örtüleriyle nəzarətlü karşılaştırmalar
  • Yeterli preklinik doğrulamadan sonra fazlara ayrılmış insan klinik tədqiqatları

Gündelik yaşam və hasta baxımından anlamı

Tədqiqat, tarımsal bir atığın ileri biyomalzemeye dönüştürülebileceğini gösteren dikkat çekici bir örnektir. Brokoli sapı yalnız gıda artığı kimi deyil, belirli işlemlerden geçirildiğinde işlevsel polisakkarit kaynağı kimi dəyərlendirilebilir.

Bununla belə tədqiqatda kullanılan BSP:

  • laboratuvarda karakterize edilmiş,
  • belirli molekül ağırlığı və esterleşme derecesine sahip,
  • steril koşullarda PVA ilə birleştirilmiş,
  • asitlik düzenlemesi və diyalizden geçirilmiş,
  • nəzarətlü dondurma–əritməyle jel haline getirilmiş

bir malzemedir.

Bu səbəbdən brokoli sapı, pektin tozu veya evde hazırlanan bitkisel karışımlar açık diabetik yaralara uygulanmamalıdır. Diyabetik ayak yaraları enfeksiyon, dolaşım bozukluğu və doku kaybı niyəiyle profesyonel tıbbi dəyərlendirme gerektirir.

Tədqiqatnın Yöntemi və Bulguları

Tədqiqat tasarımının texniki özeti

Deney düzeyiTədqiqatda uygulanan yöntem
MalzemePVA ilə brokoli sapı pektininden kompozit hidrogel
Çapraz bağlanmaKimyasal ajan olmadan üç dondurma–əritmə döngüsü
Seçilen oranPVA/BSP 1:1 katı kütle nisbəti
Kimyasal analizFTIR; BSP üçün ek kimi NMR və molekül ağırlığı analizi bildirimi
MikroyapıDondurarak kurutulmuş örneklerde SEM
Mekanik analizÇekme, basma, reoloji və döngüsel yorulma
Su davranışıSu kaybı, şişme və uzun süreli sıvı içində kararlılık
Fibroblast modeliL929 hüceyrələri
Makrofaj modeliLPS ilə uyarılmış RAW 264.7 hüceyrələri
Hücre testleriCCK-8, canlı–ölü boyama və çizik testi
Kan uyumluluğuSıçan eritrositleriyle hemoliz testi
Antioksidan testDPPH, ·OH, ·O2− və H2O2
Akut heyvan modeliErkek SD siçovullarda iki adet 8 mm tam kat sırt yarası
Diyabetik modelSTZ ilə oluşturulmuş tip 1 diyabet və 8 mm tam kat yaralar
Takip3., 7. və 14. gün
HistolojiH&E və Masson trikrom
İmmün işaretlerTNF-α, IL-6, IL-10, iNOS və CD206
Transkriptom14. gün diabetik yara dokusunda RNA dizileme; n = 3
Etik izinNorthwest University; NWU-AWC-20240720R

Hidrojel bileşimi və hazırlanması

ParametreDeğer
PVA molekül ağırlığı89.000–98.000
PVA hidroliz derecesi≥%99
PVA çözeltisi%10; 0,1 g/mL
PVA:BSP nisbəti1:1 katı kütle
Karıştırma sıcaklığıPVA üçün 90 °C
BSP ekleme sıcaklığı45 °C
Başlanğıc pH2,5 ± 0,5
Homojenizasyon1.200 rpm, 30 dəqiqə
Dondurma−20 °C, 4 saat
Çözündürme25 °C, 1 saat
Döngü sayısı3
Diyaliz12 kDa membran; beş döngü
Son pH6,8–7,5

Fiziksel və mekanik tapıntılar

ÖlçümPVAPVA/BSP
24 saatlik su/kütle kaybı%82,06%50,38
8 saatlik şişme nisbəti%20,61%45,03
Maksimum dartılma gərginliyiGrafikte yaklaşık 0,4 MPa0,95 MPa
Çekme uzamasıYaklaşık %520Yaklaşık %376
%80 gerinimde basma gerilimiDaha aşağı1,24 MPa
Yorulma testiDaha belirgin histerezis50 döngüde daha kararlı eğriler

In vitro biyolojik nəticələr

ÖlçümPVA/BSP sonucu
48 saat göreli L929 metabolik canlılığı%167,37 ± 7,19
48 saat çizik kapanması%96,2 ± 3,5
Hemoliz%5 sınırının altında
DPPH giderimi%72,27
·OH giderimi%73,08
·O2− giderimi%62,96
H2O2 giderimi%69,04
LPS sonrası TNF-αAzalmış
LPS sonrası IL-10Artmış

Akut yara nəticələrının texniki özeti

SonuçPVAPVA/BSP
7. gün kapanma%54,55%71,28
14. gün kapanma%80,26%91,31
TNF-α və IL-6AzalmaDaha belirgin azalma
iNOSAzalmaDaha belirgin azalma
CD206ArtışDaha belirgin artış
Kollajen və epidermisİyileşmeDaha gelişmiş görünüm

Diyabetik yara nəticələrının texniki özeti

Grup14. gün yara kapanma nisbəti
Kontrol%64,01
Blank%66,69
PVA%73,03
PVA/BSP%91,33

Diyabetik yara mikroçevresindeki değişimler

GöstergePVA/BSP qrupundaki yönTədqiqatdaki yorum
IL-6AzalmışProinflamatuvar sinyalin azalması
IL-10Artmışİnflamasyonun çözülmesinin desteklenmesi
iNOSAzalmışM1-benzeri makrofaq sinyalinin azalması
CD206ArtmışM2-benzeri makrofaq sinyalinin artması
KollajenArtmış və daha düzenliHücre dışı matriks yeniden yapılanması
EpidermisDaha sürekliRe-epitelizasyon
Damar görünümüArtmışYeni doku desteği
Kıl folikülüArtmışDeri eki oluşumunun desteklenmesi

Transkriptom tapıntılarının özeti

AnalizƏsas nəticə
Artan genler233
Azalan genler294
Toplam diferansiyel gen527
GO süreçleriEpidermis, deri, keratinosit və kıl folikülü gelişimi
KEGG yolaklarıIL-17, TNF, JAK–STAT, NOD-benzeri reseptör və NF-κB
GSEAİnflamatuvar yanıtın azalması və epitelyal farklılaşmanın artmasıyla uyumlu örüntü

Şekillerin birlikte anlattığı bilimsel nəticə

  1. Şema 1, brokoli sapından hidrogel üretimini və önerilen yara onarım mekanizmasını göstərir.
  2. Şekil 1, BSP’nin hidrogele katıldığını, gözenekli ağı, daha iyi su tutmayı və daha yüksək şişmeyi göstərir.
  3. Şekil 2, BSP eklenmesinin çekme, basma və yorulma dayanımını artırdığını göstərir.
  4. Şekil 3, fibroblast uyumluluğunu, göçü, hemoliz nəticələrını, radikal giderimini və makrofaq sitokin değişimini göstərir.
  5. Şekil 4, akut yaralarda hızlanan kapanmayı, kollagen oluşumunu və inflamatuvar belirteçlerdeki değişimi göstərir.
  6. Şekil 5, diabetik yaralarda PVA/BSP qrupunun en yüksək kapanma nisbətina ulaştığını və M1/M2-benzeri belirteç örüntüsünü değiştirdiğini göstərir.
  7. Şekil 6, yeni kıl folikülleri, kollagen birikimi və 14 günlük ana organ histolojisini göstərir.
  8. Şekil 7, yara dokusundaki geniş gen ekspressiya değişimini və iltihab–rejenerasyon dengesindeki kaymayı göstərir.

Teknik kimi en mühüm nəticə

Tədqiqatnın en mühüm katkısı, bir yara örtüyünde mekanik dayanım ilə biyolojik aktivitenin birbirinden ayrı tasarım hedefleri olmak zorunda olmadığını göstermesidir.

PVA:

  • üçölçülü şəbəkəı,
  • çekme və basma dayanımını,
  • yorulma direncini

sağlamıştır.

Brokoli sapı pektini ise:

  • su tutmayı və şişmeyi,
  • laboratuvar antioksidant aktivitesini,
  • fibroblast yanıtını,
  • makrofaq və sitokin örüntüsünü

değiştirmiştir.

Bu birleşim, siçovullardaki akut və diabetik yaralarda daha hızlı kapanma və daha ileri histolojik yeniden yapılanmayla ilişkili tapılmışdır. Lakin nəticələr henüz yalnız preklinik düzeydedir.

Kaynak və Yöntem Notu

Bu içerik, Yonghui Zhou, Yaqi Zhao, Haixia Yang, Daidi Fan və Jianjun Deng tarafından hazırlanan “Composite hydrogel based on broccoli stem pectin has immunomodulatory activity to accelerate diabetic wound healing” başlıklı tədqiqatya dayanmaktadır.

Tədqiqat; PVA və brokoli sapı pektininden fiziksel kimi çapraz bağlı hidrogel üretimini, malzeme karakterizasyonunu, L929 fibroblast və RAW 264.7 makrofaq təcrübələrini, siçovullarda akut və STZ kaynaklı diabetik tam kat yara modellerini, histolojik incelemeyi, immünoflüoresan analizleri və yara dokusu transkriptomiğini birleştiren preklinik in vitro və heyvan tədqiqatsıdır.

İnsanlarda yürütülmüş klinik tədqiqat deyil. İnsan diabetik ayak ülseri, klinik enfeksiyon, hastane yatışı, amputasyon, ağrı, yaşam kalitesi veya insan güvenliği verisi bulunmamaktadır.

Metinde açıkça “This preprint research paper has not been peer reviewed” və “Preprint not peer reviewed” ifadeleri bulunmaktadır. Buna görə tədqiqat hakem dəyərlendirmesinden geçmemiştir. PDF’de nihai dergi kabulü veya doğrulanmış hakemli yayın statüsü bulunmamaktadır.

Hayvan təcrübələrinin Northwest University Laboratory Animal Care and Ethics Committee tarafından NWU-AWC-20240720R numaralı izinle onaylandığı qeyd edilmişdir.

Tədqiqatnın Natural Science Basic Research Program of Shaanxi və Agricultural Science and Technology Innovation Program of the Chinese Academy of Agricultural Sciences tarafından desteklendiği bildirilmişdir. Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Diyabetik model metinde qrup başına altı siçovul kimi açıklanırken şekil nicel analizlerinde n = 3 bildirilmişdir. Akut modelin toplam heyvan sayısı, eyni heyvandaki iki yaranın istatistikte necə ele alındığı və bütün ölçmələrin kör yapılıp yapılmadığı açıklanmamıştır.

STZ enjeksiyonu yöntem metninde intraperitoneal, təcrübə şemasında intravenöz kimi gösterilmiştir. Su içeriği formülündeki değişken tanımları, antioksidant təcrübələrindeki hidrogel konsantrasyonları, makrofaq renk açıklaması və GSEA şekil başlığı arasında da raporlama farklılıkları bulunmaktadır.

Transkriptomda NF-κB, IL-17, TNF və JAK–STAT ilə ilişkili gen kümeleri belirlenmiştir. Bu analiz, söz konusu yolakların birbaşa moleküler hedef olduğunu veya hidrogelin yalnız bu yolaklar üzərindən çalıştığını kanıtlamamaktadır.

Ana organlarda 14. günde belirgin histolojik hasar görülmemesi qısa süreli biyouyumluluk lehine bir bulgudur; uzun dönem sistemik güvenlik, insanlarda alerji, bozunma ürünü toksisitesi veya tekrarlayan kullanım güvenliği anlamına gelmemektedir.

Tədqiqat brokoli sapının, brokoli pektininin veya evde hazırlanmış bitkisel materyallerin açık yaralara birbaşa uygulanmasını desteklememektedir. Test edilen ürün, nəzarətlü biçimde hazırlanmış və fizyolojik pH’a getirilmiş PVA/BSP kompozit hidrogeldir.

Bu makale yalnız yüklenen PDF’deki yöntemler, formüller, tablolar, grafikler, histolojik görüntüler, transkriptom nəticələrı və yazarların yorumlarına dayanılarak hazırlanmıştır. PDF’de bulunmayan insan etkinliği, klinik üstünlük, enfeksiyon müalicəsi, uzun dönem güvenlik veya ticari kullanım garantisi eklenmemiştir.


Paylaşın:

Şərhlər yoxlandıqdan sonra yayımlanır.Şərhiniz təsdiq prosesinə daxil ediləcək və uyğun hesab olunduqda görünəcək.

Şərh yazın

E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy