Synteza i charakterystyka materiałów hydrożelowych modyfikowanych ekstraktem Calendula officinalis przeznaczonych do leczenia oparzeń skóry

• Autorzy: Jamroży Mateusz , Głąb Magdalena

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2022.2.1

Warianty tytułu

EN

Synthesis and characterization of hydrogel materials modified with Calendula officinalis extract intended for skin burns treatments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiały hydrożelowe stanowią grupę polimerów o dużym potencjale aplikacyjnym, a jedną z ich unikatowych właściwości jest zdolność odwracalnego pochłaniania różnorodnych płynów. Ponadto materiały te można w łatwy sposób modyfikować z wykorzystaniem substancji pochodzenia naturalnego bądź syntetycznego. W pracy opisano badania, podczas których opracowano hydrożele chitozanowe zawierające dodatek w postaci ekstraktu z nagietka (Calendula officinalis). Następnie scharakteryzowano strukturę otrzymanych materiałów za pomocą spektroskopii FT-IR, zweryfikowano ich zdolności sorpcyjne w symulowanych płynach fizjologicznych oraz ich zachowanie w środowisku tych płynów, przy czym skupiono się przede wszystkim na ocenie wpływu wprowadzonego ekstraktu na właściwości fizykochemiczne hydrożeli. Dowiedziono, że opracowane materiały charakteryzują się zdolnością do pęcznienia w badanych płynach, a także że są względem nich biokompatybilne. Wykazano tym samym, że badane hydrożele mają potencjał do zastosowań biomedycznych, zwłaszcza jako innowacyjne opatrunki wzbogacone ekstraktem o właściwościach terapeutycznych oraz chłonące wysięk z rany.

EN

Hydrogel materials constitute a group of polymers with a great application potential while one of their unique properties is a capability of reversible sorption of various liquids. Moreover, these materials may be easily modified with the use of substances of natural or synthetic origin. In this work, chitosan-based hydrogels containing Calendula officinalis extract have been developed. Next, their structure has been characterized via FT-IR spectroscopy. Additionally, their sorption properties as well as the behavior in simulated physiological liquids has been verified while the main focus was on determining the impact of introduced extract on physicochemical properties of the hydrogels. It was demonstrated that developed materials were characterized by the swelling properties in tested media, and were biocompatible towards them. Thus, it was proved that the hydrogels showed a potential for application for biomedical purposes, in particular as innovative dressing materials enhanced with extract with therapeutical properties and with an ability to absorb wound exudate.

Słowa kluczowe

PL

hydrożele polimerowe; chitozan; żelatyna; ekstrakt z Calendula officinalis; fotopolimeryzacja

EN

polymer hydrogels; chitosan; gelatin; Calendula officinalis extract; photopolymerization

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 43, nr 2
• Strony: 5--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., fig.

Twórcy

autor

Jamroży Mateusz

• student Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

autor

Głąb Magdalena

• doktorant Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

• https://orcid.org/0000-0002-8016-7104

Bibliografia

• [1] Arora D., Rani A., Sharma A.: A review on phytochemistry and ethnopharmacological aspects of genus Calendula. Pharmacognosy Reviews 7 (14) (2013) 179–187.
• [2] Esmaeili G., Van Laere K., Muylle H., Leus L.: Artificial chromosome doubling in allotetraploid Calendula officinalis. Frontiers in Plant Science 11 (2020) 622.
• [3] Givol O., Kornhaber R., Visentin D., Cleary M., Haik J., Harats M.: A systematic review of Calendula officinalis extract for wound healing. Wound Repair and Regeneration 27 (5) (2019) 548–561.
• [4] Abudunia A.M., Marmouzi I., Faouzi M.E.A., Ramli Y., Taoufik J., El Madani N., Essassi E.M., Salama A., Khedid K., Ansar M., Ibrahimi A.: Anticandidal, antibacterial, cytotoxic and antioxidant activities of Calendula arvensis flowers. Journal of Medical Mycology 27 (1) (2017) 90–97.
• [5] Nicolaus C., Junghanns S., Hartmann A., Murillo R., Ganzera M., Merfort I.: In vitro studies to evaluate the wound healing properties of Calendula officinalis extracts. Journal of Ethnopharmacology 196 (2017) 94–103.
• [6] Butnariu M., Coradini C.Z.: Evaluation of biologically active compounds from Calendula officinalis flowers using spectrophotometry. Chemistry Central Journal 6 (2012) 35.
• [7] Raal A., Orav A., Nesterovitsch J., Maidla K.: Analysis of carotenoids, flavonoids and essential oil of Calendula officinalis cultivars growing in Estonia. Natural Product Communication 11 (8) (2016) 1157–1160.
• [8] Muley B.P., Khadabadi S.S., Banarase N.B.: Phytochemical constituents and pharmacological activities of Calendula officinalis L. (Asteraceae). A review. Tropical Journal of Pharmaceutical Research 8(5) (2009) 455–465.
• [9] Preethi K.C., Kuttan R.: Wound healing activity of flower extract of Calendula officinalis. Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology 20(1) (2009) 73–79.
• [10] García-Fernández L., Olmeda-Lozano M., Benito-Garzón L., Pérez-Caballer A., Román J.S., Vázquez-Lasa B.: Injectable hydrogel-based drug delivery system for cartilage regeneration. Materials Science and Engineering: C 110 (2020) 110–702.
• [11] Zhang Y., Zhang X., Zhang L., Alarfaj A.A., Hirad A.H., Alsabri A.E.: Green formulation, chemical characterization, and antioxidant, cytotoxicity, and anti-human cervical cancer effects of vanadium nanoparticles. A pre-clinical study. Arabian Journal of Chemistry 14 (6) (2021) 103–147.
• [12] Zhang Y., Mahdavi B., Mohammadhosseini M., Rezaei-Seresht E., Paydarfard S., Qorbani M., Karimian M., Abbasi N., Ghaneialvar H., Karimi E.: Green synthesis of NiO nanoparticles using Calendula officinalis extract. Chemical characterization, antioxidant, cytotoxicity, and anti-esophageal carcinoma properties. Arabian Journal of Chemistry 14 (5) (2021) 103–105.
• [13] Kozlowska J., Stachowiak N., Prus W.: Stability studies of collagen-based microspheres with Calendula officinalis flower extract. Polymer Degradation and Stability 163 (2019) 214–219.
• [14] Chandran P.K., Kuttan R.: Effect of Calendula officinalis flower extract on acute phase proteins, antioxidant defense mechanism and granuloma formation during thermal burns. Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition 43 (2) (2008) 58–64.
• [15] Preethi K.C., Kuttan R.: Wound healing activity of flower extract of Calendula officinalis. Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology 20 (1) (2009) 73–79.
• [16] Shafeie A., Naini A.T., Jahromi H.K.: Comparison of different concentrations of Calendula officinalis gel on cutaneous wound healing. Biomedical and Pharmacology Journal 8 (2) (2015) 979–992.
• [17] Pérez-Carreón J.I., Cruz-Jiménez G., Licea-Vega J.A., Popoca E.A., Fazenda S.F., Villa-Treviñoa S.: Genotoxic and anti-genotoxic properties of Calendula officinalis extracts in rat liver cell cultures treated with diethylnitrosamine. Toxicology in Vitro 16 (3) (2002) 253–258.
• [18] Fronza M., Heinzmann B., Hamburger M., Laufer S., Merfort I.: Determination of the wound healing effect of Calendula extracts using the scratch assay with 3T3 fibroblasts. Journal of Ethnopharmacology 126 (3) (2009) 463–467.
• [19] Chanaj-Kaczmarek J., Paczkowska M., Osmałek T., Kaproń B., Plech T., Szymanowska D., Karaźniewicz-Łada M., Kobus-Cisowska J., Cielecka-Piontek J.: Hydrogel delivery system containing Calendulae flos lyophilized extract with chitosan as a supporting strategy for wound healing applications. Pharmaceutics 12 (2020) 634.
• [20] Gavan A., Colobatiu L., Hanganu D., Bogdan C., Olah N.K., Achim M., Mirel S: Development and evaluation of hydrogel wound dressings loaded with herbal extracts. Processes 10 (2022) 242.
• [21] Rodríguez-Acosta H., Tapia-Rivera J.M., Guerrero-Guzmán A., Hernández-Elizarraráz E., Hernández-Díaz J.A., Garza-García J.J.O., Pérez-Ramírez P.E., Velasco-Ramírez S.F., Ramírez-Anguiano A.C., Velázquez-Juárez G., Velázquez-López J.M., Sánchez-Toscano Y.G., García-Morales S., Flores-Fonseca M.M., García-Bustos D.E., Sánchez-Chiprés D.R., Zamudio-Ojeda A.: Chronic wound healing by controlled release of chitosan hydrogels loaded with silver nanoparticles and Calendula extract. Journal of Tissue Viability 31 (1) (2022) 173–179.
• [22] Basti A.T.K., Jonoobi M., Sepahvand S., Ashori A., Siracusa V., Rabie D., Mekonnen T.H., Naeijian F.: Employing cellulose nanofiber-based hydrogels for burn dressing. Polymers 14 (6) (2022) 1207.
• [23] Tsegay F., Elsherif M., Butt H.: Smart 3D printed hydrogel skin wound bandages. A review. Polymers 14 (5) (2022) 1012.