Noua abordare în prevenirea ulcerului și tratamentul de vindecare a rănilor utilizând nanocompozite de doxiciclină și amoxicilină/LDH

(A,B) FESEM of Mg-Al LDH.

HRTEM of (A,B) Mg-Al LDH, (C,D) Doxycycline –LDH, and (E,F) Amoxicillin–LDH.

Am considerat valori LD50 de 1/200 și, respectiv, 1/30 pentru nanocompozitul DOX/LDH și nanocompozitul AMOX/LDH, pentru a evalua tratamentul ulcerului în acest studiu. Studiile toxicologice pentru ambele nanocompozite au fost investigate la șoareci, iar aplicațiile pentru plăgi și ulcere au fost investigate la șobolani, deoarece în studiul nostru nu s-a observat nicio diferență semnificativă între LD50 între șobolani și șoareci. În multe studii, doza terapeutică la șobolani este aproape echivalentă cu cea de la șoareci, dar dacă ne întrebăm despre doza toxică, aceasta variază în aspecte semnificative. Dacă efectuați un studiu de toxicitate acută pentru a stabili o nouă și cea mai sigură doză terapeutică folosind șoareci, puteți fi sigur că acea doză este suficient de sigură pentru șobolani. Pentru selectarea dozei terapeutice perfecte la șobolani în comparație cu șoarecii trebuie să ajustați câteva (de exemplu, doar +/-5%) regimul de dozare doar în unele cazuri sau nu diferă. Așadar, se sugerează ajustarea dozei la șoareci și apoi se poate converti și ajusta cu ușurință la șobolani, ceea ce, de asemenea, asigură și un beneficiu economic, așa cum s-a menționat anterior în alte studii27,28,29,30,31,32,33,34 (1-7).

Conform DL50 și odată cu creșterea dozei de medicament, toxicitatea a crescut în studiu, așa cum se arată în tabelele 2 și 3. În plus, am ales aceste doze la început pentru un studiu pilot și am calculat LD50 pe baza rezultatelor obținute. În plus, am găsit aceeași doză atât pentru amoxicilină, cât și pentru doxiciclină, pe baza unor lucrări anterioare35,36. Dozajul componentei medicamentoase active (numai AMOX sau DOX) a fost următorul: NPs încărcate cu amoxicilină sau pulberea de amoxicilină a fost administrată pe cale orală șobolanilor SD (250-300 g, șase șobolani pentru fiecare grup) la post timp de 8 h, la o doză de amoxicilină de 40 mg/kg35. Doza de doxiciclină a fost selectată în funcție de LD50 și în conformitate cu un studiu anterior care a raportat că doxiciclina are un pH de aproximativ 3,3 și o doză de 5 mg/kg de greutate corporală36..

Șobolanii tratați cu aplicarea topică a unguentului nanocompozit DOX/LDH (G4) și AMOX/LDH (G2) au prezentat o creștere semnificativă a procentelor de vindecare a plăgii și a dimensiunii de închidere a plăgii la 4 (p < 0.001, p < 0,00), 8 (p < 0.001, p < 0.001),12 (p < 0.001, p < 0.00) și 16 zile (p < 0.001, p < 0,001) de administrare topică pe zona plăgii la DOX/LDH și, respectiv, AMOX/LDH, comparativ cu grupul de control netratat. În plus, o creștere semnificativă a activității de vindecare a rănilor a fost evidențiată pentru G3 (AMOX), G5 (DOX), G6 (standard) și G7 (Mg AL) la 4 (p < 0,5, p < 0,001, p < 0.001, p < 0,5), 8 (p < 0,001), 12 (p < 0,001) și, respectiv, 16 zile (p < 0,001) de tratament, în comparație cu grupurile de control netratate. Variații nesemnificative au fost observate între G3, G5, G6 și G7. O creștere semnificativă a ratei de închidere a plăgii este evidențiată la G2 și G4 în comparație cu celelalte grupuri, altele decât cele de control G3, G5, G6 și G7 (Tabelul 4), (Fig. 4) și (Graficul 1). Cicatrizarea completă a rănilor a fost obținută după 18 zile în cazul nanocompozitelor DOX/LDH (G4) și AMOX/LDH (G2) și G6 (standard), comparativ cu 24 de zile pentru închiderea completă a rănilor în cazul celorlalte grupuri; ceea ce indică un proces de vindecare a rănilor mai rapid și foarte eficient în cazul nanocompozitelor cu medicamente antimicrobiene.

Investigațiile histopatologice pentru probele de piele din diferitele tratamente au arătat că atât nanocompozitele AMOX/LDH, cât și cele DOX/LDH au condus la o vindecare completă a rănilor, cu formare epitelială și vascularizație normală. Mai mult decât atât, aceeași activitate de vindecare a apărut într-un grup standard, dar cu o eficiență mai mică decât în cazul acestor două grupuri. Alte grupuri de AMOX, DOX, Mg/Al și grupurile de control, pe de altă parte, au prezentat o vindecare completă a rănilor cu congestie și ruptură epitelială (Fig. 5).

Limbajul și metabolismul rapid, instabilitatea în fluidele biologice, dozajul ridicat, efectele adverse sistemice și limitarea accesului la locul de acțiune sunt dezavantajele majore pentru utilizarea antimicrobiană37. Sistemul de eliberare a medicamentelor cu ajutorul nanotehnologiei reprezintă în prezent un model foarte important pentru creșterea eficacității terapeutice a medicamentelor, pentru direcționarea activă sau pasivă, pentru eliberarea controlată și pentru eliminarea efectelor adverse sistemice ale medicamentelor38. Din cunoștințele noastre, deși atât doxiciclina, cât și amoxicilina sunt medicamente antimicrobiene cu spectru larg utilizate în mod obișnuit pentru tratamentul mai multor boli la om și la animale. Nu au fost efectuate studii anterioare cu privire la încărcarea acestor medicamente în nanocompozitul de hidroxid dublu stratificat (LDH) pentru explorarea unor aplicații noi. În mod similar, niciun fel de date anterioare nu s-au referit la activitatea de vindecare a rănilor sau la tratamentul ulcerului de către nanocompozitele DOX/LDH sau AMOX/LDH. Planul acestui studiu a inclus două obiective principale, după cum urmează: Încorporarea doxiciclinei și amoxicilinei în Mg/Al LDH sub formă de nanocompozite antimicrobiene, precum și investigarea capacității lor de vindecare a rănilor și de tratare a ulcerului in vivo, pe lângă depistarea toxicității lor acute.

Hidroxidul dublu stratificat (LDH) a demonstrat o mare importanță ca model nou pentru sistemul de eliberare a medicamentelor în ramura farmacologiei datorită siguranței și toxicității lor scăzute38.

În studiul de toxicitate acută, LD50 a fost utilizat pentru a determina toxicitatea acută atât a nanocompozitelor DOX/LDH, cât și a nanocompozitelor AMOX/LDH. În cazul nanocompozitelor DOX/LDH, șoarecii au prezentat simptome toxice și mortalitate începând de la 600 mg/kg greutate corporală, iar mortalitatea maximă (LD100) a fost atinsă la 1600 mg/kg greutate corporală. În schimb, mortalitatea nanocompozitelor AMOX/LDH a început la 1000 mg/kg p.c., iar mortalitatea maximă (LD100) a fost atinsă la 1500 mg/kg p.c. LD50 a DOX/LDH a fost de 1100, în timp ce cea a AMOX/LDH a fost de 1210; astfel, ambele au fost considerate medicamente sigure. Șoarecii tratați fie cu DOX/LDH, fie cu AMOX/LDH nu au prezentat simptome toxice sau mortalitate după tratamentul cu doze normale, ceea ce indică siguranța de utilizare a medicamentelor. Medicamentele sau materialele cu o valoare LD50 de 1000 mg/kg de greutate corporală. |sunt considerate sigure sau de toxicitate scăzută după administrarea orală39; prin urmare, atât DOX/LDH, cât și AMOX/LDH sunt considerate medicamente sigure. În mod similar, LDH-urile pe bază de magneziu sau aluminiu sunt considerate cele mai sigure nanomateriale pentru administrarea de medicamente și cele mai puțin toxice în comparație cu alte tipuri de LDH40. Prin urmare, LDH este utilizat pe scară largă ca nanomaterial purtător pentru sistemele de eliberare a medicamentelor sau a altor substanțe, cum ar fi proteinele sau genele41.

Nanotehnologia prezintă o mare adecvare în îmbunătățirea tratamentelor de vindecare a rănilor. Scara nanometrică a deschis calea pentru evoluția unor materiale noi destinate utilizării în tehnologii medicale foarte avansate și pentru revigorarea eficienței de direcționare a purtătorilor nano multifuncționali. Încorporarea de molecule mici de medicamente în nanoparticule sau straturi ar putea modula siguranța, biodisponibilitatea și eficiența acestora42. Farmacocinetica și farmacodinamica medicamentelor sunt influențate în mare măsură de dimensiunea nanopurtătorului43.

Cicatrizarea rănilor rămâne încă o problemă clinică dificilă pentru care este necesară o manipulare și o îngrijire eficientă a rănilor. În plus, repararea eficientă a rănilor și a țesuturilor este încă o provocare majoră în domeniul sănătății și biomedical în secolul XXI. Rănile infectate sau cronice duc adesea la pierderi de vieți omenești prin pierderea capacității de a îndeplini funcția dorită și prin creșterea severității durerii, pe lângă faptul că reprezintă o sarcină pentru resursele sistemului de sănătate1, astfel încât căutarea unor metode sau medicamente care pot contribui la accelerarea procesului de vindecare a rănilor și la scurtarea perioadei de recuperare completă a rănilor ar dezvălui o terapie de mare importanță. Procentul de activitate de vindecare și dimensiunea de închidere a plăgii pe parcursul a 22 de zile au fost utilizate ca marker pentru activitatea de vindecare a plăgii, pe lângă constatările histopatologice. După aplicarea topică, nanocompozitele DOX/LDH au prezentat un proces de vindecare rapidă și completă a rănilor într-un timp mai scurt, la fel ca și nanocompozitele AMOX/LDH, și mai bine decât medicamentele libere singure și grupul netratat. În același mod, DOX, AMOX, LDH (Mg/Al) și grupul standard au prezentat o bună activitate de vindecare, dar în perioade de timp mai lungi decât unguentul cu nanocompozite DOX/LDH și AMOX/LDH. Buna activitate de vindecare a nanocompozitelor DOX/LDH și AMOX/LDH poate fi atribuită bunei puteri de penetrare în rană a nanomaterialului purtător de agenți antimicrobieni. Principala cauză a rănilor nevindecate este reprezentată de infecțiile bacteriene44, astfel încât antibioticele cu spectru larg Doxiciclină și Amoxicilină împotriva bacteriilor gram-pozitive și gram-negative sunt utilizate pentru a fi încărcate pe nanomaterialul LDH. Stafilococul este unul dintre cei mai comuni agenți patogeni bacterieni responsabili de majoritatea infecțiilor rănilor și este considerat ca fiind una dintre cauzele majore ale infecțiilor nosocomiale. Agenții antimicrobieni slabi sau cei cu capacitate de invazie slabă pot duce la bacteriemie, septicemie și/sau sindrom de șoc toxic45. Puterea bună de pătrundere atât a Doxiciclinei, cât și a Amoxicilinei în zona plăgii prin intermediul nanomaterialelor previne apariția oricărei infecții bacteriene și ajută la accelerarea procesului de recuperare a plăgii cu formarea completă a blănii și fără prezența crustelor.

Constatările histopatologice au indicat faptul că nanocompozitele de Amoxicilină și Doxiciclină au prezentat o contracție rapidă, ceea ce este foarte important pentru închiderea rapidă a plăgii, în special în cazul animalelor cu pielea pierdută (șoarece, șobolan). Re-epitelizarea a fost o etapă comună pentru toate animalele în timpul procesului de vindecare a rănilor și a suprafeței epiteliale de contact46.

Nanoparticulele au sporit activitatea materialelor purtătoare, cum ar fi medicamentele, datorită raportului mare dintre suprafața și volumul lor. În plus, eficacitatea activității antimicrobiene a doxiciclinei și amoxicilinei crește atunci când se utilizează straturi LDH Nano47. Atât ionii de magneziu, cât și cei de aluminiu din LDH au activitate antimicrobiană și acționează ca agenți de eliminare a radicalilor liberi pentru ROS (specii reactive de oxigen). Stresul oxidativ, în plus, duce la o producție crescută de ROS și, de asemenea, amână procesele celulare implicate în vindecarea rănilor. În consecință, Mg/Al ajută la dobândirea unei bune activități de vindecare într-un timp mai scurt48.

Principalul motiv pentru rana necicatrizată a mucoasei este infecția bacteriană care duce la ulcer gastrointestinal (GIU), care este cauzată în principal de bacteria Helicobacter pyloriis la adulți și copii din întreaga lume. Eșecul tratamentului cu o concentrație suficientă de antibiotice se datorează faptului că H.pyloriis trăiește sub mucoasa gastrică care susține epiteliul gastric5. Nanoparticulele încărcate cu antibiotice s-au dovedit a fi un tratament eficient al infecțiilor gastrointestinale, deoarece particulele lor de dimensiuni mici aderă eficient la mucoasa gastrică și acționează bine împotriva bacteriilor care trăiesc acolo7. Pe această bază, atât grupurile tratate cu nanocompozite DOX/LDH, cât și cu nanocompozite AMOX/LDH au prezentat o scădere semnificativă a indicelui ulcerului sau a severității ulcerului indus după 7 zile de tratament. Scăderea inducerii ulcerului ar putea fi atribuită aderenței perfecte a nanomaterialelor Mg/Al-LDH datorită dimensiunilor mici ale acestora, ceea ce permite ulterior eliberarea controlată a antibioticului. Posibilul mecanism de protecție gastrointestinală împotriva ulcerului sau a rănilor prin intermediul țesutului ulcerat, în special în stomacurile care produc cantități mari de mucus care favorizează aderența particulelor de dimensiuni mici datorită masei lor reduse. În plus, inflamația gastrică crește producția de mucus și particulele fine aderă mai perfect49. La locul inflamației, celulele imune, cum ar fi macrofagele, înghit particulele mici și, în consecință, încarcă antibioticele care se eliberează și produc efecte localizate50.

În plus, ambele grupuri tratate cu antibiotice Doxiciclină și Amoxicilină au prezentat, de asemenea, o scădere semnificativă a numărului de ulcere. Această scădere ar putea fi atribuită activității lor antibacteriene în tratamentul rănilor sau ulcerelor51. Pe același teren, Mg/Al LDH a arătat o scădere a numărului de ulcere în comparație cu șobolanii netratați de control. Această scădere sau că protecția gastrică a fost cauzată de stratul protector format de Mg/Al LDH, care a fost utilizat în mod obișnuit ca antiacid52. Ulcerele tratate cu nanopurtătorul LDH sub formă de antiacid și antipepsină pe cale orală au confirmat siguranța și biocompatibilitatea acestui sistem de administrare Nanos, fapt confirmat și de constatările histopatologice.

Din câte știm noi, nu au fost raportate studii anterioare care să se ocupe de eficacitatea antibioticelor menționate mai sus pentru tratamentul rănilor sau ulcerelor, însă există multiple studii care arată importanța administrării topice de antibiotice în rata de vindecare și prevenirea infecțiilor. În prezent, terapia antimicrobiană topică pentru ulcere sau răni a devenit mai ferm stabilită datorită importanței sale în ceea ce privește rata de vindecare. Timpul de vindecare este cel mai important parametru final în tratamentul plăgilor53. Unii cercetători au observat o rată de vindecare de 83% în 30 de săptămâni54 , în timp ce alții au raportat că 62/90 (69%) de ulcere venoase ale picioarelor au fost vindecate în termen de 12 săptămâni. Moffatt et al.55 au constatat că 70% dintre ulcerele venoase s-au vindecat după 48 de săptămâni de tratament; autorii au remarcat, de asemenea, că o mare parte din dovezile privind ratele de vindecare sunt extrase din rezultatele unor studii controlate randomizate. Aceste studii obțin de obicei rate de vindecare la 24 de săptămâni de peste 60% pentru pacienți, dar este posibil să nu reflecte problemele complexe cu care se confruntă în practica clinică. Datorită acestor studii, conversia antibioticelor în formă nanometrică va avea un efect important asupra ratei de vindecare într-un timp mai scurt, ca în studiul nostru.

Ideea principală a acestui studiu se învârte în jurul aplicării topice a antibioticelor cu putere de penetrare ridicată și rată de eliberare prelungită prin încărcarea acestora pe nanomateriale. Aplicarea unor astfel de antibiotice la nivel topic pe răni previne de infecțiile care întârzie rata de vindecare, astfel încât procesul de vindecare a rănilor și ulcerelor să dureze mai puțin timp. În consecință, am constatat că adăugarea de antibiotice accelerează procesul de vindecare și diminuează timpul de vindecare prin prevenirea infecțiilor.

Avantajele terapiei topice includ capacitatea de a furniza o concentrație locală ridicată cu doze mici de agent, chiar și la pacienții cu ischemie a membrelor, pentru a evita efectul de primă trecere în tractul gastrointestinal, precum și reducerea riscurilor de efecte secundare sistemice. Formulările topice ating concentrații locale foarte ridicate56. În plus, doar eradicarea sau reducerea microorganismelor din plagă nu reprezintă un criteriu final suficient pentru eficacitatea medicamentului57 , ci depinde în principal și de puterea de penetrare a acestora și de eficacitatea sa. În cele din urmă, nu există date clinice care să susțină utilizarea tratamentului cu antibiotice topice pentru prevenirea recidivelor infecției plăgii. Toate plăgile deschise sunt colonizate de microorganisme, care, în general, afectează procesul de vindecare. Cu toate acestea, în cazul în care colonizarea evoluează spre o infecție locală, care, în consecință, devine sistemică, rezultatul poate fi amenințător pentru viață. În consecință, îngrijirea rănilor nu cuprinde doar curățarea, debridarea și gestionarea etiologiei subiacente, ci și măsuri de prevenire a probabilității ca rănile colonizate să devină infectate local sau chiar sistemic58. S-a demonstrat că tratamentele antibiotice locale joacă un rol în promovarea vindecării, deși tratamentul etiologiei subiacente rămâne un element crucial59. Printre factorii locali care pot întârzia vindecarea se numără numărul de bacterii prezente pe suprafața plăgii60. În plus, atât hidroxidul de magneziu, cât și hidroxidul de aluminiu acționează în esență ca agenți antiacid prin intermediul învelișului gastric61. În plus, Amoxicilina joacă un rol împotriva bacteriei Helicobacter și prezintă activitatea cu spectru larg a Doxiciclinei. Toți acești factori sunt principalele motive pentru selectarea acestor materiale în vederea evaluării activității lor în vindecarea rănilor și a ulcerelor.

Utilizarea antibioticelor la orice leziune (rană sau ulcer) este principalul tratament pentru o vindecare rapidă într-un timp mai scurt. Acest lucru se face prin prevenirea infecțiilor care reprezintă principala cauză de întârziere a vindecării rănii sau ulcerului. Deoarece infecția este un motiv comun pentru vindecarea slabă a rănilor. În consecință, o reducere semnificativă a numărului de bacterii este importantă pentru gestionarea rănilor fie acute, fie cronice, în special a creșterii bacteriene inhibate în interiorul rănilor induse sau deschise prin scăderea valorilor pH-ului62. Inducerea suprafețelor rănilor scade pH-ul suprafețelor infectate și stabilește un mediu nepotrivit pentru creșterea și înmulțirea bacteriilor. În plus, pH-ul unei plăgi poate influența suplimentar eficacitatea antibioticelor și a antisepticelor63. pH-ul poate modula eficacitatea; și succesul performanței antibioticelor, modificând potențial starea metabolică a bacteriilor23, permițând creșterea bacteriilor și apariția rezistenței dobândite. De exemplu, eficacitatea mai multor antibiotice și a antisepticelor cu argint este redusă în medii acide, care este, de asemenea, mediul favorabil în studiul nostru64.

Rolul principal al antibioticelor în vindecarea rănilor este inhibarea creșterii bacteriilor rezistente la medicamente și promovarea vindecării într-un model de rană la rozătoare65. Atât amoxicilina, cât și doxiciclina îndeplinesc aceste roluri ca antibiotice cu spectru larg și bactericide care ajută la prevenirea creșterii bacteriene și ajută la vindecarea ulcerelor și a rănilor într-o perioadă scurtă de timp. Astfel, nanoparticulele implementate în acest studiu au prezentat o potență antibacteriană mult mai mare împotriva bacteriilor Gram-negative și Gram-pozitive, deoarece au crescut puterea de penetrare în peretele celular sau membrana bacteriană. Efectul inhibitor sporit în comparație cu cel al antibioticului normal singur s-a datorat capacității nanoparticulelor proiectate de a dezintegra membrana bacteriană. Aceste nanoparticule au accelerat vindecarea ulcerelor și a rănilor prin reglarea inflamației și a angiogenezei. În plus, ele au permis o creștere a absorbției cutanate a amestecului la scară nanometrică.

Majoritatea acestor nanoparticule purtătoare, cum ar fi LDH, au fost utilizate pentru livrarea de agenți terapeutici cu proprietăți antibacteriene și au fost explorate ca nanopurtătoare de medicamente pentru vindecarea rănilor, alese în funcție de nevoile rănilor13. Acești nanopurtători ajută la eliberarea medicamentelor, deoarece promovează creșterea celulară, accelerează vindecarea rănilor cutanate și reduc formarea cicatricilor66.

În special, H. pylori trăiește în profunzimea mucusului gastric, iar aplicarea locală prelungită a medicamentelor este necesară pentru o difuzie suficientă către bacterie67. Nici un singur antibiotic nu este eficient în eradicarea H. pylori atunci când este administrat in vivo. Tratamentul unei astfel de boli infecțioase în ulcerul peptic necesită, de obicei, o terapie triplă care include antibiotic, antibacterian și inhibitori ai pompei de protoni. Eșecul unei terapii cu un singur antibiotic ar putea fi cauzat de stabilitatea slabă a medicamentului în pH-ul acid al stomacului, de permeabilitatea slabă a antibioticelor prin stratul de mucus sau de disponibilitatea unor concentrații subterapeutice de antibiotic la locul infecției după administrarea orală într-o formă farmaceutică convențională68. Prin urmare, sinteza antibioticelor sub formă nanometrică ajută antibioticele să pătrundă în stratul profund al mucoasei și îmbunătățește eficacitatea bactericidă împotriva H. pylori.

Pentru a îmbunătăți eficiența unor astfel de modalități terapeutice, au fost dezvoltate sisteme de administrare a medicamentelor antibiotice specifice locului de administrare pentru tratamentul localizat al infecțiilor cu H. pylori din stomac. S-au făcut unele încercări de a dezvolta sisteme de eliberare localizată a antibioticelor în mediul acid al stomacului. Din acest motiv, am ales, de asemenea, pH 4 ca mediu acid pentru a îmbunătăți stabilitatea medicamentului. Amoxicilina („-amino-hidroxi-benzil penicilină) este un antibiotic semisintetic, absorbit pe cale orală și cu spectru larg. Antibioticul este utilizat pe scară largă în tratamentul standard de eradicare a infecției gastrice cu H. pylori, iar utilizarea nanosintezei va contribui la obținerea unei penetrări mai mari a medicamentului și, prin urmare, la o eficiență bactericidă mai mare27.

Candidații ideali pentru pansarea rănilor infecțioase ar trebui să livreze în mod suficient concentrații ridicate de antibiotice la locul plăgii; să imite structura și funcția biologică a proteinelor native din matricea extracelulară, care asigură suportul și reglează activitățile celulare; să mențină starea normală de diferențiere în cadrul compartimentului celular; să fie biocompatibile și/sau biodegradabile; și să nu aibă efecte adverse asupra țesutului înconjurător69. Pe baza acestor factori, obiectivul principal și pasul de principiu pentru vindecarea rănilor este prevenirea infecției prin utilizarea în special a antibioticelor cu spectru larg și bactericide, cum ar fi cele utilizate în studiul nostru de cercetare. În plus, încărcarea antibioticelor cu spectru larg și bactericide pe nanomateriale ajută medicamentele să obțină o putere de penetrare mai mare în interiorul rănii sau ulcerului indus. La nivel internațional, bacteriile rezistente la antibiotice și bacteriile multirezistente la mai multe medicamente sunt în creștere ca problemă clinică; aceste bacterii au fost găsite în izolate de la o proporție substanțială de pacienți cu ulcere de presiune și chiar și în mediul comunitar51.

Un alt mecanism prin care s-au obținut aceste rezultate, altul decât eficacitatea antimicrobiană obținută, este prin LDH în sine, care ajută la îmbunătățirea eficacității antibioticelor, deoarece hidroxizii stratificați au fost considerați nanopurtători unici pentru livrarea celulară eficientă a medicamentelor. Această capacitate se datorează caracteristicilor excelente ale LDH-urilor, în special modificării unice a suprafeței obținute datorită proprietăților lor favorabile de schimb de ioni. În plus, straturile încărcate pozitiv ale hidroxizilor stratificați îmbunătățesc semnificativ eliberarea celulară eficientă a medicamentelor. Membrana încărcată negativ a celulelor împiedică pătrunderea medicamentelor cu sarcină negativă. Prin încorporarea medicamentelor anionice în straturile de hidroxizi stratificați, aceste nanohbride de medicamente cu suprafețe încărcate pozitiv sunt capabile să pătrundă în mod corespunzător în celulă și să îmbunătățească eliberarea celulară a medicamentelor51,70,71. Prin creșterea dimensiunii particulelor straturilor sau foilor de LDH, absorbția celulară a LDH este diminuată, dar, în mod interesant, s-a observat că absorbția celulară a hidroxizilor stratificați de toate dimensiunile este finalizată în 15 minute prin mecanismul timpului de retenție72,73,74. LDH-urile au un avantaj suplimentar în livrarea medicamentelor cu sarcină negativă, deoarece poartă o sarcină pozitivă netă pe suprafața lor care facilitează adsorbția, precum și internalizarea prin membranele biologice încărcate negativ, fără a fi nevoie de o post-modificare/funcționalizare suplimentară, ca în cazul altor materiale. Astfel, mulți cercetători au conjugat o varietate de medicamente citotoxice cu sarcină negativă în spațiile intermediare ale LDH-urilor și le-au administrat cu succes în celule cu proprietăți de eliberare controlată75,76.

În concluzie, nanocompozitele doxiciclină-amoxicilină dezvoltate în acest studiu (adică LDH-urile Mg/Al) prezintă perspective mari pentru tratarea rănilor (unguente) într-un timp mai scurt și pentru prevenirea ulcerului (dozare orală). Conversia medicamentelor antimicrobiene, în special a antibioticelor, în medicamente la scară nanometrică le permite să dobândească noi proprietăți, cum ar fi activitatea de vindecare a rănilor și prevenirea ulcerului, printr-o cale mult mai bună decât cea a medicamentelor standard utilizate. Această capacitate se concretizează prin prevenirea infecțiilor prin intermediul unei puteri de penetrare mai mari și a unei eficacități ridicate împotriva microorganismelor patogene care infectează rănile deschise sau leziunile mucoaselor și care provoacă întârzieri în rata de vindecare a infecțiilor și probleme care pun în pericol viața.