Influence of gel matrix on the wound healing activity of adhesive dressings filled with silver nanoparticles and humic acid applied on a rat burn model

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Thermal injuries to the skin (burns) are common household and man-made traumatic injuries in humans. In wartime, thermal injuries are additional damaging factors in combined skin lesions caused by the damaging elements of modern weapons.

AIM: This study aimed to evaluate the effectiveness of gels based on silver nanoparticles in combination with humic acid on the healing of thermal skin injuries (burn wounds) in rats.

MATERIALS AND METHODS: In the experiments on 57 white nonlinear male rats weighing 218–260 g, the wound healing effects of gels with 10% humic acid modified with nanosilver on various bases, prepared in a pharmacopoeial manner, on a grade IIIB thermal skin burn model were examined. The gel bases used in three experimental groups were as follows: sodium carboxymethylcellulose (group Ia, n = 12), polyacrylamide (group Ib, n = 12), and polyethylene glycol (group Ic, n = 12). The comparison group (group II, n = 12) received Levomekol ointment, whereas the control group (group III, n = 8) did not receive treatment. A grade III thermal burn was made on the proximal part of the back under general anesthesia using a thermal applicator with a circular-shaped flat working part with a diameter of 20 mm. Seventy-two hours after the burn, the wound was freed from scab by complete excision along the border of the intact skin, a splinting ring was applied, and the study drugs were administered. The dynamics of the changes in the burn wound were assessed on days 10, 14, 17, 21, 24, and 28 using the Universal Desktop Ruler program.

RESULTS: The average times (median) to reach 75% epithelialization of wounds in groups Ia, Ic, and II were 29.4 ± 0.2, 34 (33–34), and 33.3 ± 0.45 days, respectively, whereas in groups Ib and III, the median time to 75% epithelization was not achieved. The 28-day healing index (%/day) values were 8.6, 4.8, 6.5, 6.1, and 4.4 in groups Ia, Ib, Ic, II, and III, respectively. The dynamics of epithelialization of thermal burns were most pronounced in group Ia, where the sodium carboxymethylcellulose acted as a gel base for humic substances modified with nanosilver.

CONCLUSIONS: The results indicated that the gel added with nanosilver-modified humic substances based on sodium carboxymethylcellulose has a wound healing effect on thermal skin injuries, superior to the effect of the reference drug Levomekol in terms of the healing time of burn wounds.

About the authors

Konstantin S. Larionov

Lomonosov Moscow State University

Email: konstantin.larionov@chemistry.msu.ru
ORCID iD: 0009-0009-1635-3648
Russian Federation, Moscow

Anton I. Poloskov

Kirov Military Medical Academy

Email: a.i.poloskov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1877-7948
SPIN-code: 3465-2522
Russian Federation, Saint Petersburg

Zhang Yu

Lomonosov Moscow State University

Email: zhangyu13051837552@gmail.com
Russian Federation, Moscow

Dmitry A. Arutyunyan

Lomonosov Moscow State University

Email: dmitrii.arutiunian@chemistry.msu.ru
ORCID iD: 0009-0009-4012-4183
Russian Federation, Moscow

Dmitry V. Tovpeko

Kirov Military Medical Academy

Email: tovpeko.dmitry@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0286-3056
SPIN-code: 3698-4656
Russian Federation, Saint Petersburg

Aleksandr A. Minchenko

Kirov Military Medical Academy

Email: minchenkoaleksandr@yandex.ru
SPIN-code: 6261-4387
Russian Federation, Saint Petersburg

Irina V. Perminova

Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: iperminova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9084-7851
SPIN-code: 9343-9055

Dr. Sci. (Chemistry), Professor

Russian Federation, Moscow

Ruslan I. Glushakov

Kirov Military Medical Academy

Email: glushakovruslan@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0161-5977
SPIN-code: 6860-8990

Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. El-Sherbeni SA, Negm WA. The wound healing effect of botanicals and pure natural substances used in in vivo models. Inflammopharmacology. 2023;31(2):755–772. doi: 10.1007/s10787-023-01157-5
  2. Greenhalgh DG. Management of burns. N Engl J Med. 2019. Vol. 380;24:2349–2359. doi: 10.1056/NEJMra1807442
  3. Sandhu A, Herron JBT, Martin NA. Burns management in the military and humanitarian setting. BMJ Mil Health. 2022;168(6): 467–472. doi: 10.1136/bmjmilitary-2020-001672
  4. Polushin YuS. Blast Injuries (Lecture). Messenger of anesthesiology and resuscitation. 2022;19(6):6–17. EDN: IEYZCF doi: 10.21292/2078-5658-2022-19-6-6-17
  5. Oryan A, Alemzadeh E, Moshiri A. Burn wound healing: present concepts, treatment strategies and future directions. J Wound Care. 2017;26(1):5–19. doi: 10.12968/jowc.2017.26.1.5
  6. Singer AJ. Healing mechanisms in cutaneous wounds: tipping the balance. Tissue Eng Part B: Rev. 2022;28(5):1151–1167. doi: 10.1089/ten.teb.2021.0114
  7. Dudanov IP, Vinogradov VV, Chrishtop VV, Nikonorova VG. Advantages and disadvantages of B gels for local treatment of burn wounds and scars. Journal of new medical technologies, eEdition. 2022;16(2): 13–22. EDN: NBYSZW doi: 10.24412/2075-4094-2022-2-1-2
  8. Liu W, Zu L, Wang S, et al. Tailored biomedical materials for wound healing. Burns Trauma. 2023;11:tkad040. doi: 10.1093/burnst/tkad040.
  9. Sirousazar M, Khodamoradi P. Freeze-thawed humic acid/polyvinyl alcohol supramolecular hydrogels. Mater Today Commun. 2020;22:100719. doi: 10.1016/j.mtcomm.2019.100719
  10. Zykova MV, Volikov AB, Buyko EE, et al. Enhanced antioxidant activity and reduced cytotoxicity of silver nanoparticles stabilized by different humic materials. Polymers. 2023;15(16):3386. doi: 10.3390/polym15163386
  11. Liu Z, Tan L, Liu X, et al. Zn2+-assisted photothermal therapy for rapid bacteria-killing using biodegradable humic acid encapsulated MOFs. Colloids Surf B: Biointerfaces. 2020;188:110781. doi: 10.1016/j.colsurfb.2020.110781
  12. Zha K, Xiong Y, Zhang W, et al. Waste to wealth: Near-Infrared/pH dual-responsive copper-humic acid hydrogel films for bacteria-infected cutaneous wound healing. ACS nano. 2023;17(17): 17199–17216. doi: 10.1021/acsnano.3c05075
  13. Zhang Y, Larionov KS, Zhang S, et al. Humic polyelectrolytes facilitate rapid microwave synthesis of silver nanoparticles suitable for wound-healing applications. Polymers (Basel). 2024;16(5):587. doi: 10.3390/polym16050587
  14. Buyko EE, Zykova MV, Ivanov VV, et al. Antioxidant activity of silver-containing bionanocompositions based on humic substances in cell culture. Drug development and registration. 2021;10(4):46–53. EDN: GNEPVF doi: 10.33380/2305-2066-2021-10-4-46-53
  15. Paladini F, Pollini M. Antimicrobial silver nanoparticles for wound healing application: progress and future trends. Materials. 2019;12(16):2540. doi: 10.3390/ma12162540
  16. Bobrovnikov AE, Alekseev AA. Special aspects of application of silver containing creams for local conservative treatment of burns. Literature review. Gastroenterology. Surgery. Intensive care. Consilium medicum. 2019;(1):63–69. EDN: CXZSUK doi: 10.26442/26583739.2019.1.190274

Copyright (c) 2024 ECO-vector LLC

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».