Journal of Taibah University Medical Sciences · Published 2026-04-22 · DOI 10.1016/j.jtumed.2026.03.013
الملخص: أهداف البحث: يُعد التهاب العظم والنقي مشكلة سريرية مهمة، مما يستلزم تطوير مواد حيوية متعددة الوظائف قادرة في الوقت نفسه على مكافحة العدوى وتعزيز تجدد النسيج العظمي. وفي هذه الدراسة، تم تصنيع وتوصيف مركب نانوي محمّل بـ الكلورهكسيدين مكوّن من أكسيد الزنك وهيدروكسي أباتيت/بولي (ستايرين سلفونات الصوديوم-4)، وذلك لاستخدامه المحتمل كسقالة علاجية. طرق البحث: تم تحضير المركب النانوي باستخدام طريقة الترسيب الكيميائي، ودراسته باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه، وحيود الأشعة السينية، والمجهر الإلكتروني الماسح المزود بتحليل تشتت الطاقة للأشعة السينية، والمجهر الإلكتروني النافذ؛ وذلك لتقييم التركيب الكيميائي ودرجة التبلور والشكل النانوي. وتم تقييم النشاط الحيوي المختبري عن طريق غمر المركب في سائل يحاكي سوائل الجسم، كما جرى التنبؤ بحركية تحرر الدواء تحت الظروف الفسيولوجية) الرقم الهيدروجيني7.4 (وتم تقييم الأداء الحيوي باستخدام خلايا شبيهة ببانيات العظم من نوع إم جي-63، وذلك من خلال اختبار إم تي تي، والتلوين المزدوج بالأكريدين البرتقالي وبروميد الإيثيديوم، واختبار الخدش، وتحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل الآني لمؤشرات تكوّن العظم، بما في ذلك بروتين العظم المورفوجيني-2، وعامل النسخ المرتبط بتكوين العظم-2، والأوستيوكالسين، والفوسفاتاز القلوي، والكولاجين من النوع الأول. النتائج: أظهرت اختبارات التوصيف نجاح دمج الطبقة غير المتبلورة من بولي (ستايرين سلفونات الصوديوم-4)/الكلورهكسيدين على البنية البلورية المكوّنة من أكسيد الزنك وهيدروكسي أباتيت. كما أشارت الدراسات باستخدام السائل المحاكي لسوائل الجسم إلى نشاط حيوي يعتمد على الزمن، تمثل في تكوّن طبقة كثيفة شبيهة بأباتيت العظم بحلول اليوم السابع. وأظهر تحليل تحرر الدواء نمطًا ثنائي الطور ومستمرًا، مع وصول التحرر التراكمي للكلورهكسيدين إلى 40% خلال 24 ساعة عند الرقم الهيدروجيني 7.4، وكان ذلك منظمًا بواسطة حركية نقل غير فيكيّة. وبينت الاختبارات الحيوية أن مركب الكلورهكسيدين/أكسيد الزنك-هيدروكسي أباتيت/بولي (ستايرين سلفونات الصوديوم-4) أدى إلى تحسن ملحوظ في بقاء الخلايا (97% (وتسريع انغلاق الجرح في اختبارات الخدش، ورفع التعبير الجيني للمورثات الأساسية المرتبطة بتكوّن العظم مقارنةً بالمركبات غير المعدلة. الاستنتاجات: أظهر هذا المركب توافقًا خلويًا جيدًا، وتحفيزًا منخفضًا لموت الخلايا المبرمج، وقدرة عالية على تحفيز تكوّن العظم في المختبر. وتشير هذه النتائج إلى أن هذا المركب النانوي يُعد مادة حيوية متعددة الوظائف واعدة لعلاج العدوى العظمية الموضعية وتعزيز الاندماج العظمي. Abstract: Objectives: Osteomyelitis is a considerable clinical problem, necessitating multifunctional biomaterials that can concurrently manage infection and facilitate bone tissue regeneration. In this study, a chlorhexidine-loaded zinc oxide-hydroxyapatite/poly(sodium 4-styrene sulfonate) (CHX@ZnO-HA/PSSS) nanocomposite for possible therapeutic scaffold applications was manufactured and characterized. Methods: The nanocomposite was synthesized using a chemical precipitation process and studied using Fourier transform-infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy, and transmission electron microscopy to assess its chemical composition, crystallinity, and morphology. The in vitro bioactivity was assessed via immersion in simulated body fluid (SBF), and the drug release kinetics were predicted under physiological circumstances (pH 7.4). The biological performance was evaluated using MG-63 osteoblast-like cells, which were assessed via the MTT assay, dual acridine orange and ethidium bromide staining, scratch assays, and real-time polymerase chain reaction analysis of osteogenic markers (BMP2, RUNX2, osteocalcin, alkaline phosphatase, and type 1 collagen). Results: Characterization tests demonstrated the effective incorporation of the amorphous PSSS/CHX layer onto the crystalline ZnO-HA framework. Studies using SBF indicated the time-dependent bioactivity, characterized by the development of a dense, bone-like apatite layer by day 7. Drug release analysis indicated a biphasic, sustained pattern, achieving 40% cumulative release of CHX over 24 h at pH 7.4, regulated by Fickian transport kinetics. Biological assays demonstrated that the CHX@ZnO-HA/PSSS composite markedly improved cell survival (97%), accelerated wound closure in scratch tests, and upregulated essential osteogenic genes relative to the untreated progenitor control group. Conclusion: The CHX@ZnO-HA/PSSS composite exhibited good cytocompatibility, low apoptotic induction, and high in vitro osteogenic potential. These findings show that the nanocomposite is a promising, multifunctional biomaterial for localized bone infection treatment and osseointegration enhancement.
Abstract from DOAJ. Public domain (CC0 1.0).
Read the article at the publisher →