DOI: https://doi.org/10.2147/nsa.s585159
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41736910
تاريخ النشر: 2026-02-01
المؤلف: Ayatulloh Alquraisy وآخرون
الموضوع الرئيسي: شفاء الجروح والعلاجات
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على عملية شفاء الجروح، مع التركيز على تعقيدها والتحديات التي تطرحها الحالات المزمنة مثل جروح السكري. يبرز الإمكانيات التي توفرها حوامل الدهون النانوية (NLCs) كنظم توصيل دوائية موضعية مبتكرة تعزز الاستقرار، والتوافر البيولوجي، وإطلاق الدواء بشكل محكم. عند دمجها في مصفوفة هلامية (NLC-gel)، تظهر هذه الأنظمة خصائص لاصقة حيوية، وتحسن من ترطيب الجلد، وتحتفظ بالأدوية في موقع الجرح، مما يسرع الشفاء ويقلل من مخاطر العدوى. على الرغم من النتائج الواعدة من الدراسات المخبرية ودراسات الحيوانات، لا تزال الأدلة السريرية نادرة.
تؤكد الخاتمة أن هلامات NLC تمثل منصة علاجية جديدة لشفاء الجروح، مستفيدة من فوائد جزيئات الدهون الحيوية المتوافقة مع الأنسجة ومصفوفة هلامية سهلة الاستخدام. تظهر هذه التركيبات، التي يمكن أن تشمل مواد حيوية طبيعية وأدوية جزيئية صغيرة، تحسينًا في استقرار الدواء، واختراق الجلد، وإطلاق مستدام، مما يؤدي إلى تعزيز إغلاق الجروح، وترسيب الكولاجين، وتقليل الالتهاب. بينما تشير الدراسات قبل السريرية، خاصة في نماذج السكري، إلى أن هلامات NLC تعالج بفعالية قضايا مثل ضعف تكوين الأوعية الدموية والإجهاد التأكسدي، فإن الانتقال إلى التطبيق السريري يتطلب تقييمات سمية شاملة، وبروتوكولات تصنيع موحدة، واعتبارات تنظيمية. تعتبر التحقيقات السريرية القوية ضرورية لتقدم العلاجات المعتمدة على NLC إلى الممارسة الطبية الروتينية.
مقدمة
ت outlines المقدمة العملية البيولوجية المعقدة لشفاء الجروح، والتي تشمل التجلط، والالتهاب، والتكاثر، وإعادة تشكيل الأنسجة. تبرز دور العوامل المضادة للالتهابات في التخفيف من المضاعفات الناتجة عن الاستجابات المناعية المفرطة وتؤكد على أهمية العوامل الدوائية في تسريع الشفاء. بينما تلتئم الجروح الحادة عادة بطريقة منسقة، غالبًا ما تعاني الجروح المزمنة من تأخر الشفاء بسبب الالتهاب المستمر والاضطرابات الأيضية، مما يتطلب طرق توصيل دوائية متقدمة مثل الأنظمة المعتمدة على الحوامل النانوية.
تواجه العلاجات الموضعية التقليدية قيودًا كبيرة، بما في ذلك ضعف اختراق الدواء والاستقرار، والإفراج السريع، وعدم كفاية التوعية الدموية. على الرغم من أن الهلاميات توفر الترطيب، إلا أنها تفتقر إلى إطلاق دواء محكم وغير فعالة للأدوية المحبة للدهون. في المقابل، ظهرت هياكل مصفوفة خارج الخلية غير الخلوية (dECM) كمنصات واعدة لتجديد الأنسجة بسبب خصائصها الهيكلية والبيوكيميائية المحفوظة. تركز المراجعة بشكل خاص على حوامل الدهون النانوية (NLCs)، التي تعزز استقرار الدواء، وسعة التحميل، وديناميات الإفراج عند دمجها في التركيبات الهلامية. لا تعمل هلامات NLC على تحسين تركيزات الدواء المحلية وتقليل الامتصاص الجهازي فحسب، بل تقدم أيضًا تأثيرات مضادة للالتهابات وتعزز الشفاء. تهدف المراجعة إلى معالجة الفجوات في الأدبيات الحالية من خلال تقديم فحص مفصل لأنظمة هلام NLC، وربط معايير التركيب بالآليات البيولوجية والنتائج العلاجية في شفاء الجروح.
طرق
في تحسين حوامل الدهون النانوية (NLC)، يتم استخدام منهجيات إحصائية مثل تصميم التجربة (DoE) ومنهجية سطح الاستجابة (RSM) لتقييم المعايير الرئيسية للتركيب بشكل منهجي، بما في ذلك نسبة الدهون، وتركيز السطحي، ومعدل الخلط. استخدمت الأبحاث المبكرة بشكل أساسي تصاميم عاملة، وتصاميم بوكس-بينكن (BBD)، وتصاميم مركبة مركزية (CCD)، وتصاميم D-optimal لتقييم عوامل مختلفة مثل نسب الدهون الصلبة إلى السائلة، وتركيزات السطحي، وظروف المعالجة. لا يحدد هذا النهج المنهجي المعايير الحرجة للتركيب والعملية فحسب، بل يقلل أيضًا من التجارب التجريبية مع ضمان أن التركيبات المثلى تحقق الخصائص المرغوبة مثل حجم الجسيمات، ومؤشر التوزيع المتعدد (PDI)، وكفاءة الاحتجاز، مما يعزز جودة المنتج بتكاليف ووقت أقل مقارنة بالطرق التقليدية.
علاوة على ذلك، تتضمن بعض الأطر التجريبية مبادئ الجودة حسب التصميم (QbD)، والتي تشمل تعريف الخصائص الحرجة للجودة (CQAs)، وإجراء تقييمات المخاطر، واستخدام DoE لتسهيل قابلية التوسع للتركيبات المحسنة وتحديد حدود مساحة التصميم لصلابة العملية. تشمل الأمثلة البارزة تركيبة هلام NLC محسنة من الدوكسيسيكلين والألوين التي أظهرت توزيع حجم موحد وارتفاع تحميل الدواء، مما يحسن بشكل كبير من شفاء جروح السكري، وهلام NLC من الكركمين-ريسفيراترول تم تطويره عبر RSM الذي أظهر نشاطًا مضادًا للأكسدة محسّن وتجديد الأنسجة. بشكل عام، تعتبر تطبيق تقنيات التحسين الإحصائي ضرورية لإنتاج أنظمة NLC قابلة للتكرار، وقابلة للتوسع، وعالية الأداء، حيث تلعب معلمات المعالجة مثل الخلط تحت ضغط عالٍ، ودرجة حرارة الاستحلاب، وملفات التبريد أدوارًا حيوية في التأثير على خصائص الجسيمات وكفاءة الاحتجاز.
نقاش
يسلط النقاش حول حوامل الدهون النانوية (NLCs) الضوء على تركيبها، وآليات عملها، وتطبيقاتها في شفاء الجروح. يتم تشكيل NLCs من مزيج من الدهون الصلبة والسائلة، مما يخلق مصفوفة بلورية غير كاملة تعزز تحميل الدواء والاستقرار مقارنة بجزيئات الدهون الصلبة من الجيل الأول (SLNs). يعتبر اختيار الدهون الصلبة، مثل مونوستيرات الجلسرين، والدهون السائلة، مثل حمض الأوليك، أمرًا حيويًا لتحسين احتجاز الدواء وديناميات الإفراج. تلعب المواد السطحية، بما في ذلك توين 80 وبولوكسايمر 188، دورًا كبيرًا في استقرار NLCs وضمان حجم الجسيمات المناسب (150-300 نانومتر) للتطبيقات الموضعية. لا تؤثر مجموعة هذه المكونات فقط على الاستقرار الفيزيائي الكيميائي، بل تعزز أيضًا الفعالية العلاجية لمختلف المركبات الحيوية النشطة، بما في ذلك الأدوية الاصطناعية والمستخلصات العشبية، من خلال تحسين ذوبانها وحمايتها من التحلل.
تُعزى الآليات الكامنة وراء تحسين تحميل الدواء والإفراج المحكم من NLCs إلى الطبيعة غير المتبلورة لمصفوفة الدهون، مما يسمح بمزيد من استيعاب جزيئات الدواء ويقلل من التبلور. يؤدي ذلك إلى إتاحة الدواء لفترة أطول في موقع الجرح، مما يسهل من خلال الحجم النانوي لـ NLCs الذي يعزز اختراق الجلد والترطيب. يعزز دمج NLCs داخل المصفوفات الهلامية الأداء العلاجي من خلال توفير بيئة رطبة ملائمة لشفاء الجروح، وتعزيز الالتصاق الحيوي، وتمكين الإفراج المستدام عن الدواء. بشكل عام، تؤكد النتائج على تعددية استخدام NLCs في توصيل كل من العوامل الصيدلانية والعشبية، مما يبرز الحاجة إلى تحسين منهجي لمتغيرات التركيب لتعزيز قابليتها السريرية في إدارة الجروح.
DOI: https://doi.org/10.2147/nsa.s585159
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41736910
Publication Date: 2026-02-01
Author(s): Ayatulloh Alquraisy et al.
Primary Topic: Wound Healing and Treatments
Overview
The section provides an overview of the wound healing process, emphasizing its complexity and the challenges posed by chronic conditions like diabetic wounds. It highlights the potential of nanostructured lipid carriers (NLCs) as innovative topical drug delivery systems that enhance stability, bioavailability, and controlled drug release. When incorporated into a gel matrix (NLC-gel), these systems exhibit bioadhesive properties, improve skin hydration, and retain drugs at the wound site, thereby accelerating healing and minimizing infection risks. Despite promising results from in vitro and animal studies, clinical evidence remains scarce.
The conclusion underscores that NLC-gels represent a novel therapeutic platform for wound healing, leveraging the benefits of biocompatible lipid nanoparticles and a user-friendly gel matrix. These formulations, which can include natural bioactives and small-molecule drugs, demonstrate improved drug stability, skin penetration, and sustained release, leading to enhanced wound closure, collagen deposition, and reduced inflammation. While preclinical studies, particularly in diabetic models, indicate that NLC-gels effectively address issues like impaired angiogenesis and oxidative stress, the transition to clinical application necessitates comprehensive toxicological assessments, standardized manufacturing protocols, and regulatory considerations. Robust clinical investigations are essential for advancing NLC-based therapies into routine medical practice.
Introduction
The introduction outlines the complex biological process of wound healing, which encompasses hemostasis, inflammation, proliferation, and tissue remodeling. It highlights the role of anti-inflammatory agents in mitigating complications from excessive immune responses and emphasizes the importance of pharmacological agents in accelerating healing. While acute wounds typically heal in a coordinated manner, chronic wounds often experience delayed healing due to persistent inflammation and metabolic disorders, necessitating advanced drug delivery methods such as nanocarrier-based systems.
Conventional topical treatments face significant limitations, including poor drug penetration and stability, rapid release, and inadequate vascularization. Although hydrogels provide hydration, they lack controlled drug release and are ineffective for lipophilic drugs. In contrast, decellularized extracellular matrix (dECM) scaffolds have emerged as promising platforms for tissue regeneration due to their preserved structural and biochemical properties. The review specifically focuses on nanostructured lipid carriers (NLCs), which enhance drug stability, loading capacity, and release kinetics when incorporated into gel formulations. NLC-based gels not only improve local drug concentrations and reduce systemic absorption but also offer anti-inflammatory and pro-healing effects. The review aims to address the gaps in existing literature by providing a detailed examination of NLC-gel systems, linking formulation parameters to biological mechanisms and therapeutic outcomes in wound healing.
Methods
In the optimization of Nanostructured Lipid Carriers (NLC), statistical methodologies such as Design of Experiment (DoE) and Response Surface Methodology (RSM) are employed to systematically evaluate key formulation parameters, including lipid ratio, surfactant concentration, and homogenization rate. Early research predominantly utilized factorial designs, Box-Behnken designs (BBD), Central Composite Designs (CCD), and D-optimal designs to assess various factors like solid-to-liquid lipid ratios, surfactant concentrations, and processing conditions. This systematic approach not only identifies critical formulation and process parameters but also minimizes experimental trials while ensuring optimal formulations achieve desired characteristics such as particle size, polydispersity index (PDI), and entrapment efficiency, ultimately enhancing product quality at reduced costs and time compared to traditional methods.
Furthermore, some experimental frameworks integrate Quality by Design (QbD) principles, which encompass defining Critical Quality Attributes (CQAs), conducting risk assessments, and employing DoE to facilitate the scalability of optimized formulations and delineate design space boundaries for process robustness. Notable examples include an optimized NLC-gel formulation of doxycycline and aloin that exhibited uniform size distribution and high drug loading, significantly improving diabetic wound healing, and a curcumin-resveratrol NLC gel developed via RSM that demonstrated enhanced antioxidant activity and tissue regeneration. Overall, the application of statistical optimization techniques is crucial for producing reproducible, scalable, and high-performance NLC systems, with processing parameters such as high-pressure homogenization, emulsification temperature, and cooling profiles playing vital roles in influencing particle characteristics and entrapment efficiency.
Discussion
The discussion on Nanostructured Lipid Carriers (NLCs) highlights their composition, mechanisms of action, and applications in wound healing. NLCs are formulated from a blend of solid and liquid lipids, which create an imperfect crystalline matrix that enhances drug loading and stability compared to first-generation solid lipid nanoparticles (SLNs). The choice of solid lipids, such as glyceryl monostearate, and liquid lipids, like oleic acid, is crucial for optimizing drug encapsulation and release kinetics. Surfactants, including Tween 80 and Poloxamer 188, play a significant role in stabilizing NLCs and ensuring appropriate particle size (150-300 nm) for topical applications. The combination of these components not only affects physicochemical stability but also enhances the therapeutic efficacy of various bioactive compounds, including both synthetic drugs and herbal extracts, by improving their solubility and protecting them from degradation.
The mechanisms underlying the enhanced drug loading and controlled release from NLCs are attributed to the amorphous nature of the lipid matrix, which allows for greater accommodation of drug molecules and reduces crystallization. This results in prolonged drug availability at the wound site, facilitated by the nanoscale size of NLCs that enhances skin permeation and hydration. The integration of NLCs within gel matrices further improves the therapeutic performance by providing a moist environment conducive to wound healing, enhancing bioadhesion, and enabling sustained drug release. Overall, the findings underscore the versatility of NLCs in delivering both pharmaceutical and herbal agents, emphasizing the need for systematic optimization of formulation variables to enhance their clinical applicability in wound management.