رقعة جلدية

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة عن طريق إضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "Dermal patch" – news  · magazines  · books  · scholar  · JSTOR ( May 2020 ) ( Learn how and when to remove this message )

الرقعة الجلدية هي رقعة لاصقة طبية توضع على الجلد البشري لتوصيل الدواء إلى الجلد . وهذا على النقيض من الرقعة الجلدية ، التي توصل الدواء عبر الجلد إلى مجرى الدم .

• رقعة فليكتور ( ديكلوفيناك إيبولامين) هي رقعة موضعية مضادة للالتهابات غير الستيرويدية لعلاج الألم الحاد الناتج عن الشد العضلي البسيط والالتواءات والكدمات. كما يتم استخدامها في علاج الألم والالتهابات في الحالات المزمنة التي تستفيد من مضادات الالتهاب غير الستيرويدية، بما في ذلك الألم العضلي الليفي والتهاب المفاصل .
• تخفف لاصقات الليدوكايين ، التي يتم تسويقها تحت اسم Lidoderm، الألم المحيطي الناتج عن الهربس النطاقي ( الهربس النطاقي ). وقد أصبحت تستخدم بشكل شائع خارج نطاق العلامة التجارية، لعلاج الألم الناتج عن الإصابات الحادة والألم المزمن، على الرغم من تقييدها بشرط إزالتها لمدة 12 ساعة، بعد 12 ساعة من الاستخدام.
• تبحث بعض الدراسات التجريبية في استخدام الرقع الجلدية الخزفية لتوصيل المضادات الحيوية الموضعية إلى بقع ترقيع الجلد التجارية الملوثة، ^[1] والرقع الجلدية المضادة للمضادات الحيوية لتوصيل المضادات الحيوية الموضعية إلى اللثة بعد جراحة الأسنان. ^[2]

في عام 2016، نُشرت دراسة من جامعة نوتنغهام تصف أول حرير عنكبوت صناعي مطابق وظيفيًا لحرير العنكبوت الطبيعي. باستخدام نظير الميثيونين غير الطبيعي L-azidohomoalanine (L-Aha) وخلايا E-Coli المعدلة وراثيًا، تم إنتاج بروتينات ذاتية التجميع في ظل الظروف اللازمة لإنشاء الخيوط. تم البحث عن هذه الظروف قبل سنوات من قبل J. Johansson وزملائه الذين يدرسون إنتاج بروتينات حرير العنكبوت. البروتينات المستخدمة في الدراسة هي نسخة مصغرة من مونومرات الحرير الموجودة في الطبيعة والتي تتصرف بنفس الطريقة؛ بسبب التعديلات، تمكنوا من التعبير عن مناطق وظيفية من البروتين 4RepCT، وهو بروتين حرير السحب المؤتلف ذاتي التجميع، مشتق من عنكبوت شبكة الحضانة على طول محور الخيط. ^[3]

كانت طرق إضفاء الوظائف على بروتين 4RepCT ناجحة، ولكن ليس بطريقة إنتاج وظائف بروتينية مستقرة بشكل موثوق في البيئات البيولوجية والتي يمكن أيضًا ضبطها وتعديلها. الاندماج الجيني لتسلسلات الببتيد الوظيفية مع جينات الحرير والاقتران الكيميائي للجزيئات الوظيفية على سلاسل جانبية من الأحماض الأمينية هما الطريقتان الوحيدتان المعروفتان حاليًا لتحقيق بروتين 4RepCT وظيفي مع وظائف قابلة للضبط. النهج الأول له ميزة تقليل التلاعب بعد الترجمة بالحرير. لسوء الحظ، فإن التلاعب الجيني يمثل تحديًا بسبب محتوى GC (جوانين-سايتوزين) العالي للجين مما يؤدي إلى أخطاء النسخ. تحد هذه الطريقة أيضًا من انتشار مواقع الارتباط الوظيفية إلى موقع ربط ربيطة واحد لكل 25 كيلو دالتون من بروتين حرير 4RepCT. يمكن استخدام بروتينات المحول الكبيرة مثل الأجسام المضادة لعرض المزيد من مواقع الارتباط، لكنها لا تعتبر حلاً قابلاً للتطبيق. لقد ثبت أن هذه الطريقة تنتج بروتينات 4RepCT التي تتمتع بتماسك خلوي أعلى من بروتينات سبيدروين الطبيعية ولها خصائص مضادة للميكروبات متنوعة. الطريقة الثانية، التعديل الكيميائي لبروتينات الحرير يجب أن يؤدي إلى الارتباط التساهمي لعدة نسخ من مجموعة واسعة من الربائط العضوية والعضوية المعدنية باستخدام روابط قوية أو حساسة اعتمادًا على التطبيق. التحدي مع هذه الطريقة هو أنه من الصعب إجراء تعديل لبروتين 4RepCT محدد الموقع. يتطلب استهداف الموقع المحدد تعديل البقايا أيضًا لتكون في متناول اليد وعمودية كيميائيًا لبقية بروتين الحرير. تُستخدم بقايا السيتوزين بشكل شائع لهذا النوع من الاقتران من خلال إضافة مايكل، لكنها تميل إلى الخضوع لتفاعلات التبادل مما يجعلها غير مستقرة لفترات طويلة في بيئة بيولوجية. هاتان الطريقتان عفا عليهما الزمن إلى حد ما ولكنهما كانتا مفيدتين في التحقق من صحة حقيقة أنه يمكن ضبط 4RepCT في المجالات المهمة للالتصاق الخلوي، والقوة المضادة للميكروبات، ونوع الجزيء أو الدواء المرتبط به. ^[3]

تم لاحقًا ربط المجموعات الوظيفية الآزيدية بالطرف الأميني لبروتين حرير السحب باستخدام اقتران EDC/NHS، مما أدى إلى إنتاج أغشية مقترنة بالجليكوبوليمر مع التصاق خلوي معزز وكيمايرا حرير DNA ذات هياكل دقيقة يمكن التحكم فيها. مسلحين بهذا، قام الباحثون في هذه الدراسة بالتحقيق في دمج 3 بقايا L-Aha في 4RepCT، مما أدى إلى . تسمح السلاسل الجانبية الآزيدية لـ L-Aha بالاقتران عالي التحديد والفعال لموقع محدد للعديد من الجزيئات الوظيفية المختلفة عبر ربط Staudinger مع كواشف الفوسفين، والإضافة الحلقية للأزيد-الألكاين المحفزة بالنحاس (I) ( CuAAC ) أو الإضافة الحلقية للأزيد-الألكاين المعززة بالسلالة ( SPAC ) في تفاعلات النقر. ^[3]${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

CuAAC و SPAAC كلاهما تفاعلات نقر شائعة والتي غالبًا ما تكون قابلة للتبادل في كيمياء النقر. من المعروف أن Cu(I) داخل الخلايا سام للخلايا، مما يعني أن CuAAC ليس شائعًا مثل تفاعلات النقر SPAAC للأبحاث التي تؤدي إلى تطبيقات داخل الجسم الحي. قرر الباحثون في هذه الدراسة استخدام CuAAC، على الرغم من غرض هذا البحث في التطبيقات داخل الجسم الحي، لعدة أسباب. أولاً، احتمالية ارتباط النحاس بالبروتين منخفضة بسبب وجود بقايا حمض الجلوتاميك فقط وعدم وجود بقايا هيستيدين (بقايا ذات تقارب عالٍ لـ Cu(I)). توجد هذه البقايا في الثيوريدوكسين؛ وهو شريك الاندماج المذيب المقترن ببروتين 4RepCT أثناء التخليق. ومع ذلك، لا يسبب هذا مشاكل حيث تتم إزالة الثيوريدوكسين من أجل تحفيز تفاعل التجميع الذاتي مع الثرومبين مما يؤدي إلى تكوين الألياف. يؤدي إزالة ثيوريدوكسين Cu(I) المحمل بالنحاس إلى إزالة النحاس بالكامل تقريبًا من بنية الحرير. كما قام الباحثون، من خلال محلول يحتوي على EDTA وباستخدام THPTA (الذي يعمل على تثبيت أيونات النحاس)، بشطف الألياف مما أدى إلى إزالة المزيد من النحاس (I) تاركين أثرًا أقل من 0.1٪ من وزن أيونات النحاس. ثانيًا، يتفوق CuAAC على SPAAC في تفاعلات النقر حيث توجد بروتينات ذات محتوى عالٍ من السايتوزين، مثل 4RepCT. غالبًا ما تخلق عملية SPAAC، في وجود بروتينات مثل 4RepCT، "نقرات" في مواقع غير مستهدفة مما يؤدي إلى اقتران الربيطة بالجزء الخطأ من البروتين وجعل البروتين عديم الفائدة بشكل أساسي. من أجل زيادة عدد المواقع الوظيفية على طول الألياف، يُفضل CuAAC. ^{[3] [4]}${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

أظهرت هذه الدراسة اقتران CuAAC بوساطة اثنين من الفلوروفورات المختلفة والمضاد الحيوي ليفوفلوكساسين، مما يُظهر إمكانات بروتينات حرير العنكبوت المؤتلفة وظيفيًا تساهميًا كمواد حيوية ذات خصائص مُحسَّنة. تمكن الباحثون من الاقتران بنجاح مع الفلوروفورات الألكينية، مما يثبت أنه يمكن إضفاء وظيفة على البروتين من خلال مجموعة أزيد أثناء اقترانه بمحور ألياف الحرير. أظهرت نتائجهم ليس فقط فلورسنت موحد مكثف على طول محور الألياف ولكن أيضًا فلورسنت مركب موحد مكثف عندما تم تزيين الألياف بفلوروفورات مختلفة بنسبة 1:1. ^[3]${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

لإثبات أن المجموعة الأزيدية الوظيفية يمكن تزيينها بجزيء ذي صلة سريرية، حاول الباحثون تزيين الألياف بإيثر جليسيديل بروبارجيل (رابط غير قابل للحامض) وربطوا ليفوفلوكساسين (مضاد حيوي موجب الجرام) به باستخدام رابطة إستر بين مجموعات الكربوكسيلات الإيبوكسيد على التوالي. أجروا اختبار منطقة تثبيط باستخدام ألياف الحرير الوظيفية ضد بكتيريا E. Coli NCTC 12242 حيث احتوى كل مستوى عامل على وسائط LB. أظهرت نتائجهم وظيفية ناجحة للألياف المزخرفة بالليفوفلوكساسين والتي حافظت على ثبات المضادات الحيوية عبر دائرة نصف قطرها 3.5 سم لمدة 120 ساعة وكثافة خلايا ~50٪ من مستويات العوامل الأخرى (وسائط LB فقط، والحرير غير الوظيفي، والحرير المشوب بالليفوفلوكساسين) مع p ≤ 0.01. تم تحقيق أقصى إطلاق مستدام للليفوفلوكساسين من الألياف لمدة 5 أيام. ^[3]

حرير العنكبوت هو أحد أقدم أنواع اللصقات الجلدية المعروفة. يستخدم في المقام الأول لربط الجروح، حيث يحتوي على مادة لاصقة من الجليكوبروتين موجودة على حرير العنكبوت الحلزوني، بالإضافة إلى البنية البروتينية للألياف نفسها، والتي لها خصائص مضادة للبكتيريا. يعمل الحرير كمطهر موضعي، مما يقلل من معدل الإنتان والأمراض المزمنة. تساعد خصائص الحرير اللزجة وقوة الشد العالية والمتانة في التئام الجروح بطريقة مماثلة لشريط الجراحة.

وعلى الرغم من تفوق حرير العنكبوت على الطرق الحالية في علاج الجروح ذات المساحة الكبيرة ــ لف الشاش، وعلاجات خل العسل، والمضادات الحيوية الجهازية ــ واستخدامات الرقعة الجلدية الشائعة، إلا أنه لم يجد طريقه إلى الممارسة السريرية. ويرجع السبب الرئيسي وراء ذلك تاريخياً إلى صعوبة تربية الحرير وحصاده. فعلى عكس ديدان القز، التي تغزل الحرير في عدة ظروف يسهل تكرارها، تغزل العناكب الحرير لأغراض محددة مثل اصطياد الفرائس، وهو أمر يصعب تكراره في ظروف المختبر. وبالإضافة إلى ذلك، تميل العناكب عموماً إلى أكل لحوم بعضها البعض، لذا يصبح تكاثر أعداد كافية منها أمراً صعباً. ويؤدي غزل الحرير القسري إلى إنتاج حرير غير مناسب. وأكثر حالات الاستخدام المقترحة شيوعاً للتطبيقات الجلدية هي:

• رقعة جلدية لتوصيل الدواء محليًا
• ضمادات الجروح بالمضادات الحيوية الموضعية
• هياكل إعادة التروية الجلدية المحلية
• مادة لاصقة مخاطية جلدية لربط أجهزة توصيل الأدوية الموضعية غير اللاصقة

تشير الأبحاث إلى أن حرير دودة القز لا يمتلك أي خصائص مضادة للبكتيريا أو خصائص ميكانيكية تحاكي الخصائص الحيوية، ويمكن أن يسبب تفاعلات حساسية تنفسية مميتة لدى بعض الأشخاص. ^[5]

وجدت دراسة أجريت عام 2020 أن بروتينات حرير العنكبوت المنتجة بطريقة إعادة التركيب تتجمع ذاتيًا عند واجهة السائل والهواء في محلول قائم، وتشكل أغشية نفاذة للبروتين وقوية للغاية ومرنة للغاية. يخلق التجميع الذاتي غير القسري غشاء نانوي ليفي يدعم نمو الخلايا. تتشكل طبقة متجمعة من خلايا الجلد البشرية في غضون ثلاثة أيام، وستكون مناسبة للتوصيل المباشر إلى المريض. ^[6]

نظرًا لأن حرير دودة القز قد يكون مميتًا للإنسان عند ملامسته للأوعية الدموية، فلا يوجد رقعة جلدية معتمدة أو تطبيق يشبه الرقعة الجلدية لحرير دودة القز.