The development of the blended fibroin/hemp CBD dressing for the treatment of chronic wound

Abstract

A delayed or chronic wound in patients with diabetes is a common and significant problem in Thailand. An appropriate wound dressing can promote chronic wound healing, leading to a better quality of life for patients with diabetes. The objective of this study was to develop a blended fibroin/CBD complex dressing to treat chronic wounds. Fibroin was extracted from Bombyx morí cocoons, with a protein content was 96.34 ± 0.14% by weight. The fibroin comprised at least two protein groups, including heavy chains and light chains, ranging from 25-325 kDa. The chemical identity of the extracted protein was confirmed using FTIR spectroscopy. The preparation of cannabidiol as a cannabidiol/ 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin inclusion complex (CBD complex) enhanced cannabidiol solubility. The blended fibroin/CBD complex dressing preparation contained 6.2 mg of cannabidiol per sheet. Cytotoxicity test showed that the blended fibroin/CBD complex film was not toxic to Normal Human Dermal Fibroblast cells (NHDF). In addition, cell cycle analysis using flow cytometry revealed that the blended fibroin/CBD complex dressing promoted DNA replication. After being treated with the blended fibroin/CBD complex dressing, the percentage of G2/M phase in cell cycle was higher than those treated with the fibroin dressing without CBD. Therefore, the blended fibroin/CBD complex film elevated cell proliferation. In addition, in a diabetic rat model, the chronic wound treated with the blended fibroin/CBD complex dressing dried faster and was more compact after seven days of therapy than the control groups. These results indicated that cannabidiol from hemp can be incorporated into a fibroin dressing and applied to chronic wounds to achieve successful outcomes with no toxicity indicated.

การเกิดแผลที่หายช้าหรือเรื้อรังในผู้ป่วยโรคเบาหวาน เป็นสิ่งที่พบได้บ่อยและเป็นปัญหาที่สำคัญในประเทศไทย การเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ dressing ที่มีประสิทธิภาพเป็นปัจจัยที่สำคัญที่จะส่งผลให้แผลนั้นหายเร็วและเพิ่มคุณภาพชีวิตให้กับผู้ป่วยเบาหวานที่มีแผลเรื้อรัง โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแผ่นปิดแผลไฟโบรอินผสมแคนนาบิไดออลจากกัญชงสำหรับรักษาแผลที่หายช้า โดยใช้ไฟโบรอินจากรังไหมพันธุ์นางลาย Bombyx mori. พบว่าสารสกัดรังไหมมีปริมาณโปรตีนโดยเฉลี่ยเท่ากับ 96.34 ± 0.14 % โดยน้ำหนัก ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนไฟโบรอินอย่างน้อย 2 สาย คือ heavy chain และ light chain ที่มีน้ำหนักโมเลกุลอยู่ในช่วง 25-325 กิโลดาลตัน และผลจาก FTIR spectroscopy พบเอกลักษณ์ทางเคมีที่มีลักษณะเฉพาะของสารสกัดโปรตีนจากรังไหม การเตรียมแคนนาบิไดออลให้อยู่ในรูปสารประกอบเชิงซ้อนกับไฮดรอกซีโพรพิล-เบตา-ไซโคลเดกซทรินสามารถเพิ่มการละลายของแคนนาบิไดออล ทำให้สามารถผสมแคนาบิไดออลในแผ่นปิดแผลไฟโบรอินได้ 6.2 มิลลิกรัม/แผ่น จากการทดสอบกับเซลล์ไฟโบรบลาสต์ (์Normal Human Dermal Fibroblast) พบว่าแผ่นปิดแผลไฟโบรอินผสมแคนนาบิไดออลที่เตรียมได้ไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ และผลของการเปลี่ยนแปลงวัฏจักรเซลล์ แสดงให้เห็นว่าแผ่นปิดแผลไฟโบรอินที่ผสมแคนนาบิไดออล สามารถกระตุ้นเซลล์ในระยะที่เซลล์มีสังเคราะห์ DNA ครบถ้วน ระยะพักตัวลดลง และระยะที่เซลล์มีการแบ่งตัว (G2/M phases) เพิ่มขึ้นร้อยละ 25.02 ± 2.13 ซึ่งมากกว่าแผ่นปิดแผลไฟโบรอินที่ไม่มีแคนนาบิไดออลอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้จากการศึกษาประสิทธิภาพของแผ่นปิดแผลไฟโบรอินผสมแคนนาบิไดออลจากกัญชงสำหรับรักษาแผลหายช้าในโมเดลหนูทดลองที่เป็นเบาหวาน พบว่าสามารถทำให้แผลแห้งได้อย่างรวดเร็วตั้งแต่วันที่ 3 เมื่อเทียบกับสัตว์ทดลองที่ไม่ได้รับแผ่นปิดแผล และวันที่ 7 จะเห็นได้ชัดว่าแผลมีขนาดเล็กลงและมีการสมานที่ดี สรุปผลการทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าแคนนาบิไดออลจากกัญชงสามารถนำมาเตรียมเป็นแผ่นปิดแผลไฟโบรอินผสมแคนนาบิไดออลและสามารถนำมารักษาแผลหายช้าในโมเดลหนูที่ถูกกระตุ้นด้วยเบาหวานได้