Chitosan-Based Thermo-Responsive Scaffold for Wound Healing Provides Dexketoprofen Trometamol Controlled Release for 24 Hour-Use

Abstract

Abstract. Chronic and non-healing wounds demand personalized and more effective therapies for treating complications and improve patient adherence. This work aims to develop a suitable chitosan-based scaffold to provide 24 hours controlled release of DKT, by taking advantage of chitosan’s thermo-responsive behavior as well as local hyperthermia in wounds. Three formulation prototypes were developed using chitosan (F1), 2:1 chitosan: PVA (F2), and 1:1 chitosan:gelatin (F3). Compatibility tests were done by DSC, TG, and IR spectroscopy. SEM was employed to examine the morphology of the surface and inner layers from the scaffolds. In vitro release studies were performed at 32 °C and 38 °C to evaluate the release profiles, which were later adjusted to different kinetic models for the best formulation. F3 showed the most controlled release of DKT at 32 °C for 24 hours (77.75 ± 2.72 %), and reduced the burst release in the initial 6 hours (40.18 ± 1.00 %), while at 38 °C the release reached 88.52 ± 2.07 % at 12 hours. The release profile for this formulation fits with Hixson-Crowell and Korsmeyer-Peppas kinetic models at both temperatures. Therefore, the developed chitosan/gelatin thermo-responsive scaffold provides a suitable system for wound healing with a controlled release of DKT for 24 hour-use, which can overcome adherence issues and wound complications.

Resumen. Las heridas crónicas y que no cicatrizan exigen terapias personalizadas y más efectivas para tratar las complicaciones y mejorar la adherencia del paciente. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar un andamio adecuado a base de quitosano para proporcionar una liberación controlada de DKT durante 24 horas, aprovechando el comportamiento termosensible del quitosano, así como la hipertermia local en las heridas. Se desarrollaron tres prototipos de formulación utilizando quitosano (F1), quitosano:PVA 2:1 (F2) y quitosano:gelatina 1:1 (F3). Las pruebas de compatibilidad se realizaron mediante espectroscopia DSC, TG e IR. Se empleó SEM para examinar la morfología de la superficie y las capas internas de los andamios. Se realizaron estudios de liberación in vitro a 32 °C y 38 °C para evaluar los perfiles de liberación, que luego se ajustaron a diferentes modelos cinéticos para la mejor formulación. F3 mostró la liberación más controlada de DKT a 32 °C durante 24 horas (77,75 ± 2,72 %), y redujo la liberación en ráfaga en las 6 horas iniciales (40,18 ± 1,00 %), mientras que a 38 °C la liberación alcanzó 88,52 ± 2,07 % a las 12 horas. El perfil de liberación de esta formulación encaja con los modelos cinéticos de Hixson-Crowell y Korsmeyer-Peppas a ambas temperaturas. Por lo tanto, el andamio termosensible de quitosano/gelatina desarrollado proporciona un sistema adecuado para la curación de heridas con una liberación controlada de DKT durante 24 horas de uso, lo que puede superar los problemas de adherencia y las complicaciones de las heridas.