Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Синтез и характеристика антимикробного гидрогелевого нанокомпозита хитозан/ПВС для материалов для эффективного лечения ран

Саманта Дж. Райнхарт, Томас Д. Кэмпбелл, Кевин Дж. Берк, Бьянка Гарсия, Эми Млинарски, Саманта Дж. Брэйн, Джулианна М. Труффа, Джеймс Раго, Уильям Э. Чура и Джейсон Дж. Келехер

Разработка новых материалов для лечения ран должна решать несколько задач, чтобы быть максимально эффективной. Успешное лечение ран должно включать способность прилипать к раневым поверхностям, поглощать раневой экссудат и повышать бактерицидную эффективность. Немногие современные биоматериалы отвечают всем этим характеристикам и, кроме того, часто имеют плохую структурную жесткость, что приводит к отсутствию защиты и поддержки для обеспечения надлежащего роста клеток. Целью данного исследования была разработка многофункциональной биомиметической нанокомпозитной системы, которая улучшит механическую стабильность, эффективно устранит распространение биопленки E. coli и S.aureus и послужит каркасом для эффективного роста взрослых человеческих дермальных фибробластов (HDFa). Были оптимизированы синтетические параметры, такие как соотношение концентрации хитозана и ПВС и метод осаждения для включения наночастиц, функционализированных Ag+, в конечный нанокомпозит. Было определено, что pH реакции осаждения и концентрация Ag+ играют ключевую роль в контроле размера частиц после реакции и дзета-потенциала. Было также определено, что концентрация функционализированных Ag+ наночастиц, включенных в нанокомпозит, должна быть больше 5 мМ для достижения оптимального контроля образования биопленки. Приготовленные гидрогелевые нанокомпозиты продемонстрировали эффективное бактериальное ингибирование при воздействии культур E. coli, S. aureus и MRSA. Наконец, результаты испытаний фибробластов дермы человека показали, что при увеличении концентрации ПВА в системе не наблюдалось заметного роста клеток. С другой стороны, когда соотношение биомиметического хитозана и ПВА оптимизировалось для снижения общего количества синтетического полимера (ПВА), наблюдался здоровый рост клеток. Эти результаты напрямую говорят о ключевом открытии, которое раскрывает важность правильного баланса или удаления синтетического полимера из системы.