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Abstrakt

Synthese und Charakterisierung eines antimikrobiellen Chitosan/PVA-Hydrogel-Nanokomposits für reaktive Wundversorgungsmaterialien

Samantha J. Rinehart, Thomas D. Campbell, Kevin J. Burke, Bianca Garcia, Amy Mlynarski, Samantha J. Brain, Julianne M. Truffa, James Rago, William E. Chura und Jason J. Keleher

Die Entwicklung neuartiger Materialien zur Wundbehandlung muss mehrere Herausforderungen bewältigen, um möglichst wirksam zu sein. Eine erfolgreiche Wundbehandlung sollte die Fähigkeit umfassen, an Wundoberflächen zu haften, Wundexsudate zu absorbieren und die bakterizide Wirksamkeit zu verbessern. Nur wenige aktuelle Biomaterialien erfüllen alle diese Eigenschaften und weisen darüber hinaus häufig eine unzureichende strukturelle Steifigkeit auf, was zu einem Mangel an Schutz und Unterstützung führt, um ein ordnungsgemäßes Zellwachstum sicherzustellen. Der Schwerpunkt dieser Studie lag auf der Entwicklung eines multifunktionalen biomimetischen Nanokompositsystems, das die mechanische Stabilität verbessert, die Ausbreitung von E. coli- und S. aureus-Biofilmen wirksam verhindert und als Gerüst für ein wirksames Wachstum adulter menschlicher dermaler Fibroblasten (HDFa) dient. Synthetische Parameter wie das Verhältnis von Chitosan zu PVA-Konzentration und die Ablagerungsmethode für die Einarbeitung von Ag+-funktionalisierten Nanopartikeln in das endgültige Nanokomposit wurden optimiert. Es wurde festgestellt, dass der pH-Wert und die Ag+-Konzentration der Ablagerungsreaktion eine Schlüsselrolle bei der Kontrolle der Partikelgröße und des Zetapotenzials nach der Reaktion spielen. Außerdem wurde festgestellt, dass die Konzentration der in das Nanokomposit eingearbeiteten Ag+-funktionalisierten Nanopartikel größer als 5 mM sein muss, um eine optimale Kontrolle der Biofilmbildung zu erreichen. Die hergestellten Hydrogel-Nanokomposite zeigten eine wirksame bakterielle Hemmung, wenn sie Kulturen von E. coli, S. aureus und MRSA ausgesetzt wurden. Schließlich zeigten die Ergebnisse von Tests an menschlichen Dermalfibroblasten, dass bei steigender PVA-Konzentration im System kein nennenswertes Zellwachstum auftrat. Wenn hingegen das Verhältnis von biomimetischem Chitosan und PVA optimiert wurde, um die Gesamtmenge an synthetischem Polymer (PVA) zu reduzieren, trat ein gesundes Zellwachstum auf. Diese Ergebnisse sprechen direkt für eine wichtige Erkenntnis, die die Bedeutung des richtigen Gleichgewichts bzw. der Entfernung von synthetischem Polymer aus dem System verdeutlicht.

Haftungsausschluss: Dieser Abstract wurde mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz übersetzt und wurde noch nicht überprüft oder verifiziert.