Sårbehandlingshydrogel infunderet med aminosyre dræber bakterier naturligt og fremmer cellevækst

Hydrogeler er populære til brug i hudlidelser og vævsteknologi. Disse polymerbaserede biokompatible materialer er nyttige på grund af deres evne til at tilbageholde vand, afgive lægemidler i sår og bionedbrydes. Men de er komplicerede at fremstille og ikke særlig modstandsdygtige over for ydre kræfter som at gnide mod tøj, lagner eller sårforbindinger. De er heller ikke i sagens natur i stand til at bekæmpe bakterielle infektioner, så de er ofte infunderet med antimikrobielle lægemidler eller metalioner, som kan forårsage antibiotikaresistens og negative effekter på cellevækst.

I et papir udgivet i APL Materials , skabte forskere en hydrogel, der er lettere at syntetisere, indeholder naturlige antibiotiske egenskaber og fremmer cellevækst.

"En diabetespatient kan have hudsår, der ikke heler let på grund af metabolisk sygdom," sagde forfatter Jing Sun. "Patienten kan forsøge at behandle sårene med aktuel medicin som f.eks. erythromycin, og det kan være effektivt i starten, men over en længere periode kan det måske ikke lindre symptomerne. Dette kan skyldes antibiotikaresistens."

Ved at bruge den almindelige hydrogel Gel-MA tilsatte de aminosyren polylysin og blodpladerigt blodplasma for at skabe egenskaber, der er velegnede til sårpleje. Resultatet er en hydrogel, der er stærkere, udvider sig i såret, holder længere, dræber bakterier og skaber et sundt miljø for nye celler til at vokse.

"Hydrogelen frigiver kontinuerligt polylysin på såroverfladen og hæmmer kontinuerligt bakterievækst," sagde Sun.

"Vi valgte ε-polylysin, fordi det kan hæmme væksten af ​​bakterier og løse problemet med antibiotikamisbrug, lægemiddelresistens og ikke påvirker spredningen og udviklingen af ​​celler. Det kan også konjugere med gelatinemethacrylat, som spiller en antimikrobiel rolle og forbedrer hydrogelens mekaniske styrke."

I test med E. coli og S. aureus, bakterien, der forårsager staph-infektion, beskadigede hydrogelen bakteriens cellemembraner og førte til bakteriel celledød. For raske celler resulterede inklusion af blodpladerigt blodplasma i en frigivelse af vækstfaktorer og en stigning i levedygtige celler.

"Det mest interessante og spændende øjeblik for mig var, da vi blandede polylysin og blodpladerige plasmaopløsninger for at se, om de kunne danne en hydrogel under UV-bestråling," sagde Sun.

Forsøget virkede, og hydrogelen kan hærdes under en UV-lampe i 30 sekunder i stedet for at hærde ved gentagne gange at fryse og tø op i op til otte timer.

"Som kliniker og forsker i dermatologi har jeg forpligtelsen til at give bedre behandlinger til patienter," sagde Sun. "Patienter med kronisk inficerede sår kombineret med stofskiftesygdomme, såsom diabetes, underernæring og andre sygdomme, såvel som langtids sengeliggende patienter vil blive hjulpet af denne løsning."

Flere oplysninger: Methacryleret gelatinehydrogel konjugeret med ε-polylysin og beriget med blodpladerigt plasma til kronisk inficerede sår, APL-materialer (2024). DOI:10.1063/5.0200159

Journaloplysninger: APL-materialer

Leveret af American Institute of Physics