Nanofiber-baserede sårbandager inducerer produktion af antimikrobielt peptid

Nanofiber-baserede sårbandager fyldt med D-vitamin ansporer til produktionen af ​​et antimikrobielt peptid, et vigtigt skridt fremad i kampen mod infektioner på operationsstedet, eller SSI'er.

Resultaterne fra Oregon State University-forskere og andre samarbejdspartnere, udgivet onsdag i Nanomedicin , er vigtige, fordi SSI'er er den mest almindelige sundhedsrelaterede infektion og resulterer i udbredt menneskelig lidelse og økonomisk tab.

Hvert år alene i USA, næsten 300, 000 kirurgiske patienter udvikler en infektion inden for 30 dage efter deres operation - svarende til anslået 10 milliarder dollar i ekstra sundhedsudgifter - og mere end 13, 000 af de mennesker dør.

Forskere brugte elektrospinning til at fremstille forbindinger indeholdende den bioaktive form af vitamin D:1, 25-dihydroxyvitamin D ₃ , eller 1, 25(OH) ₂ D ₃ .

"Elektrospinning er en alsidig, enkel, omkostningseffektiv og reproducerbar teknik til at generere lange fibre med nanoskaladiametre, " sagde Adrian Gombart, medkorresponderende forfatter og professor i biokemi og biofysik i OSU's College of Science. "Electrospun nanofiber sårbandager tilbyder betydelige fordele i forhold til hydrogeler eller svampe til lokal lægemiddellevering. De giver flere funktionelle og strukturelle fordele, inklusive arfri heling."

Forbindingerne forskerne skabte viste sig at kunne levere D-vitamin på en vedvarende basis over fire uger, og de inducerede signifikant produktion af et peptid, hCAP18/LL37, der dræber mikrober ved at forstyrre deres membraner.

"I tidligere forskning med nanofiberbaserede suturer brugte vi den inaktive form for D-vitamin-som er 25-hydroxyvitamin D ₃ -og en afgiftslignende receptorligand, der aktiverede celler til at konvertere 25D ₃ til den bioaktive form, 1, 25D ₃ , " sagde den anden medkorresponderende forfatter, Jingwei Xie, assisterende professor ved University of Nebraska Medical Center. "Her gik vi uden om det og gik direkte til den aktive form. Forbindingen frigav den bare, og den begyndte at tænde for målgenerne for D-vitamin, hvoraf den ene producerer LL37-peptidet."

Fordi forbindingen virker ved at forbedre medfødte immunrespons frem for ved at indeholde konventionelle, enkeltmåls antimikrobielle forbindelser, de er mindre tilbøjelige til at bidrage til lægemiddelresistens. Forbindingerne blev testet på menneskelig hud (indsamlet fra plastikkirurgiske patienter) i en kulturskål, såvel som in vitro med keratinocyt- og monocytcellelinjer, og in vivo i en musemodel.

"Denne undersøgelse var et principbevis, " sagde medforfatter Arup Indra, lektor i farmaci ved OSU. "Det ser ud til, at vi kan inducere generne i et modelsystem, og nu kan vi begynde at se på heling og infektion."

Udover Indra, Xie og Gombart, en hovedefterforsker ved OSU's Linus Pauling Institute, samarbejdet omfattede også OSU-apoteksforskningslektor Gitali Indra og forskere fra University of California, San Diego, og VA Nebraska-Western Iowa Health Care System.

"Vores undersøgelse tyder på, at 1, 25D ₃ -induceret ekspression af hCAP18 af disse nanofiberbandager er et skridt fremad til at forbedre sårheling, " sagde Gitali Indra.