Effektiver antibakterieller Wundverband aus thermoplastischem Polyurethan

Ein Ideal entwickeln Schmelzgeblasene TPU-Vliesstoffe für Wundversorgungsanwendungen Ein Verband, der die vielfältigen Anforderungen einer guten Biokompatibilität, einer geeigneten porösen Struktur, mechanischer Eigenschaften und einer außergewöhnlich guten antibakteriellen Aktivität gegen arzneimittelresistente Bakterien erfüllt, ist für die klinische Wundversorgung äußerst wünschenswert. Biokompatible Membranen aus thermoplastischem Polyurethan sind vielversprechende Kandidaten als Gerüst; Das Fehlen einer geeigneten porösen Struktur und antibakteriellen Aktivität hat ihre Anwendung jedoch eingeschränkt. Antibiotika werden im Allgemeinen zur Vorbeugung bakterieller Infektionen eingesetzt, doch das weltweite Auftreten arzneimittelresistenter Bakterien gibt weiterhin Anlass zu sozialer Besorgnis. Deshalb haben wir einen flexiblen Verband auf Basis einer TPU-Membran mit einer spezifischen porösen Struktur hergestellt und ihn anschließend mit einer biomimetischen Polydopaminbeschichtung modifiziert die Herstellung eines Komposits auf Nanosilberbasis vor Ort mit einem einfachen und umweltfreundlichen Ansatz. REM-Bilder zeigten, dass die Membranen durch eine ideale poröse Struktur gekennzeichnet waren, die mit Nanosilberpartikeln verziert war.

ATR-FITR- und XRD-Spektroskopie bestätigten außerdem die schrittweise Ablagerung von Polydopamin und Nanosilber. Die Messung des Wasserkontaktwinkels zeigte eine verbesserte Oberflächenhydrophilie nach der Beschichtung mit Polydopamin. Zugtests zeigten, dass die Membranen eine akzeptable mechanische Festigkeit und eine außergewöhnlich gute Flexibilität aufwiesen. Anschließend zeigten Bakteriensuspensionstests, Plattenzählmethoden und Lebend-/Tot-Färbungstests, dass die optimierten Membranen eine außergewöhnlich gute antibakterielle Aktivität gegen Bakterien aufwiesen P. aeruginosa , E. coli , S. aureus und MRSA-Bakterien, während CCK8-Tests, SEM-Beobachtungen und Zell-Apoptose-Assays zeigten, dass sie keine messbare Zytotoxizität gegenüber Säugetierzellen aufwiesen. Darüber hinaus bestätigte ein mittels ICP-MS aufgezeichnetes stabiles und sicheres Silberfreisetzungsprofil diese Ergebnisse. Schließlich kann durch die Verwendung eines mit Bakterien infizierten (MRSA bzw P. aeruginosa ) Maus-Wundmodell, fanden wir heraus, dass TPU/NS2.5-Membranen in vivo bakterielle Infektionen verhindern und die Wundheilung fördern können, indem sie den Reepithelisierungsprozess beschleunigen, und dass diese Membranen keine offensichtliche Toxizität gegenüber normalem Gewebe aufweisen. Wundverbände spielen dabei eine entscheidende Rolle zur Behandlung von Hautwunden, da sie die Wunden schützen und die Regeneration von Haut- und Epidermisgewebe fördern können.

Da immer mehr Menschen an Verbrennungen, diabetischen Geschwüren und Venengeschwüren leiden, steigt die Nachfrage nach besseren Verbänden dramatisch. Im Allgemeinen sollte ein idealer Verband über Ungiftigkeit, Biokompatibilität, robuste mechanische Eigenschaften und eine geeignete Durchlässigkeit für den Gas- und Wasseraustausch verfügen. Als natürliche Biomaterialien werden Kollagen, Gelatine, Alginat und Chitosan aufgrund ihrer Biokompatibilität und biologischen Abbaubarkeit häufig zur Herstellung verschiedener Arten von Verbänden verwendet. Ihre schlechten mechanischen Eigenschaften machen es ihnen jedoch schwer, strenge klinische Anforderungen zu erfüllen. Thermoplastisches Polyurethan ist ein biokompatibles und biologisch abbaubares Elastomer, das von der FDA zugelassen wurde und in der biomedizinischen Wissenschaft breite Anwendung findet. Es wurde berichtet, dass TPU für Katheter, Gefäßtransplantate und Träger zur Arzneimittelabgabe verwendet werden kann. Darüber hinaus weist TPU eine bemerkenswerte chemische Stabilität und gute mechanische Eigenschaften auf. Diese Leistungen zeigen, dass TPU ein vielversprechender Kandidat für Wundauflagen ist.

Fehlende antibakterielle Wirkung würde jedoch den Einsatz in der Wundversorgung einschränken, da bakterielle Infektionen immer eine ernsthafte Gefahr für den Wundgrund darstellen. Eine mögliche Lösung dieses Problems ist die Einarbeitung von Antibiotika wie Amoxicillin, Vancomycin oder Gentamicin in Wundauflagen. Dennoch stellt das weltweite Auftreten von Arzneimittelresistenzen aufgrund des übermäßigen Einsatzes von Antibiotika weiterhin eine Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar. Daher werden dringend alternative antibakterielle Wirkstoffe benötigt. Nanosilber gilt als außergewöhnlich gutes antibakterielles Mittel mit robuster und breitbandiger bakterizider Wirkung sowohl gegen grampositive als auch gegen gramnegative Bakterien, einschließlich multiresistenter Bakterien wie Methicillin-resistenter Bakterien Staphylococcus aureus . Noch wichtiger ist, dass vorgeschlagen wurde, dass Nanosilber Bakterien durch verschiedene Mechanismen zerstört (Störung der Zellmembran, Störung der DNA-Replikation, Hemmung der Atemfunktion, ohne eine Arzneimittelresistenz zu verursachen). Allerdings gibt die Toxizität von Nanosilber gegenüber Säugetierzellen Anlass zur Sorge. Kürzlich Studien haben gezeigt, dass die toxischen Wirkungen von Nanosilber nur bei hohen Konzentrationen auftreten und die Einarbeitung von Nanosilber in Materialien die Toxizität abschwächt. Daher gilt Nanosilber als Ideal antibakterieller Wirkstoff zur Einbindung in Biomaterialien.