Termoplastisk polyurethan effektiv antibakteriel sårforbinding

At udvikle et ideal Smelteblæst TPU Nonwovens til sårplejeapplikationer forbinding, der opfylder de mange krav om god biokompatibilitet, en passende porøs struktur, mekaniske egenskaber og enestående god antibakteriel aktivitet mod lægemiddelresistente bakterier, er yderst ønskeligt til klinisk sårpleje. Biokompatible termoplastiske polyurethanmembraner er lovende kandidater som stillads; deres mangel på en passende porøs struktur og antibakteriel aktivitet har imidlertid begrænset deres anvendelse. Antibiotika bruges generelt til at forebygge bakterielle infektioner, men den globale fremkomst af lægemiddelresistente bakterier forårsager fortsat social bekymring. Derfor har vi forberedt en fleksibel bandage baseret på en TPU-membran med en specifik porøs struktur og derefter modificeret den med en biomimetisk polydopaminbelægning at forberede in situ en nano-sølv baseret komposit via en let og miljøvenlig tilgang. SEM-billeder viste, at membranerne var kendetegnet ved en ideel porøs struktur, der var dekoreret med nano-sølvpartikler.

ATR-FITR og XRD spektroskopi bekræftede yderligere den trinvise aflejring af polydopamin og nano-sølv. Måling af vandkontaktvinkel indikerede forbedret overfladehydrofilicitet efter belægning med polydopamin. Trækprøvning viste, at membranerne havde en acceptabel mekanisk styrke og enestående god fleksibilitet. Efterfølgende viste bakteriesuspensionsassay, pladetællingsmetoder og Live/Dead-farvningsassays, at de optimerede membraner havde en enestående god antibakteriel aktivitet mod P. aeruginosa , E. coli , S. aureus og MRSA-bakterier, mens CCK8-test, SEM-observationer og celleapoptoseassays viste, at de ikke havde nogen målbar cytotoksicitet over for pattedyrsceller. Desuden bekræftede en stabil og sikker sølvfrigivende profil registreret af ICP-MS disse resultater. Endelig ved at bruge en bakterie-inficeret (MRSA eller P. aeruginosa ) murine sårmodel, fandt vi ud af, at TPU/NS2.5-membraner kunne forhindre in vivo bakterielle infektioner og fremme sårheling ved at accelerere re-epitelialiseringsprocessen, og disse membraner havde ingen åbenlys toksicitet over for normalt væv. Sårforbindinger spiller en afgørende rolle i behandling af kutane sår, fordi de kan beskytte sårene og fremme regenereringen af ​​dermalt og epidermalt væv.

På grund af et stigende antal mennesker, der lider af forbrændinger, diabetiske sår, venøse sår, vokser efterspørgslen efter bedre forbindinger dramatisk. Generelt bør en ideel bandage have ikke-toksicitet, biokompatibilitet, robuste mekaniske egenskaber og passende permeabilitet for gas- og vandudveksling. Som naturlige biomaterialer er kollagen, gelatine, alginat og chitosan blevet brugt i vid udstrækning til at fremstille forskellige typer bandager på grund af deres biokompatibilitet og bionedbrydelighed. Men deres dårlige mekaniske egenskaber gør det vanskeligt for dem at opfylde strenge kliniske krav. Termoplastisk polyurethan er en biokompatibel og bionedbrydelig elastomer, der er blevet godkendt af FDA og er blevet bredt anvendt i biomedicinsk videnskab. Det er blevet rapporteret, at TPU kan bruges til katetre, vaskulære transplantater og lægemiddelleveringsbærere. Desuden udviser TPU også bemærkelsesværdig kemisk stabilitet og gode mekaniske egenskaber. Disse præstationer indikerer, at TPU er en lovende kandidat til sårforbindinger.

Manglende antibakteriel aktivitet ville imidlertid begrænse dets anvendelse i sårpleje, da bakterielle infektioner altid udgør en alvorlig trussel mod sårbunden. En mulig måde at løse dette problem på er at inkorporere antibiotika såsom amoxicillin, vancomycin eller gentamicin i sårforbindinger. Ikke desto mindre truer fremkomsten af ​​lægemiddelresistens på verdensplan på grund af overforbrug af antibiotika fortsat folkesundheden. Der er derfor et presserende behov for alternative antibakterielle midler. Nano-sølv som et enestående godt antibakterielt middel med robust og bredspektret bakteriedræbende aktivitet mod både gram-positive og gram-negative bakterier, herunder multi-lægemiddel-resistente bakterier såsom methicillin-resistente Staphylococcus aureus . Endnu vigtigere er det blevet foreslået, at nano-sølv ødelægger bakterier gennem forskellige mekanismer (cellemembranafbrydelse, DNA-replikationsinterferens, respiratorisk funktionshæmning uden at forårsage lægemiddelresistens. Dog er toksiciteten af ​​nano-sølv over for pattedyrsceller et problem. Seneste undersøgelser har vist, at de toksiske virkninger af nano-sølv kun forekommer ved høje koncentrationer, og inkorporering af nano-sølv i materialer afbøder toksiciteten. Derfor betragtes nano-sølv som et ideelt antibakterielt middel til inklusion i biomaterialer.