Skip to main content

Active wound dressings based on biological mimicry

Article Category

Article available in the folowing languages:

Sprytne opatrunki w walce z zakażeniami

Innowacyjne opatrunki będą mogły ostrzegać przed zakażeniami i zwalczać bakterie poprzez miejscowe dostarczanie środków przeciwbakteryjnych zgodnie z zapotrzebowaniem. Będzie to możliwe poprzez zintegrowanie naturalnych procesów biologicznych z materiałami nanotechnologicznymi.

Zdrowie

Niedawno ukończono nowatorskie prace projektu BACTERIOSAFE (Active wound dressings based on biological mimicry), w którym współpracowało dziesięciu uczestników z Europy i jeden z Australii. W projekcie opracowano czułe materiały biokompozytowe, które mogą potencjalnie zrewolucjonizować leczenie poparzeń. W zakażonej ranie bakterie atakują zdrowe komórki, niszcząc zewnętrzną warstwę ich błon wydzielanymi przez siebie białkowymi toksynami i enzymami. Naukowcy wykorzystali naturalne zachowanie patogenów bakteryjnych, aby przebijać biomimetyczne nanokapsułki polimerowe, z których uwalniane były następnie substancje przeciwbakteryjne i molekuły sygnałowe. Innymi słowy, te innowacyjne opatrunki wykorzystują czynniki patogenne, aby uwalniać środki przeciwbakteryjne i molekuły znacznikowe z immobilizowanych na ich powierzchni nanokapsułek. Tym samym nanokapsułki dostarczają prostych wskaźników wzrokowych infekcji bakteryjnej oparzeń, jednocześnie zabijając patogeny wywołujące zakażenie. W projekcie BACTERIOSAFE opracowano różne typy nanokapsułek i nanocząstek, w tym pęcherzyki tłuszczowo-fosfolipidowe, układy blokowych kopolimerów amfifilowych, nanokapsułki tworzone poprzez polimeryzację w miniemulsji i nanokapsułki hybrydowe. Aby móc immobilizować nanokapsułki na nietkanych materiałach, uczestnicy projektu przeanalizowali szereg metod, w tym modyfikowanie powierzchni plazmą, nanoszenie cienkich, "przylepnych" błon i hydrożeli nadających powierzchni lepkość. Biologiczna skuteczność nanokapsułek, zarówno po immobilizacji, jak i w zawiesinie, była oceniana w badaniach in vitro na kulturach komórkowych i tkankowych. W projekcie BACTERIOSAFE opracowano ponad 400 typów biomimetycznych nanokapsułek i nanocząstek, różniących się składem chemicznym, grubością ścianki i zawartością. Wykazano skuteczność takich procesów immobilizacji, jak pryskanie aerozolem, drukowanie strumieniem tuszu, powlekanie zanurzeniowe, przyłączanie elektrostatyczne i wbudowywanie w hydrożele. Testy mikrobiologiczne wykryły stężenia różnych substancji antyseptycznych wystarczające do hamowania wzrostu bakterii i aktywność hialuronidazy z izolatów klinicznych bakterii. Testy toksyczności pozwoliły zbadać wpływ ekspresji markerów zapalnych w komórkach śródbłonka i oznaczyć pozostałości endotoksyn. Duża część prac była poświęcona zoptymalizowaniu stabilności nanokapsułek. W rezultacie dostępnych jest obecnie kilka zoptymalizowanych układów nanokapsułkowych, które poddano walidacji w symulowanym środowisku rany. Przygotowany prototyp ukazuje potencjał opatrunków uwalniających wskaźnik fluorescencyjny wraz z substancją przeciwbakteryjną po narażeniu na bakteryjne czynniki cytolityczne.

Słowa kluczowe

Rana, opatrunek, oparzenie, środek przeciwbakteryjny, kolorymetria, nanocząstka

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania