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PLMA基抗菌水凝胶敷料如何设计?

嘉峪检测网 2024-05-08 10:51

导读:PLMA+ CMC-GMA复合水凝胶具有95%以上的抗菌能力和88%以上的抗氧化能力,可有效抑制细菌的生长,去除伤口部位产生的ROS。

International Journal of Biological Macromolecules:3D打印抗氧化抗菌羧甲基纤维素/ε-聚赖氨酸水凝胶促创面修复

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.07.115

光固化凝胶材料:PLMA+双键改性的羧甲基纤维素(CMC-GMA)

研究方法:3D挤出打印成型PLMA+ CMC-GMA水凝胶

研究结果:PLMA+ CMC-GMA复合水凝胶具有95%以上的抗菌能力和88%以上的抗氧化能力,可有效抑制细菌的生长,去除伤口部位产生的ROS。在全层皮肤感染缺损模型中,水凝胶组创面愈合速度是对照组的5倍,可有效预防创面感染,促进肉芽组织生长、胶原沉积和血运重建,显著促进组织再生。

 

 

 

1. PLMA VS传统抗菌药物/Ag+ 

01. 传统抗菌药物、金属离子(Ag+ )的引入可能会导致抗生素滥用、耐药和金属离子沉积。此外,大量活性氧(reactive oxygen species, ROS)会在受损创面积聚,破坏成纤维细胞活性,阻碍皮肤修复;

02. ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种带正电荷的多肽,生物相容性良好,便于构建基于抗菌多肽的内源性抗菌水凝胶敷料。

 

2. 如何构建PLMA复合水凝胶?

PLMA水凝胶与双键改性的羧甲基纤维素(CMC-GMA)按照一定的质量比溶解于含有光引发剂I2959的溶液中,并采用3D挤出打印机进行挤出打印成型,最后经UV 365nm光固化成型。

 

 

3. PLMA复合CMC-GMA水凝胶的溶胀性能如何?对于创面修复有何益处?

随复合水凝胶的固含量提高,溶胀率从333.07%下降到253.41%。固含量较高的水凝胶的交联密度比固含量低的水凝胶的交联密度大,导致其内部结构更稳定,空间孔更小。溶胀率与CP水凝胶固含量成反比。在伤口愈合过程中,CP水凝胶具有优异的溶胀性能,可吸收多余的组织渗出物,保持湿润的伤口环境,隔绝外界细菌的入侵。

 

4. 如何评价引入的PLMA的抗氧化能力?PLMA对于复合水凝胶的抗氧化性如何?

通过水凝胶DPPH自由基的清除作用来确定CP水凝胶的抗氧化能力。具体地,用匀浆器将水凝胶块儿打碎,加入含有DPPH的的无水乙醇溶液(避光孵育反应30min),反应后溶液测取517nm处的OD值并计算样品的抗氧化性能。试验表明,随着PLMA浓度的提高,水凝胶的对DPPH自由的清除能力增强。

 

5. 如何评价引入的PLMA的抗菌能力?PLMA对于复合水凝胶的抗菌性如何?

分别以大肠杆菌(革兰氏阳性)和金黄色葡萄球菌(革兰氏阴性)做为抗菌模型,具体抗菌试验流程可参考EFL-PLMA-001产品推文中-【抗菌性能】一节,试验结果表明,各组复合了PLMA的凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抗菌作用,且凝胶与细菌共培养的抑菌试验表明细菌结构已被破坏,证明了PLMA的抗菌作用。其抗菌原理是由于PLMA分子中含有大量带正电的氨基,它们很容易通过静电粘附与细菌的细胞壁结合,导致细胞内液的释放而导致细菌死亡。

 

 

6. PLMA复合CMC-GMA水凝胶的生物相容性如何?如何评价?

将不同浓度的水凝胶预聚物(0.5、1、2mg/ml)与水凝胶与细胞直接接触培养,细胞存活率均在98%以上,说明PLMA的引入对细胞无明显副作用。

 

 

 

7. PLMA复合CMC-GMA水凝胶的创面修复性能如何?

以市售Tegaderm™膜为对照组,探究CP水凝胶对全层感染皮肤缺损创面的修复作用,试验结果表明含有PLMA的CP水凝胶作用组的创面结痂颜色最浅,有收缩趋势,表明其对炎症有较好的抑制作用,且单纯CMC与对照组的创面愈合速度相对较慢。表明复合水凝胶具有良好的抗菌和抗氧化性能,可以抑制炎症,加速伤口愈合。

 

 

8. PLMA复合CMC-GMA水凝胶能否促进创面处胶原蛋白的形成?

以市售Tegaderm™膜为对照组,采用Masson染色法评价各组的胶原沉积情况,试验结果表明,相较于其他组,含有PLMA的CP水凝胶组在14天胶原蛋白水平明显提高,且排列有序。

 

 

 

 

来源:Internet

关键词: 抗菌水凝胶敷料

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