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感染症との戦いは、ヘルスケアシステムの最も挑戦的で費用のかかる負担の1つです。いくつかのタイプの抗生物質と抗菌剤が設計され、このジレンマとの闘いに使用されています。それにもかかわらず、薬物の過剰使用と適切な送達の困難は、抗生物質の有効性を低下させた多くの種の細菌における薬剤耐性の発生につながりました。さらに、これらの薬物の局所的な送達は、全身投与と比較して生体材料表面関連感染を排除するのに効果的です。このタイプの感染は、主に生体材料と組織の間の界面である埋め込み可能な生体材料の表面に細菌のバイオフィルム層の形成によって起こります。Sharkskinの地形は、そのユニークなパターンのため、その抗菌特性で知られています。本明細書では、薬物型の高分子膜上の細菌バイオフィルム形成の還元におけるこの地形の影響を研究する目的で、抗菌特性とサメ皮を模倣したキトサン膜の薬物放出の可能性を調査します。アンピシリンナトリウム塩とカフェ酸フェネチルエステル（CAPE）荷重キトサン（CH）膜を製造しました。グラム陽性ブドウ球菌黄色ブドウ球菌株は、抗菌実験で使用され、ヒト真皮線維芽細胞（HDFA）およびケラチノサイト（HACAT）細胞は、細胞互換性試験でモデル細胞株として使用されました。薬物放出、細菌のバイオフィルムの成長、および膨潤率テスト結果は、薬物放出の速度を制御するだけでなく、細菌のバイオフィルム形成を大幅に削減する際のシャークスキン地形の優位性を示しています。さらに、哺乳類細胞に細胞毒性効果がない一方で、2.5 mg ML-1 AMP含有量と500μMのCAPE成分が最大抗菌効果で収量することが確立されました。抗菌化合物と抗菌表面地形の組み合わせを利用する、製造されたシャクスキンを模倣した薬物充填膜は、高濃度の薬物の効果的なキャリアとしても機能します。
感染症との戦いは、ヘルスケアシステムの最も挑戦的で費用のかかる負担の1つです。いくつかのタイプの抗生物質と抗菌剤が設計され、このジレンマとの闘いに使用されています。それにもかかわらず、薬物の過剰使用と適切な送達の困難は、抗生物質の有効性を低下させた多くの種の細菌における薬剤耐性の発生につながりました。さらに、これらの薬物の局所的な送達は、全身投与と比較して生体材料表面関連感染を排除するのに効果的です。このタイプの感染は、主に生体材料と組織の間の界面である埋め込み可能な生体材料の表面に細菌のバイオフィルム層の形成によって起こります。Sharkskinの地形は、そのユニークなパターンのため、その抗菌特性で知られています。本明細書では、薬物型の高分子膜上の細菌バイオフィルム形成の還元におけるこの地形の影響を研究する目的で、抗菌特性とサメ皮を模倣したキトサン膜の薬物放出の可能性を調査します。アンピシリンナトリウム塩とカフェ酸フェネチルエステル（CAPE）荷重キトサン（CH）膜を製造しました。グラム陽性ブドウ球菌黄色ブドウ球菌株は、抗菌実験で使用され、ヒト真皮線維芽細胞（HDFA）およびケラチノサイト（HACAT）細胞は、細胞互換性試験でモデル細胞株として使用されました。薬物放出、細菌のバイオフィルムの成長、および膨潤率テスト結果は、薬物放出の速度を制御するだけでなく、細菌のバイオフィルム形成を大幅に削減する際のシャークスキン地形の優位性を示しています。さらに、哺乳類細胞に細胞毒性効果がない一方で、2.5 mg ML-1 AMP含有量と500μMのCAPE成分が最大抗菌効果で収量することが確立されました。抗菌化合物と抗菌表面地形の組み合わせを利用する、製造されたシャクスキンを模倣した薬物充填膜は、高濃度の薬物の効果的なキャリアとしても機能します。
Fighting with the infection is one of the most challenging and costly burdens of the healthcare system. Several types of antibiotics and antibacterial agents have been designed and used in combating this dilemma. Nevertheless, the overuse of drugs and the difficulties of proper delivery have led to the development of drug-resistance in many species of bacteria which has reduced the efficacy of antibiotics. Furthermore, localized delivery of these drugs can be more effective in eliminating biomaterial surface-associated infection compared to systemic administration. This type of infection occurs mostly by the formation of a bacterial biofilm layer on the surface of the implantable biomaterial which is the interface between the biomaterial and the tissue. Sharkskin topography is known for its antibacterial properties due to its unique pattern. Herein, antibacterial properties and drug release potentials of sharkskin mimicked chitosan membranes are investigated with the aim of studying the impact of this topography in reducing bacterial biofilm formation on drug-loaded polymeric membranes. Ampicillin sodium salt and caffeic acid phenethyl ester (CAPE) loaded chitosan (CH) membranes were fabricated. Gram-positive Staphylococcus aureus bacteria strain is used in antibacterial experiments, and human dermal fibroblast (HDFa) and keratinocyte (HaCaT) cells were used as model cell lines in cytocompatibility tests. Drug release, bacterial biofilm growth, and swelling ratio test results show the superiority of sharkskin topography in controlling the rate of drug release as well as considerably reducing bacterial biofilm formation. Furthermore, it was established that 2.5 mg mL-1 Amp content along with 500 μM CAPE yield in maximum antibacterial effect while not having cytotoxic effects on mammalian cells. Fabricated sharkskin mimicked drug-loaded membrane, which utilizes the combination of antibacterial compounds and antibacterial surface topography, also acts as an effective carrier for high concentrations of drugs.
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