Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Synthèse et caractérisation d'un nanocomposite d'hydrogel antimicrobien chitosane/PVA pour matériaux de gestion des plaies réactives

Samantha J. Rinehart, Thomas D Campbell, Kevin J. Burke, Bianca Garcia, Amy Mlynarski, Samantha J. Brain, Julianne M. Truffa, James Rago, William E. Chura et Jason J Keleher

Le développement de nouveaux matériaux de gestion des plaies doit relever plusieurs défis pour être le plus efficace possible. Une gestion réussie des plaies doit inclure la capacité d'adhérer aux surfaces de la plaie, d'absorber les exsudats de la plaie et d'améliorer l'efficacité bactéricide. Peu de biomatériaux actuels répondent à toutes ces caractéristiques et présentent en outre souvent une faible rigidité structurelle conduisant à un manque de protection et de soutien pour assurer une croissance cellulaire adéquate. L'objectif de cette étude était de développer un système nanocomposite biomimétique multifonctionnel qui améliorera la stabilité mécanique, éliminera efficacement la propagation du biofilm d'E. coli et de S. aureus et servira d'échafaudage pour une croissance efficace des fibroblastes dermiques humains adultes (HDFa). Les paramètres synthétiques, tels que le rapport entre la concentration de chitosane et de PVA et la méthode de dépôt pour l'incorporation de nanoparticules fonctionnalisées Ag+ dans le nanocomposite final, ont été optimisés. Il a été déterminé que le pH de la réaction de dépôt et la concentration d'Ag+ jouaient un rôle clé dans le contrôle de la taille des particules après réaction et du potentiel zêta. Il a également été déterminé que la concentration de nanoparticules fonctionnalisées Ag+ incorporées dans le nanocomposite doit être supérieure à 5 mM pour obtenir un contrôle optimal de la formation de biofilm. Les nanocomposites d'hydrogel préparés ont démontré une inhibition bactérienne efficace lorsqu'ils ont été exposés à des cultures d'E. coli, de S. aureus et de SARM. Enfin, les résultats du test des fibroblastes dermiques humains ont révélé que lorsque la concentration de PVA augmentait dans le système, il n'y avait pas de croissance cellulaire appréciable. En revanche, lorsque le rapport entre le chitosane biomimétique et le PVA est optimisé pour réduire la quantité globale de polymère synthétique (PVA), il y a eu une croissance cellulaire saine. Ces résultats parlent directement d'une découverte clé qui révèle l'importance du bon équilibre ou de l'élimination du polymère synthétique du système.