Katoenen verbanden met nanovezelcoating bestrijden infecties en versnellen de genezing

Een interdisciplinair team van Cornell-onderzoekers heeft een innovatieve manier gevonden om de antioxiderende en antibacteriële eigenschappen van de botanische verbinding lawone te benutten om met nanovezels gecoate katoenen verbanden te maken die infecties bestrijden en wonden helpen sneller te genezen.

Hun bevindingen, gepubliceerd in de Internationaal tijdschrift voor farmaceutische productenzijn vooral belangrijk gezien de toenemende prevalentie van multiresistente bacteriën.

Katoenen gaas is een van de meest voorkomende wondverbanden; het is goedkoop, gemakkelijk verkrijgbaar, comfortabel en biocompatibel. Het bevordert echter de genezing niet en bestrijdt geen infecties.

“Katoen alleen kan geen antwoord bieden op deze complicaties – het moet biofunctionaliseerd worden”, zegt hoofdauteur Mohsen Alishahi, een doctoraalstudent in de vezelwetenschappen die werkt in het NanoFibers and NanoTextiles (NanoFibTex) Laboratory van het Department of Human Ecology van het College of Human Ecology. Gecentreerd ontwerp (HCD).

Tamer Uyar, universitair hoofddocent HCD en directeur van het laboratorium, zei dat een van de belangrijkste onderzoeksinteresses het ontwikkelen van functionele vezels uit duurzame materialen is en het onderzoeken van hun potentiële toepassingen in medisch textiel en medicijnafgiftesystemen.

Voor dit werk gebruikten Alishahi, Uyar en promovendus Mahmoud Aboelkheir lawson, een roodoranje verbinding die voorkomt in hennabladeren en antioxiderende, ontstekingsremmende en antimicrobiële eigenschappen heeft, om de prestaties van katoen te verbeteren.

Het is aangetoond dat Lawsone wonden helpt sneller te genezen, maar het is moeilijk op te lossen in een oplossing en wordt niet gemakkelijk door het lichaam opgenomen. Om deze beperkingen te overwinnen, gebruikte het team cyclodextrinen, een familie van natuurlijke oligosachariden geproduceerd uit zetmeel, om een ​​inclusieverbinding te creëren die de lawson-moleculen in de cyclodextrine bindt.

Vervolgens gebruikten ze elektrospinapparatuur om een ​​uniforme nanovezelcoating te produceren uit de lawson-cyclodextrine-oplossing, die deze op een niet-geweven wattenschijfje vastlegde. Ze ontdekten dat het experimentele verband een significant hogere antioxiderende werking had – wat een snellere wondgenezing beloofde – vergeleken met zuivere lawson, dankzij de verhoogde oplosbaarheid van de lawson door de opname van cyclodextrine, en de hoge oppervlakte-tot-volumeverhouding van het nanovezelsysteem.

Het NanoFibTex-team werkte vervolgens samen met Craig Altier, hoogleraar bevolkingsgeneeskunde en diagnostische wetenschappen, en Rimi Chowdhury, senior onderzoeksmedewerker, beiden aan het College of Veterinary Medicine, om de biologische eigenschappen van het verband te testen. Het experimentele verband had uitstekende antibacteriële eigenschappen tegen gram-negatieve en gram-positieve bacteriesoorten, en vernietigde tijdens tests effectief E. coli en stafylokokbacteriën.

“Het langdurige overmatig gebruik van synthetische antibiotica in hoge concentraties heeft bijgedragen aan de opkomst van de dodelijke epidemie van multiresistente microben”, aldus Uyar. “Dus het gebruik van natuurlijke en krachtige antibacteriële middelen zoals lawson kan dienen als alternatief voor synthetische antibacteriële middelen.”

“Wondverbanden moeten een geschikte omgeving bieden om genezing te vergemakkelijken en infecties te voorkomen”, aldus Alishahi. “Door gebruik te maken van volledig natuurlijke materialen zoals katoen, cyclodextrine en lawone, kan dit verband beide vergemakkelijken, omdat het een uitgebreide antioxiderende en antibacteriële werking heeft.”

Alishahi zei dat het verband vooral nuttig zou zijn bij chronische wonden die zeer vatbaar zijn voor infecties, zoals diabeteszweren en brandwonden. De antioxiderende en ontstekingsremmende eigenschappen zouden ook de meer routinematige wonden ten goede komen door de vorming van littekens te verminderen.

“Ik ben bekend met de complicaties waarmee patiënten te maken krijgen als gevolg van het ontbreken van geschikt verband”, zegt Alishahi, die voorheen in een onderzoekscentrum voor brandwonden- en wondgenezing werkte. “Mijn uiteindelijke doel is om een ​​verband te ontwikkelen dat deze moeilijkheden voor hen kan overwinnen. Dit werk opent deuren naar het creëren van medisch textiel dat goed is voor het milieu en geweldig voor de genezing.”