Nanofiberbaserade sårförband laddade med D-vitamin stimulerar produktionen av en antimikrobiell peptid, ett viktigt steg framåt i kampen mot infektioner på kirurgiska platser, eller SSI.
Resultaten av forskare från Oregon State University och andra samarbetspartners, publicerad onsdag i Nanomedicin , är viktiga eftersom SSI är den vanligaste sjukvårdsrelaterade infektionen och resulterar i omfattande mänskligt lidande och ekonomisk förlust.
Varje år i USA ensam, nästan 300, 000 kirurgiska patienter utvecklar en infektion inom 30 dagar efter operationen - vilket står för uppskattningsvis 10 miljarder dollar i ytterligare sjukvårdskostnader - och mer än 13, 000 av dessa människor dör.
Forskare använde elektrospinning för att förbereda förband som innehåller den bioaktiva formen av vitamin D:1, 25-dihydroxyvitamin D 3 , eller 1, 25 (OH) 2 D 3 .
"Electrospinning är en mångsidig, enkel, kostnadseffektiv och reproducerbar teknik för att generera långa fibrer med nanoskala diametrar, "sa Adrian Gombart, med-motsvarande författare och professor i biokemi och biofysik vid OSU:s College of Science. "Electrospun nanofiber sårförband erbjuder betydande fördelar jämfört med hydrogeler eller svampar för lokal läkemedelsleverans. De ger flera funktionella och strukturella fördelar, inklusive ärrfri läkning. "
De förband som forskarna skapade visade sig kunna leverera D -vitamin på ett hållbart sätt under fyra veckor, och de inducerade signifikant produktion av en peptid, hCAP18/LL37, som dödar mikrober genom att störa deras membran.
"Tidigare forskning med nanofiberbaserade suturer använde vi den inaktiva formen av D-vitamin-som är 25-hydroxyvitamin D 3 —Och en avgiftsliknande receptorligand som aktiverade celler för att omvandla 25D 3 till den bioaktiva formen, 1, 25D 3 , "sa den andra medförsvararen, Jingwei Xie, biträdande professor vid University of Nebraska Medical Center. "Här kringgick vi det och gick direkt till den aktiva formen. Förbandet släppte precis det och det började slå på vitamin D -målgener, varav en producerar LL37 -peptiden. "
Eftersom förbandet fungerar genom att förbättra medfödda immunsvar snarare än genom att innehålla konventionella, enstaka antimikrobiella föreningar, de är mindre benägna att bidra till läkemedelsresistens. Förbandet testades på människohud (samlat in från plastikkirurgiska patienter) i en odlingsrätt, liksom in vitro med keratinocyt- och monocytcellinjer, och in vivo i en musmodell.
"Denna studie var ett principbevis, "sa medförfattaren Arup Indra, docent i farmaci vid OSU. "Det ser ut som om vi kan inducera generna i ett modellsystem och nu kan vi börja titta på läkning och infektion."
Förutom Indra, Xie och Gombart, en huvudutredare vid OSU:s Linus Pauling Institute, samarbetet omfattade också OSU -apotekets forskarassistent Gitali Indra och forskare från University of California, San Diego, och VA Nebraska-Western Iowa Health Care System.
"Vår studie tyder på att 1, 25D 3 -inducerat uttryck av hCAP18 med dessa nanofiberförband är ett steg framåt för att förbättra sårläkning, "Sa Gitali Indra.
