Многофункциональные антибактериальные нановолокнистые мембраны с ядром и оболочкой, полученные методом электроформования, для длительной профилактики послеоперационных спаек и воспаления сухожилий

Создание многофункциональной антиадгезивной барьерной мембраны, обладающей смазывающими свойствами, препятствующей прикреплению фибробластов и оказывающей противоинфекционное и противовоспалительное действие, имеет большое значение для лечения послеоперационных спаек сухожилий. С этой целью были изготовлены нановолокнистые мембраны с ядром и оболочкой, содержащие наночастицы серебра (Ag NPs) в оболочке из полиэтиленгликоля (PEG) и поликапролактона (PCL), а также гиалуроновую кислоту (HA) и ибупрофен в ядре. HA обеспечивала смазывающий эффект, способствующий плавному скольжению сухожилия, и уменьшала прикрепление фибробластов, тогда как Ag NPs и ибупрофен оказывали соответственно противоинфекционное и противовоспалительное действие. Мембраны с оболочкой PEG/PCL/Ag (PPA) и ядром из HA, содержащим 0% (H/PPA), 10% (HI10/PPA), 30% (HI30/PPA) или 50% (HI50/PPA) ибупрофена, изготавливали методом коаксиального электроформования и оценивали с помощью микроскопического, спектроскопического, термического и механического анализа, а также анализа высвобождения лекарственного вещества. Микропористые мембраны с ядром и оболочкой обеспечивали такой же барьерный эффект, как коммерческая антиадгезивная мембрана SurgiWrap®, но значительно повышали коэффициенты массопереноса бычьего сывороточного альбумина, что важно для прохождения питательных веществ через барьер. Исследование прикрепления клеток и формирования фокальных контактов фибробластами показало эффективное уменьшение начального прикрепления клеток к поверхности мембран при минимальной цитотоксичности, за исключением HI50/PPA. Противобактериальное действие в отношении как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий было обусловлено наличием Ag NPs в составе мембран. В исследовании in vivo на кроличьей модели разрыва сухожилия сгибателя сравнивали мембраны H/PPA и HI30/PPA с SurgiWrap®. По данным макроскопической оценки, гистологического анализа и функциональных тестов, мембраны HI30/PPA эффективнее уменьшали воспаление и образование спаек сухожилия. Таким образом, мембраны HI30/PPA с ядром и оболочкой могут служить многофункциональным барьером для профилактики перитендинозных спаек после хирургических вмешательств на сухожилиях.

Значимость: Необходима многофункциональная антиадгезивная барьерная мембрана, способная уменьшать прикрепление и проникновение фибробластов и одновременно предотвращать послеоперационные инфекции и воспаление. С этой целью методом коаксиального электроформования были изготовлены нановолокнистые мембраны с ядром из гиалуроновой кислоты и ибупрофена и оболочкой из полиэтиленгликоля и поликапролактона с наночастицами серебра — оптимальный вариант антиадгезивной мембраны. Структура с ядром и оболочкой позволяла обеспечить необходимые барьерные свойства за счёт высвобождения ибупрофена и наночастиц серебра, уменьшающих инфекцию и воспаление, тогда как гиалуроновая кислота снижала адгезию фибробластов. Превосходная эффективность этой многофункциональной нановолокнистой мембраны с ядром и оболочкой в профилактике перитендинозных спаек и послеоперационного воспаления была продемонстрирована на кроличьей модели разрыва сухожилия сгибателя.