Напыляемая гидрогелевая повязка ускоряет заживление ран благодаря сочетанию способности нейтрализовать активные формы кислорода и антибактериального действия

Проблема лечения ран создаёт значительное экономическое бремя для мировой системы здравоохранения с учётом инфекции раны, замедленного заживления и образования рубцов. В связи с этим были разработаны многофункциональные повязки на основе гидрогелей, способные стимулировать заживление кожи. Здесь мы описываем разработку, изготовление и характеристику напыляемой раневой повязки на основе гидрогеля, содержащей наночастицы оксида церия (CeONs) и антимикробный пептид (AMP), с сочетанными свойствами нейтрализации активных форм кислорода (ROS) и антибактериального действия. Мы использовали основанный на принципах, заимствованных у мидий, подход для химической конъюгации желатина с дофаминовыми фрагментами и подготовили гидрогелевую повязку с улучшенной способностью связываться с влажной поверхностью кожи. Кроме того, высвобождение AMP из гидрогеля обеспечивало быстрое бактерицидное действие за счёт высвобождения и при контакте против четырёх репрезентативных бактериальных штаммов, подтверждая требуемую антимикробную активность. Более того, гидрогелевая повязка с CeONs продемонстрировала благоприятную способность к нейтрализации ROS. Биосовместимость этой многофункциональной гидрогелевой повязки дополнительно была подтверждена in vitro при культивировании с клетками HaCaT. В целом преимущества разработанной гидрогелевой раневой повязки, включая возможность распыления, адгезивность, антимикробную активность, а также способность к нейтрализации ROS и ремоделированию кожи, указывают на её перспективность для внедрения в практику лечения ран. ЗНАЧИМОСТЬ: Разработаны различные материалы для раневых повязок на основе гидрогелей, стимулирующие заживление ран. Однако с клинической точки зрения немногие современные повязки одновременно отвечают всем целевым многофункциональным требованиям: предотвращение инфекции, ускорение закрытия раны и минимизация рубцевания при удобстве применения. В настоящем исследовании мы использовали основанный на принципах, заимствованных у мидий, подход для функционализации гидрогелей GelMA дофамином с получением гидрогеля GelMA-DOPA, который продемонстрировал повышенное сродство к поверхности раны; далее в гидрогель GelMA-DOPA были инкапсулированы AMP HHC-36 и CeONs для придания раневой повязке антибактериальных свойств и способности нейтрализовать ROS. Повязка GelMA-DOPA-AMP-CeONs обеспечивала возможность распыления, адгезивность, антимикробную активность, а также способность к нейтрализации ROS и ремоделированию кожи, что может помочь уменьшить терапевтическое и экономическое бремя, связанное с лечением и ведением хронических ран.