Infections arising in association w

Infections arising in association with medical implants and devices are a significant problem and, when these happen, surgical removal or other surgical intervention, with attendant medical risks and complications, is often inevitable1. To minimize alteration of bulk properties (for example mechanical strength or transparency) of an implant, coating with an effective antimicrobial agent seems to be an attractive approach to combat infection1–3. Earlier generations of antimicrobial coatings based on drug/chemical elution have only short-term antimicrobial effect, and cause cumulative toxicity and/or microbe resistance4,5
. A contact-active coating with immobilized antimicrobial agent is generally less likely to lead to the development of microbe resistance. This class of coating disrupts the microbes’ membranes
without targeting their metabolic activity, which is associated with the emergence of resistance6
.Antimicrobial polymers have been applied as contactactive coatings2 Cationic polymers such as derivatives of polyethylenimine7, poly(vinyl-N-hexylpyridinum)8 , polynorbornene9, polymethacrylates10, poly(phenylene ethynylene)11 and so on, in solution form, have been reported to disrupt the pathogen
cytoplasmic membrane, and some have impressive selectivity for bacterial over mammalian cells11–13. However, when these polymers are immobilized, their antimicrobial activities may be greatly reduced because their diffusion into cell membranes is impeded14,15 Polymers that retain their antimicrobial activities even after immobilization typically contain dangling hydrophobic polycations but these often have high toxicity to mammalian cells16,17. At present there are few reports of coatings that are broadly antimicrobial to fungi and bacteria (both Gram-negative and Gram-positive) and that are also non-haemolytic and biocompatible18. Also, most reported methods of surface immobilization of polymers are multistep and post-synthesis3,8,19, involve organic solvents20,21 and do not result in permanent coatings. In this work we demonstrate highly antimicrobial surfaces based on in situ ultraviolet immobilization of a protein-/cell-repelling and contact-active hydrogel layer made from quaternized ammonium chitosan-graft-poly(ethylene glycol) methacrylate (qC-g -EM; Fig. 1a). We chose chitosan, an inherently biocompatible and antimicrobial material, for further derivation to add modalities to (1) increase the antibacterial and antifungal activity, (2) achieve excellent biocompatibility and (3) enable easy in situ coating (that is, surface grafting carried out concurrently with hydrogel crosslinking). Accordingly, we have modified chitosan to add (1) a hydrophobic alkyl side chain and cationic charge through quaternization of the amino group, (2) hydrophilic poly(ethylene glycol) with six ethylene glycol repeats (PEG6) and (3) methacrylate functionality (Fig. 1a). Others have shown that quaternized chitosan derivatives are water soluble and more antimicrobial than pristine chitosan22. PEGylation of chitosan derivatives has been shown to decrease cytotoxicity and haemolysis23,24 However, PEGylated quaternized chitosan derivatives have not been reported for use as antimicrobial agents. Also, hydrogels

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การติดเชื้อที่เกิดขึ้นร่วมกับแพทย์ศัลยกรรมและอุปกรณ์เป็นปัญหาสำคัญ และ เมื่อเหล่านี้เกิดขึ้น ผ่าตัดหรืออื่น ๆ ผ่าตัดแทรกแซง ด้วยผู้ดูแลทางการแพทย์ความเสี่ยงและภาวะแทรกซ้อน มักจะเป็น inevitable1 การเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติจำนวนมาก (ตัวอย่างเช่นแรงหรือความโปร่งใส) ของเทียมมี เคลือบ ด้วยสารต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพน่าจะ เป็นวิธีการที่น่าสนใจในการต่อสู้กับ infection1-3 รุ่นก่อนหน้าตามชะสารเคมี/ยาต้านจุลชีพเคลือบมีเพียงระยะสั้นต้านจุลชีพ และทำให้เกิดพิษสะสมหรือจุลชีพ resistance4, 5. การเคลือบใช้งานติดต่อกับจุลชีพแบบตรึงเป็นมักน้อยจะนำไปสู่การพัฒนาความต้านทานจุลชีพ ชั้นเคลือบ disrupts เยื่อหุ้มของจุลินทรีย์กำหนดเป้าหมายกิจกรรมเผาผลาญ ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของ resistance6. มีการใช้ยาต้านจุลชีพโพลิเมอร์เป็น contactactive coatings2 ฎได้เช่นอนุพันธ์ของ polyethylenimine7 โพลี (ไวนิล-N-hexylpyridinum) ได้รับรายงาน 8, polynorbornene9, polymethacrylates10, poly(phenylene ethynylene) 11 และอื่น ๆ ในโซลูชันฟอร์ม การทำลายเชื้อโรคcytoplasmic membrane, and some have impressive selectivity for bacterial over mammalian cells11–13. However, when these polymers are immobilized, their antimicrobial activities may be greatly reduced because their diffusion into cell membranes is impeded14,15 Polymers that retain their antimicrobial activities even after immobilization typically contain dangling hydrophobic polycations but these often have high toxicity to mammalian cells16,17. At present there are few reports of coatings that are broadly antimicrobial to fungi and bacteria (both Gram-negative and Gram-positive) and that are also non-haemolytic and biocompatible18. Also, most reported methods of surface immobilization of polymers are multistep and post-synthesis3,8,19, involve organic solvents20,21 and do not result in permanent coatings. In this work we demonstrate highly antimicrobial surfaces based on in situ ultraviolet immobilization of a protein-/cell-repelling and contact-active hydrogel layer made from quaternized ammonium chitosan-graft-poly(ethylene glycol) methacrylate (qC-g -EM; Fig. 1a). We chose chitosan, an inherently biocompatible and antimicrobial material, for further derivation to add modalities to (1) increase the antibacterial and antifungal activity, (2) achieve excellent biocompatibility and (3) enable easy in situ coating (that is, surface grafting carried out concurrently with hydrogel crosslinking). Accordingly, we have modified chitosan to add (1) a hydrophobic alkyl side chain and cationic charge through quaternization of the amino group, (2) hydrophilic poly(ethylene glycol) with six ethylene glycol repeats (PEG6) and (3) methacrylate functionality (Fig. 1a). Others have shown that quaternized chitosan derivatives are water soluble and more antimicrobial than pristine chitosan22. PEGylation of chitosan derivatives has been shown to decrease cytotoxicity and haemolysis23,24 However, PEGylated quaternized chitosan derivatives have not been reported for use as antimicrobial agents. Also, hydrogels

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การติดเชื้อที่เกิดขึ้นในการเชื่อมโยงกับการปลูกถ่ายทางการแพทย์และอุปกรณ์ที่เป็นปัญหาที่สำคัญและเมื่อเหล่านี้เกิดขึ้น, การผ่าตัดหรือการแทรกแซงการผ่าตัดอื่น ๆ ที่มีความเสี่ยงทางการแพทย์ดูแลและภาวะแทรกซ้อนมักจะ inevitable1 เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติจำนวนมาก (สำหรับความแข็งแรงเชิงกลตัวอย่างหรือโปร่งใส) ของเทียมเคลือบที่มีสารต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพน่าจะเป็นวิธีการที่น่าสนใจที่จะต่อสู้กับ infection1-3 คนรุ่นก่อนหน้าของการเคลือบยาต้านจุลชีพขึ้นอยู่กับยาเสพติด / ชะสารเคมีที่มีผลกระทบเพียงยาต้านจุลชีพในระยะสั้นและก่อให้เกิดความเป็นพิษสะสมและ / หรือจุลินทรีย์
resistance4,5 เคลือบติดต่องานกับสารต้านจุลชีพตรึงโดยทั่วไปโอกาสน้อยที่จะนำไปสู่การพัฒนาของความต้านทานจุลินทรีย์ ระดับของสารเคลือบผิวนี้รบกวนเยื่อจุลินทรีย์ '
ไม่มีการกำหนดเป้าหมายกิจกรรมการเผาผลาญของพวกเขาซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของ resistance6
โพลิเมอร์ .Antimicrobial ได้รับนำไปใช้เป็น contactactive โพลิเมอร์ประจุบวก coatings2 เช่นสัญญาซื้อขายล่วงหน้าของ polyethylenimine7 โพลี (ไวนิล-N-hexylpyridinum) 8 polynorbornene9, polymethacrylates10 โพลี (phenylene ethynylene) 11 และอื่น ๆ ในรูปแบบวิธีการแก้ปัญหาที่ได้รับรายงานจะทำลายเชื้อโรค
เยื่อหุ้มนิวเคลียสและบางส่วนมีการเลือกที่น่าประทับใจสำหรับแบคทีเรียมากกว่า cells11-13 เลี้ยงลูกด้วยนม แต่เมื่อโพลิเมอร์เหล่านี้จะถูกตรึงกิจกรรมต้านจุลชีพของพวกเขาอาจจะลดลงอย่างมากเนื่องจากการแพร่กระจายของพวกเขาในเยื่อหุ้มเซลล์เป็นโพลีเมอ impeded14,15 ที่รักษาด้วยยาต้านจุลชีพกิจกรรมของพวกเขาแม้หลังจากที่มักจะมีการตรึง polycations ชอบน้ำห้อย แต่เหล่านี้มักจะมีความเป็นพิษสูงเพื่อ cells16,17 เลี้ยงลูกด้วยนม . ในปัจจุบันมีรายงานไม่กี่ของการเคลือบที่มียาต้านจุลชีพในวงกว้างเพื่อเชื้อราและแบคทีเรีย (ทั้งแกรมลบและแกรมบวก) และที่ยังไม่ใช่ haemolytic และ biocompatible18 นอกจากนี้วิธีการรายงานส่วนใหญ่ของการตรึงพื้นผิวของโพลิเมอร์มี multistep และหลัง synthesis3,8,19 เกี่ยวข้องกับ solvents20,21 อินทรีย์และไม่ได้ผลในการเคลือบถาวร ในงานนี้เราแสดงให้เห็นถึงพื้นผิวต้านจุลชีพมากขึ้นอยู่ในแหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลตตรึงของโปรตีน / เซลล์ต้านทานและชั้นไฮโดรเจลที่ใช้งานติดต่อทำจากควอเทอแอมโมเนียมไคโตซานสินบน-Poly (เอทิลีนไกลคอล) ทาคริเลต (QC-G -EM; รูป . 1A) เราเลือกไคโตซานเป็นวัสดุโดยเนื้อแท้ทางชีวภาพและยาต้านจุลชีพสำหรับแหล่งที่มาเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มรังสี (1) การเพิ่มขึ้นของการต้านเชื้อแบคทีเรียและกิจกรรมการต้านเชื้อรา (2) ประสบความสำเร็จกันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยมและ (3) ช่วยให้ง่ายในการเคลือบแหล่งกำเนิด (นั่นคือการปลูกถ่ายอวัยวะผิวดำเนินการ ออกมาพร้อมกับการเชื่อมขวางไฮโดรเจล) ไคโตซานดังนั้นเราจึงมีการปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่ม (1) โซ่ด้านอัลคิลไม่ชอบน้ำและค่าใช้จ่ายประจุบวกผ่าน quaternization ของกลุ่มอะมิโน (2) โพลี hydrophilic (เอทิลีนไกลคอล) ที่มีหกซ้ำเอทิลีนไกลคอล (PEG6) และ (3) การทำงานทาคริเลต ( รูป. 1A) คนอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่าอนุพันธ์ไคโตซานควอเทอละลายน้ำและยาต้านจุลชีพมากกว่า chitosan22 ที่เก่าแก่ PEGylation อนุพันธ์ของไคโตซานได้รับการแสดงเพื่อลดความเป็นพิษและ haemolysis23,24 อย่างไรก็ตาม PEGylated ควอเทออนุพันธ์ไคโตซานยังไม่ได้รับรายงานเพื่อใช้เป็นยาต้านจุลชีพ นอกจากนี้ไฮโดรเจล