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) 2:

การติดเชื้อที่เกิดขึ้นในการเชื่อมโยงกับการปลูกถ่ายทางการแพทย์และ
อุปกรณ์ที่เป็นปัญหาที่สำคัญและเมื่อเหล่านี้เกิดขึ้น,
การผ่าตัดหรือการแทรกแซงการผ่าตัดอื่น ๆ ที่มีผู้เข้าร่วมประชุม
มีความเสี่ยงด้านการแพทย์และภาวะแทรกซ้อนมักจะ
inevitable1 เพื่อลด
การเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติจำนวนมาก (สำหรับความแข็งแรงเชิงกลตัวอย่าง
หรือโปร่งใส) ของเทียมเคลือบด้วยยาต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพ
ตัวแทนน่าจะเป็นวิธีการที่น่าสนใจที่จะต่อสู้กับ
infection1-3 คนรุ่นก่อนหน้าของการเคลือบยาต้านจุลชีพตาม
ยาเสพติด / ชะสารเคมีที่มีผลกระทบเพียงยาต้านจุลชีพในระยะสั้น
และก่อให้เกิดความเป็นพิษสะสมและ / หรือจุลินทรีย์ resistance4,5
.
เคลือบติดต่องานกับสารต้านจุลชีพตรึง
โดยทั่วไปโอกาสน้อยที่จะนำไปสู่การพัฒนาของ จุลินทรีย์
ต้านทาน ระดับของสารเคลือบผิวนี้รบกวนเยื่อจุลินทรีย์ '
ไม่มีการกำหนดเป้าหมายกิจกรรมการเผาผลาญของพวกเขาซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับ
การเกิดขึ้นของ resistance6
.
โพลีเมอยาต้านจุลชีพที่ได้รับนำไปใช้เป็น contactactive coatings2 โพลิเมอร์ประจุบวกเช่นสัญญาซื้อขายล่วงหน้าของpolyethylenimine7 โพลี (ไวนิล-N-hexylpyridinum) 8 , polynorbornene9 , polymethacrylates10 โพลี (phenylene ethynylene) 11 และอื่น ๆ ในรูปแบบวิธีการแก้ปัญหาที่ได้รับรายงานจะทำลายเชื้อโรคเยื่อหุ้มนิวเคลียสและบางส่วนมีที่น่าประทับใจ หัวกะทิสำหรับแบคทีเรียมากกว่า cells11-13 เลี้ยงลูกด้วยนม แต่เมื่อโพลิเมอร์เหล่านี้จะถูกตรึงกิจกรรมต้านจุลชีพของพวกเขาอาจจะมากลดลงเนื่องจากการแพร่กระจายของพวกเขาในเยื่อหุ้มเซลล์เป็น impeded14,15 . โพลีเมอที่รักษาด้วยยาต้านจุลชีพกิจกรรมของพวกเขาแม้หลังจากการตรึงมักจะมีห้อย polycations ชอบน้ำแต่เหล่านี้มักจะมีความเป็นพิษสูงเพื่อ cells16 เลี้ยงลูกด้วยนม 17 ในปัจจุบันมีรายงานไม่กี่ของการเคลือบที่มียาต้านจุลชีพในวงกว้างเพื่อเชื้อราและแบคทีเรีย (ทั้งแกรมลบและแกรมบวก) และที่ยังไม่ใช่ haemolytic และ biocompatible18 นอกจากนี้ส่วนใหญ่วิธีการรายงานการตรึงพื้นผิวของโพลิเมอร์มีmultistep และหลัง synthesis3,8,19 เกี่ยวข้องกับ solvents20,21 อินทรีย์และไม่ได้ผลในการเคลือบถาวร. ในงานนี้เราแสดงให้เห็นถึงพื้นผิวต้านจุลชีพมากขึ้นอยู่ในการตรึงแหล่งกำเนิดของรังสีอัลตราไวโอเลต โปรตีน / เซลล์ต้านทานและชั้นไฮโดรเจลที่ใช้งานติดต่อทำจากแอมโมเนียมควอเทอไคโตซานสินบน-Poly (เอทิลีนไกลคอล) ทาคริเลต (QC-G -EM; . รูป 1a) เราเลือกไคโตซานเป็นเนื้อแท้ทางชีวภาพและวัสดุยาต้านจุลชีพสำหรับแหล่งที่มาเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มรังสีเพื่อ(1) การเพิ่มขึ้นของการต้านเชื้อแบคทีเรียและกิจกรรมการต้านเชื้อรา (2) ประสบความสำเร็จกันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยมและ (3) ช่วยให้ง่ายในการเคลือบแหล่งกำเนิด(นั่นคือการปลูกถ่ายอวัยวะผิวดำเนินการ ออกมาพร้อมกับไฮโดรเจลเชื่อมขวาง) ไคโตซานดังนั้นเราจึงมีการปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่ม(1) โซ่ด้านอัลคิลไม่ชอบน้ำและค่าใช้จ่ายประจุบวกผ่านquaternization ของกลุ่มอะมิโน (2) โพลี hydrophilic (เอทิลีนไกลคอล) ที่มีหกซ้ำเอทิลีนไกลคอล (PEG6) และ (3) ทาคริเลตฟังก์ชั่น ( รูป. 1A) คนอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่าควอเทออนุพันธ์ไคโตซานละลายน้ำและยาต้านจุลชีพมากขึ้นกว่า chitosan22 ที่เก่าแก่ PEGylation อนุพันธ์ของไคโตซานได้รับการแสดงเพื่อลดความเป็นพิษและ haemolysis23,24 . อย่างไรก็ตาม PEGylated ควอเทออนุพันธ์ไคโตซานยังไม่ได้รับการรายงานเพื่อใช้เป็นยาต้านจุลชีพ นอกจากนี้ไฮโดรเจล