Le medicazioni a base vegetale rilasciano antibiotici nelle ferite. / Plant-based dressing delivers antibiotics to wounds

Le medicazioni a base vegetale rilasciano antibiotici nelle ferite. / Plant-based dressing delivers antibiotics to wounds

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Secondo quanto riportato dai ricercatori dell'Università di Bath, una nuova medicazione per ferite realizzata con materiali di origine vegetale è in grado di rilasciare antibiotici direttamente sulle lesioni durante le prime fasi critiche dell'infezione.

Questo studio è il primo ad applicare questa famiglia di polimeri sostenibili a base di furano alle medicazioni per ferite con proprietà anti-infezione. Il lavoro è descritto in dettaglio nella rivista  Bioactive Materials.

Le infezioni delle ferite, che si stima costino al Servizio Sanitario Nazionale (NHS) miliardi di sterline ogni anno, si verificano quando i batteri penetrano in una ferita e formano un biofilm che rallenta la guarigione e rende le infezioni molto più difficili da trattare.

Ora, il gruppo del Dipartimento di Ingegneria Chimica  e del  Dipartimento di Chimica ha creato una nuova medicazione a doppia faccia realizzata con polimeri sostenibili: un lato rilascia rapidamente antibiotici nella ferita, mentre l'altro funge da barriera per mantenere un ambiente protetto e favorevole alla guarigione. Secondo i ricercatori, l'antibiotico raggiunge concentrazioni efficaci entro quattro ore, riducendo la formazione di biofilm di oltre il 90%.

A differenza di molte medicazioni avanzate che si basano su plastiche derivate dal petrolio o su ulteriori trattamenti chimici, la nuova medicazione è composta da due strati di origine vegetale con proprietà diverse. Due tipi di polimero di origine vegetale vengono filati in una sottile rete di fibre microscopiche. Sul lato a contatto con la ferita è incorporato l'antibiotico comunemente utilizzato tetraciclina. Il lato esterno della medicazione respinge l'acqua per moderare la perdita di umidità e favorire la guarigione.

In una dichiarazione, l'autore principale, il dottor Xiang Ding,  ha affermato: "I due materiali che abbiamo utilizzato sono chimicamente molto simili; differiscono solo per due atomi di carbonio, ma filandoli in fibre ultrafini, possiamo amplificare queste minuscole differenze molecolari ottenendo comportamenti drasticamente diversi.

"Questo ci ha permesso di creare una medicazione intelligente a doppia faccia senza alcuna modifica chimica aggiuntiva, che convoglia l'antibiotico verso la ferita, contribuendo al contempo a prevenire la dispersione del farmaco lontano dalla zona lesa e fornendo una barriera protettiva per la ferita."

Il gruppo multidisciplinare di Bath, insieme a collaboratori delle Università di Bristol e Newcastle, ha testato la medicazione contro Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, due batteri comuni responsabili delle infezioni delle ferite. 

I risultati dei test di laboratorio condotti su modelli di ferite hanno mostrato una significativa riduzione della crescita batterica e della formazione di biofilm dopo l'applicazione della medicazione. Il materiale è inoltre compatibile con le cellule della pelle umana e non ha mostrato segni di tossicità nei test di laboratorio.

Il gruppo ha aggiunto che saranno necessari ulteriori sviluppi e test prima di un eventuale utilizzo clinico.

ENGLISH

A new wound dressing made from plant-based materials can deliver antibiotics directly to injuries during critical early stages of infection, researchers from Bath University report.

The study is the first to apply this family of sustainable furan-based polymers to infection-fighting wound dressings. The work is detailed in Bioactive Materials.

Wound infections, which are estimated to cost the NHS billions every year, occur when bacteria enter a wound and form a biofilm that slows healing and makes infections much harder to treat.

Now, the team from the Department of Chemical Engineering and the Department of Chemistry has created a novel, two-sided dressing from sustainable polymers, with one side rapidly releasing antibiotics into the wound while the other acts as a barrier to maintain the protected healing environment.  According to the researchers, the antibiotic reaches effective concentrations within four hours, reducing biofilm formation by over 90 per cent.

Unlike many advanced wound dressings that rely on petroleum-based plastics or additional chemical treatments, the new dressing is made from two plant-based layers which have different properties. Two types of plant-based polymer are spun into a thin mesh of microscopic fibres. On the wound-facing side, the commonly used antibiotic tetracycline is incorporated. The outer side of the dressing repels water to moderate moisture loss and promote healing.

In a statement, lead author Dr Xiang Ding said: “The two materials we used are very similar chemically; they differ by only two carbon atoms, but by spinning them into ultra-fine fibres, we can amplify these tiny molecular differences into dramatically different behaviours.

“This allowed us to create a smart, two-sided dressing without any additional chemical modification, simultaneously guiding the antibiotic towards the wound while helping to prevent unnecessary loss of the drug away from the injury site and providing a barrier to protect the wound."

The multidisciplinary team from Bath, together with collaborators from the Universities of Bristol and Newcastle, tested the dressing against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, which are two common wound-infecting bacteria. 

Results from lab tests using model wounds showed a significant reduction in bacterial growth and biofilm formation after dressing application. The material is also compatible with human skin cells, showing no signs of toxicity in laboratory testing.

The team added that further development and testing will be needed before any clinical use.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/plant-based-wound-dressing-fights-infection?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-150726%20-%20Wednesday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fnews%2Fplant-based-wound-dressing-fights-infection&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer