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創傷治癒のための自己治癒力と抗菌性を有する二重架橋ヒアルロン酸/ε-ポリリジンヒドロゲルを用いたムール貝由来の二重架橋ヒアルロン酸/ε-ポリリジンヒドロゲル
Mussel-Inspired Dual-Cross-linking Hyaluronic Acid/ε-Polylysine Hydrogel with Self-Healing and Antibacterial Properties for Wound Healing.
PMID: 32478498 DOI: 10.1021/acsami.0c00782.
抄録
医師は長い間、複雑な感染症を治療するための大きな進歩となる、本質的な抗菌性の創傷被覆を求めてきた。ここでは、変性ヒアルロン酸（HA）とε-ポリリジン（EPL）を混合して調製した、抗菌性を有する新規な生体接着性ヒドロゲルを報告する。このハイドロゲルは、表面の高い正電荷密度により、グラム(+)および(-)細菌を効果的に死滅させることができます。ゾル-ゲル転移は、ワサビペルオキシダーゼ酵素による架橋とシッフ塩基反応を介して数秒以内に起こり、このヒドロゲルはまた、5分以内に破壊から迅速に完全に回復することができます。感染したラットの創傷モデルを用いた組織学的研究では、ハイドロゲルが創傷表面の細菌を効果的に死滅させ、創傷治癒を促進することが示されました。組織学的解析の結果、ハイドロゲルドレッシングを施したラットの新生皮膚の厚さ、新生微小血管、肉芽組織、コラーゲンの密度は、市販のフィブリン接着剤を用いた場合に比べて2倍も高いことが示された。これらの結果は、HA/EPLハイドロゲルが将来の臨床応用のための抗菌性創傷被覆材として大きな可能性を秘めていることを示している。
Physicians have long been calling for an inherent antimicrobial wound dressing, which will be a great progress for treating complicated infections. Here, we report a novel bioadhesive hydrogel with inherent antibacterial properties prepared by mixing modified hyaluronic acid (HA) and ε-polylysine (EPL). This hydrogel can effectively kill Gram (+) and (-) bacteria for its high positive charge density on the surface. The sol-gel transition occurs within seconds via horseradish peroxidase enzymatic cross-linking and Schiff base reaction, which also allows the hydrogel to recover completely from destruction quickly within 5 min. In an infected rat wound model, histological studies indicated that the hydrogels effectively killed bacteria on the surface of wounds and accelerated wound healing. Histological analysis indicated that the thickness of the newborn skin, the density of the newborn microvascular, granulation tissue, and the collagen of rats treated with hydrogel dressings were twice as high as those treated by commercial fibrin glue. These results indicate that the HA/EPL hydrogel has great potential as an antibacterial wound dressing for future clinical applications.