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エンテロバクターA47が分泌する細菌性フコース多糖類をベースとした銀ナノコンポジットの創傷被覆用途への応用。合成、特性評価およびin vitro生物活性
Silver nanocomposites based on the bacterial fucose-rich polysaccharide secreted by Enterobacter A47 for wound dressing applications: Synthesis, characterization and in vitro bioactivity.
PMID: 32653376 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.072.
抄録
本研究では、Enterobacter A47 細菌が分泌する高分子量フコース含有多糖類（FucoPol）とその銀ナノコンポジットの創傷被覆用途への生理活性物質としての可能性を実証した。銀ナノ粒子（AgNP）の合成には、緑色でシンプルな光アシスト法を用い、安定化剤および還元剤としてフコポールを使用した。合成されたナノ粒子は球状であり、主要な母集団は、パーセンタイル50と90の間でそれぞれ13から30nmの範囲の粒子サイズを有していた。フコポールは、機能性材料と同様に、ヒト皮膚ケラチノサイトやマウス線維芽細胞に対する細胞毒性がないことに加え、in vitroでのケラチノサイトの遊走を促進することがわかった。これらの観察結果は、FucoPolおよびFucoPol/AgNPバイオコンポジットの安全性だけでなく、創傷治癒能力も示しています。さらに、このバイオコンポジットは、既知の皮膚常在菌の代表的な2つの菌株である黄色ブドウ球菌ATCC 6538および肺炎球菌CECT 8453に対して強い抗菌活性を有していた。これらの知見は、創傷治癒剤の開発にフコポールの可能性があることを初めて示しています。さらに、FucoPol/AgNP バイオコンポジットは、抗菌性創傷治癒剤を含む抗菌性バイオマテリアルへの応用が期待され、生物活性バイオポリマーとしての FucoPol の確立をさらに強固なものにします。
This study demonstrates the potential of a high molecular weight fucose-containing polysaccharide secreted by the bacterium Enterobacter A47, named FucoPol, and its silver nanocomposite as potential bioactive materials for wound dressings applications. A green, simple, light-assisted method was used for the synthesis of silver nanoparticles (AgNP) using FucoPol, as stabilizing and reducing agent. The synthesized nanoparticles were spherical, and the main population had a particle size in number ranging between 13 and 30 nm for percentiles 50 and 90, respectively. FucoPol, as well as the functionalized material, besides having no cytotoxicity towards human skin keratinocytes and mouse fibroblasts, also promoted in vitro keratinocytes migration. These observations not only show the safety of FucoPol and FucoPol/AgNP biocomposite, but also their wound healing ability. Moreover, the biocomposite had a strong antimicrobial activity against Staphylococcus aureus ATCC 6538 and Klebsiella pneumoniae CECT 8453, two representative strains of known skin commensal pathogens. These findings demonstrate for the first time the potential of FucoPol for the development of wound healing formulations. Additionally, the FucoPol/AgNP biocomposite might find use in antimicrobial biomaterials, including antibacterial wound healing formulations, which further strengthens the establishment of FucoPol as a bioactive biopolymer.
Copyright © 2020. Published by Elsevier B.V.