Antibacterial Surfaces for Biomedical Applications
Doktorsavhandling, 2020
The objective of this thesis was to find new solutions to address the complications associated with bacterial colonization through applying preventive measures by designing antibacterial surfaces for inhibition of early biomaterials associated and wound infection. For this purpose, two types of antibacterial surfaces were designed and evaluated. In the first type, a local drug-delivery system based on mesoporous Titania thin films were developed. These films were to serve as implant coatings where antibiotics are released locally at the implantation site to prevent biofilm formation and subsequent tissue colonization. In the second approach, antibacterial surfaces were developed through covalent immobilization of a cationic antimicrobial peptide (AMP), thus creating surfaces that kill bacteria upon contact.
The overall results in this thesis, which are presented as four papers, suggest that the developed antibacterial surfaces are promising to use in future biomedical applications.
contact killing surfaces
antibiotic delivery
Antibacterial surfaces
Infection
mesoporous titania
Elastin-like polypeptides
antimicrobial peptides
Författare
Saba Atefyekta
Chalmers, Kemi och kemiteknik, Tillämpad kemi
Antimicrobial performance of mesoporous titania thin films: role of pore size, hydrophobicity, and antibiotic release
International journal of nanomedicine,;Vol. 11(2016)p. 977-990
Artikel i vetenskaplig tidskrift
Development of a photon induced drug-delivery implant coating
Materials Science and Engineering C,;Vol. 98(2019)p. 619-627
Artikel i vetenskaplig tidskrift
Antibiofilm elastin-like polypeptide coatings: functionality, stability, and selectivity
Acta Biomaterialia,;Vol. 83(2019)p. 245-256
Artikel i vetenskaplig tidskrift
Antimicrobial Peptide-Functionalized Mesoporous Hydrogels
ACS Biomaterial Science and Engineering,;Vol. 7(2021)p. 1693-1702
Artikel i vetenskaplig tidskrift
En annan infektionsrisk, bl.a. i samband med implantat-operationer är såren som också är mottagliga för bakteriekolonisering. Då immunsystemet är förvagat av det kirurgiska ingreppet är behandlingen av sådana infektioner mestadels bestående av en långvarig systemisk antibiotikabehandling. Problemet är dock att dagens antibiotika har börjat att förlora sin effekt och inte längre biter på infektioner som de gjorde förr. Detta är en följd av det växande problemet med antibiotikaresistens, där vårt felaktiga överanvändade av antibiotika har resulterat i att bakteriella infektioner inte längre kan behandlas. Dessutom kan långvariga antibiotikabehandlingar orsaka negativa biverkningar för patienterna. – En lösning på detta problem är att använda antibakteriella ytbeläggningar på medicinska produkter för att förhindra BAI och sårinfektion.
I denna avhandling har två olika typer av antibakteriella ytbeläggningar utvecklats och testats. Tanken med tillvägagångssätten är att de skall fungera förebyggande, för att minska användningen av antibiotika och/eller införa nya alternativ för att ersätta dem. I det ena tillvägagångssättet utformades ett lokalt läkemedelsleveranssystem där antibiotika administreras direkt från ytan av ett implantat med effektivare verkan som följd. I det andra tillvägagångssättet utvecklades en kontaktdödande yta genom att kemiskt förankra bakteriedödande små proteiner till ytan. Sådana små proteiner, s.k. antimikrobiella peptider (AMP) är naturligt förekommande som en del av vårt immunförsvar och kan mycket effektivt döda bakterier samtidigt som de är ofarliga för våra egna celler. Ytor med AMPar har utformas för att användas som antibakteriella implantatbeläggningar och sårförband.
Förhoppningen är att resultaten i denna avhandlingen bidrar till att forma framtidens medicintekniska produkter och genom minskning av antibiotikaanvändandet kan vara en del i att bekämpa antibiotikaresistens.
Ämneskategorier
Infektionsmedicin
Bioteknisk apparatteknik
Medicinska material och protesteknik
Drivkrafter
Innovation och entreprenörskap
Styrkeområden
Materialvetenskap
ISBN
978-91-7905-228-7
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 4695
Utgivare
Chalmers
PJ-salen, Fysikgården 2B.
Opponent: Professor Henk Busscher , University of Groningen