Development and evaluation of a wound dressing for release of two drugs for the treatment of chronic wounds
Conception et évaluation d'un pansement à libération de deux principes actifs pour le traitement des plaies chroniques
Résumé
Chronic wounds present a risk of infection, delaying the healing process and leading to severe pain. Chronic wounds represent a public health problem that generates high costs. Silver dressings are widely used to treat wounds already infected or with a risk of infection. Nevertheless, the toxic effect of silver toward fibroblasts and keratinocytes generates a perception lack of efficacy and cost effectiveness, and question their effectiveness as well as its safety. The goal of this work was to design a wound dressing releasing two active ingredients: a silver salt to treat the infection and ibuprofen to relieve the pain. The dressing was coated by a layer-by-layer (L-b-L) system to slow down silver diffusion into the wound and at the same time provide a moist environment to the wound. First, a nonwoven polyester textile was functionalized by chitosan or by β-cyclodextrin polymer, both crosslinked with citric acid under curing conditions to form a thermofixed negatively charged layer at the surface textile to then loaded silver onto the textile. Next, a L-b-L system was built on the support by alternating self-deposition of CHT as cationic polyelectrolyte and cyclodextrin polymer as anionic polyelectrolyte. A curing process was applied to stabilize the L-b-L system. L-b-L system showed a linear evolution of the weight gain in relation to number of layers formed. Loaded silver and ibuprofen reached up to 240 μg/cm2 and 200 μg/cm2 respectively. Silver was released up to 3 μg/cm2 after 3 days in PBS under static conditions, and ibuprofen was released up to 6 hours under the same parameters. Biological studies proved the dressing cytocompatibility using human lung normal cell lines (L132). In vitro microbiological evaluation showed greater antibacterial activity of the dressing against S. aureus and E. coli. Finally, a preliminary in vivo study was performed in C3H/HE mice with a wound infected by E. coli. The dressings tested were applied to the wounds and were maintained for 3 days. Only the free silver-dressing (negative control) showed a colonization by E. coli.
Les plaies chroniques présentent un risque d’infection entrainant un retard de la cicatrisation et des douleurs intenses. Ils restent un problème de santé publique car leur prise en charge génère un coût élevé. Les pansements à base d’argent sont largement utilisés pour traiter les plaies déjà infectées ou présentant un risque infectieux. Néanmoins, les effets toxiques de l’argent envers les fibroblastes et les kératinocytes entraînent une perception limitée de l’efficacité remettant en cause leur bénéfice. Dans ce contexte, le projet de thèse a consisté en la conception d’un pansement à libération de deux principes actifs : un sel d’argent pour traiter l’infection et de l’ibuprofène pour soulager la douleur. Le pansement est enrobé par un système multicouches (PEM) afin de ralentir la diffusion de l’argent vers la plaie et au même temps fournir un environnement humide. Dans un premier temps, un textile en polyester a d’abord été fonctionnalisé soit par le chitosan, soit par la β-cyclodextrine tous les deux réticulés par l’acide citrique afin de former des charges négatives en surface du polyester, pour ensuite charger l’argent dans le textile. Puis le système PEM a été construit par la technique de « dip-coating » en utilisant le chitosan comme polyelectrolyte positif et la poly-cyclodextrine comme polyelectrolyte négatif. Après, un traitement thermique a été réalisé pour stabiliser les assemblages. Le système PEM a présenté une évolution linéaire en terme de gain de masse en fonction du nombre de couches déposées. La quantité d’argent et d’ibuprofène chargé sur les supports a été de 240 μg/cm2 et de 200 μg/cm2, respectivement. D’autre part, le profil de libération de l’argent atteint 3 μg/cm2 à 72 heures tandis que la libération de l’ibuprofène est prolongée jusqu’à 6 heures dans le PBS, sous conditions statiques. Les études biologiques ont montré la cytocompatibilité du pansement vers les cellules épithéliales embryonnaires de poumon humain (lignée L132) et une excellente activité antibactérienne contre les souches S. aureus et E. coli. Finalement, une étude préliminaire a été réalisée in vivo chez la souris C3H/HE présentant une plaie infectée par E. coli. Les pansements testés ont été appliqués sur les plaies et maintenus pendant 3 jours. Seul le pansement ne contenant pas d’argent (contrôle négatif) présentait encore une colonisation par E. coli.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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