Ter herinnering: het doel van het DIAMOND-project is om een verbonden verband te ontwikkelen dat de infectietoestand van een wond aan een diabetische voet kan beoordelen en op verzoek lokaal antibiotica kan afgeven.
Het laboratorium UMET (CNRS 8207) van de Universiteit van Lille richt zich op de ontwikkeling van een “fotostimuleerbare actieve hydrogel”, d.w.z. een hydrogel geladen met therapeutische middelen die op verzoek kunnen worden vrijgegeven in de geïnfecteerde wond van een diabetespatiënt via de toepassing van een lichtstimulans (980 nm laser). Om zo’n hydrogel te ontwerpen, synthetiseerden de onderzoekers polydopamine nanodeeltjes, verkregen door polymerisatie van de dopaminemolecule in water, die actieve ingrediënten zoals antibiotica kunnen opslaan en die ook zeer goede fotothermische eigenschappen hebben. Ze hebben ook zeer goede fotothermische eigenschappen, wat betekent dat ze warmte kunnen genereren onder laserbehandeling bij 980 nm, waardoor de opgeslagen actieve ingrediënten vrijkomen. Deze nanodeeltjes zijn geladen met twee antibiotica gericht op Gram (+) en Gram (-) bacteriën om een breed spectrum van bacteriële infecties te behandelen.
Ze worden vervolgens opgenomen in een visco-elastische hydrogel die bestaat uit twee polysacchariden, een kationische zoals chitosan (CHT) en de andere anionische op basis van cyclodextrine (PCD), die van zetmeel afgeleide kooimoleculen zijn die therapeutische middelen kunnen bevatten en geleidelijk kunnen vrijgeven. De hydrogel wordt verkregen door de twee polymeren te mengen volgens een methode die onlangs door het laboratorium is gepatenteerd.1,2 Er worden momenteel tests uitgevoerd om het profiel van langdurige en lokale afgifte van antibiotica onder lichtstimuli uit deze hydrogels te beoordelen.
Om de antibacteriële doeltreffendheid van verbanden tegen infecties beter te kunnen beoordelen zonder levende dieren te gebruiken, werkt U1008 (ADDS, Advanced Drug Delivery System) van de Universiteit van Lille aan een model van geïnfecteerde varkenshuid, Dit model is ontworpen om de antibacteriële werkzaamheid te beoordelen van verbanden die zijn ontwikkeld door de andere partners in het DIAMOND-project (UMET, UMons, UGent, Materia Nova, Centexbel, Multitel en Eurasanté) tegen veelvoorkomende bacteriën zoals Staphylococcus aureus en Pseudomonas aeruginosa. Dit model heeft ook een belangrijk ethisch doel: het beperken van experimenten op levende dieren door een eenvoudiger systeem te gebruiken dat dicht bij de werkelijkheid staat.
Hoe maak je een nep geïnfecteerde wond?
De onderzoekers recupereerden varkenshuid aan het einde van een klinisch protocol. Ze probeerden drie methoden uit: branden, handmatig snijden met medisch gereedschap en een Dremel® rotatiegereedschap. De laatste methode werd gekozen omdat deze nauwkeurige, regelmatige wonden produceerde.
De huid werd vervolgens in kleine stukjes gesneden, gedesinfecteerd met alcohol en in doosjes geplaatst met een voedende gel met een antibioticum om besmetting van buitenaf te voorkomen.3-4 De onderzoekers voegden vervolgens bacteriën (Staphylococcus aureus) toe aan de wonden en lieten ze incuberen bij 37°C. De bacteriën groeiden goed, maar schimmels groeiden niet.
De bacteriën groeiden goed, maar er verschenen ook schimmels, ongetwijfeld door microben die van nature op de huid aanwezig zijn. De onderzoekers zijn daarom van plan om de desinfectie te verbeteren, bijvoorbeeld door te spoelen met ultrasoon geluid of door een antischimmelmiddel toe te voegen.
Dit model van geïnfecteerde huid in het laboratorium is een veelbelovende oplossing om de effectiviteit van de innovatieve verbanden van het DIAMOND-project te testen onder omstandigheden die de werkelijkheid benaderen. Het maakt ook de weg vrij voor nieuwe samenwerkingen, zowel in Frankrijk als daarbuiten, met andere onderzoekers die werken aan huidinfecties en bijbehorende behandelingen.
Referenties
1. Chijcheapaza-Flores, H.; Tabary, N.; Chai, F.; Maton, M.; Staelens, J.-N.; Cazaux, F.; Neut, C.; Martel, B.; Blanchemain, N.; Garcia-Fernandez, M. J. Injectable Chitosan-Based Hydrogels for Trans-Cinnamaldehyde Delivery in the Treatment of Diabetic Foot Ulcer Infections. Gels 2023, 9 (3), 262. ;
Blanchemain N, Martel B, Flores C, Cazaux F, Chai F, Tabary N, Lopez M, Procédé de fabrication d’hydrogel à base de chitosan et de polyélectrolytes chargés négativement et matériau poreux alvéolaire issu dudit hydrogel, brevet FR3038318 (2017), WO2017001808 (2017), CA2991000 (2017), CN107949598 (2018), JP2018519120 (2018), EP3317326 (2018), ES2854712 (2021), US11168183B2 (2021)
Andersson, M. Å.; Madsen, L. B.; Schmidtchen, A.; Puthia, M. Development of an Experimental Ex Vivo Wound Model to Evaluate Antimicrobial Efficacy of Topical Formulations. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22 (9), 5045.
Andrianopoulou, A.; Sokolowski, K.; Wenzler, E.; Bulman, Z. P.; Gemeinhart, R. A. Assessment of Antibiotic Release and Antibacterial Efficacy from Pendant Glutathione Hydrogels Using Ex Vivo Porcine Skin. J. Control. Release 2024, 365, 936-949.
