Photodynamically Active Electrospun Fibers for Antibiotic-Free Infection Control
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Notice bibliographique
Résumé
Antimicrobial biomaterials are critical to aid in the regeneration of oral soft tissue and prevent or treat localized bacterial infections. With the rising trend in antibiotic resistance, there is a pressing clinical need for new antimicrobial chemistries and biomaterial design approaches enabling on-demand activation of antibiotic-free antimicrobial functionality following an infection that are environment-friendly, flexible and commercially viable. This study explores the feasibility of integrating a bioresorbable electrospun polymer scaffold with localized antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) capability. To enable aPDT, we encapsulated a photosensitizer (PS) in polyester fibers in the PS inert state, so that the antibacterial function would be activated on-demand via a visible light source. Fibrous scaffolds were successfully electrospun from FDA-approved polyesters, either poly(ε-caprolactone (PCL) or poly[(rac-lactide)-co-glycolide] (PLGA), with encapsulated PS (either methylene blue (MB) or erythrosin B (ER)). These were prepared and characterized with regards to their loading efficiency (UV–vis spectroscopy), microarchitecture (SEM, porometry, and BET (Brunauer–Emmett–Teller) analysis), tensile properties, hydrolytic behavior (contact angle, dye release capability, degradability), and aPDT effect. The electrospun fibers achieved an ∼100 wt % loading efficiency of PS, which significantly increased their tensile modulus and reduced their average fiber diameter and pore size with respect to PS-free controls. In vitro, PS release varied between a burst release profile to limited release within 100 h, depending on the selected scaffold formulation, while PLGA scaffolds displayed significant macroscopic shrinkage and fiber merging, following incubation in phosphate buffered saline solution. Exposure of PS-encapsulated PCL fibers to visible light successfully led to at least a 1 log reduction in Escherichia coli viability after 60 min of light exposure, whereas PS-free electrospun controls did not inactive microbes. This study successfully demonstrates the significant potential of PS-encapsulated electrospun fibers as photodynamically active biomaterial for antibiotic-free infection control.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle