ゼラチン／ポリアクリルアミドをベースとした創傷治癒用抗菌・自己治癒ハイドロゲルフィルム

Gelatin/Polyacrylamide-Based Antimicrobial and Self-Healing Hydrogel Film for Wound Healing Application.

抄録

本研究では、フリーラジカル反応機構を用いて、ゼラチン、ポリアクリルアミド、ホウ酸からなる自己修復性、接着性、高吸水性フィルム（GelAA）の合成に成功した。最適化されたフィルムは、2865±42%の顕著な吸水性を示し、また優れた自己修復性を示した。このGelAAフィルムにさらに銀ナノクラスター（AgNC）とウルソデオキシコール酸（UDC）を担持し（担持効率＝10％）、UDC/Ag/GelAAフィルムを開発した。UDC/Ag/GelAAフィルムへのAgNCの担持は、グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方に対して99.99±0.01%の抗菌活性を示し、細菌感染に対して非常に有効であることを示した。さらに、UDC/Ag/GelAAフィルムは77.19±0.52%の空孔率を有し、30時間で90%のUDC放出を示し、細胞増殖の改善に役立つ。我々の研究により、ハイドロゲルフィルムを合成するための簡単かつ非常に効果的なプロセスが提供され、これは抗生物質を使用せずに創傷治癒に応用するための興味深い選択肢となる。

In this study, a self-healing, adhesive, and superabsorbent film made of gelatin, poly(acrylamide), and boric acid (GelAA) was successfully synthesized using a free radical reaction mechanism. The optimized film showed a remarkable 2865 ± 42% water absorptivity and also exhibited excellent self-healing behavior. The GelAA films were further loaded with silver nanoclusters (AgNCs) and ursodeoxycholic acid (UDC) (loading efficiency = 10%) to develop UDC/Ag/GelAA films. The loading of AgNCs in UDC/Ag/GelAA films helped in exhibiting 99.99 ± 0.01% antibacterial activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria, making them very effective against bacterial infections. Additionally, UDC/Ag/GelAA films had 77.19 ± 0.52% porosity and showed 90% of UDC release in 30 h, which helps in improving the cell proliferation. Our research provides an easy but highly effective process for synthesizing a hydrogel film, which is an intriguing choice for wound healing applications without the use of antibiotics.