In vitro antibakteriālās aktivitātes pētījumi hidrogēliem uz dabīgo biopolimeru bāzes audu inženierijai

Abstract

Darba mērķis bija raksturot in vitro antibakteriālo aktivitāti hidrogēliem, kuru sastāvā ir dabiskas izcelsmes biopolimēri – hialuronskābe (HS), ε-polilizīns (ε-PL), N-karboksimetilhitozāns (CMC) un antibiotikas saturošu hidrogēlu antibakteriālās sinerģijas novērtējumu. ε-PL, CMC, antibiotikām (vankomicīns, gentamicīns) tika veikti MIC, MBC, FIC un antibioplēves testi, savukārt hidrogēliem tika veikts antibakteriālās aktivitātes novērtējums ar buljona atšķaidīšanas metodi (tiešo kontakta testu). Rezultāti parādīja, ka ε-PL piemīt izteikta antibakterialā aktivitāte, savukārt CMC neuzrādīja antibakteriālu iedarbību uz Gram-pozitīvu un Gram-negatīvu baktēriju celmiem.. Antibiotiku iekļaušana izstrādātajos hidrogēlos uzrādīja sinerģisku efektu, būtiski paaugstinot baktericīdo efektivitāti, pret S. aureus. Iegūtie rezultati liecina par šo biomateriālu potenciālu izmantošanu kā antibakteriālu aģentu piegādes platformām lokālai audu infekciju kontrolei.

The aim of the study was to characterize the in vitro antibacterial activity of hydrogels composed of natural-origin biopolymers – hyaluronic acid (HA), ε-poly-L-lysine (ε-PL), N-carboxymethyl chitosan (CMC) – and to evaluate the antibacterial synergy of antibiotic-loaded hydrogels. MIC, MBC, FIC, and antibiofilm assays were performed for ε-PL, CMC, and antibiotics (vancomycin, gentamicin), while the antibacterial activity of the hydrogels was assessed using a direct contact test. The results demonstrated that ε-PL exhibited strong antibacterial activity, whereas CMC showed no inhibitory effect against either Gram-positive or Gram-negative bacterial strains. Incorporation of antibiotics into the developed hydrogels produced a synergistic effect, significantly enhancing bactericidal efficacy against S. aureus. These findings indicate the potential of these biomaterials as delivery platforms for antibacterial agents in the local control of tissue infections.