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Title: Cellulose-based hydrogels towards an antibacterial wound dressing
Authors: Carrasco Montesdeoca, Caterine Yesenia
Guamba Cajas, Esteban Leonardo
Keywords: Celulosa
Hidrogeles
Bio-compatibilidad
Antibacterial
Polímeros
Cellulose
Hydrogels
Biocompatibility
Antibacterial
Polymers
Issue Date: Aug-2022
Publisher: Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay
Abstract: La cicatrización de heridas es uno de los temas más recientemente estudiados en biomedicina, especialmente debido al riesgo de infecciones cutáneas y formación de cicatrices. Hay diferentes apósitos para heridas disponibles en el mercado, pero la mayoría son secos, lo cual no ayuda a evitar la formación de cicatrices, y otros no son antibacterianos. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar biomateriales nuevos y mejores que puedan ayudar a evitar infecciones, así como mejorar la reparación del tejido cutáneo dañado. Por otro lado, la celulosa es el polímero natural más abundante y la producción de hidrogeles a base de celulosa en el campo biomédico está aumentando debido a sus ventajosas propiedades y biocompatibilidad. Además, se ha reportado que las propiedades de la celulosa dependen de la fuente de su extracción, como pueden ser, hojas, troncos o cáscaras de frutos. Algunos de ellos muestran importantes propiedades antibacterianas y cicatrizantes, que son muy importantes para la reparación de tejidos. Por ello, el en esta investigación se desarrollaron hidrogeles a base de celulosa para el tratamiento de heridas. Para ello, se procesaron diferentes fuentes de celulosa para formar hidrogeles. Para conocer su estructura y composición se realizaron diferentes técnicas de caracterización como la difracción de rayos X (XRD) y la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) así como la biodegradación. Para las pruebas antibacterianas se realizaron experimentos in vitro y ex vivo para evaluar la eficacia de los hidrogeles sintetizados frente a dos cepas de bacterias Gram negativas. Finalmente, se desarrollaron prototipos de apósitos para heridas con los hidrogeles que presentaron las mejores propiedades antibacteriales.
Description: Wound healing is one of the most recently studied topics in biomedicine, mainly due to the risk of skin infections and scar formation. Different wound dressings are available on the market, but most of them are dry, which does not help avoid scars formation, and others are not antibacterial. Therefore, there is a need for new and better biomaterials that can help prevent infections and repair damaged skin tissue. Cellulose is the most abundant natural polymer, and the production of cellulose-based hydrogels in the biomedical field is increasing due to its convenient properties and biocompatibility. In addition, further research reported that cellulose properties depend on the extraction source, such as leaves or fruit shells. Some show significant antibacterial and healing properties essential for tissue repair. Then, in this research, we developed cellulose-based hydrogels for the treatment of wounds. For this purpose, different sources of cellulose from Ecuadorian plants were selected. Characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) was carried out to know their structure and composition. For the antibacterial tests, in-vitro and ex-vivo experiments were performed to evaluate the efficacy of the synthesized hydrogels against two Gram-negative bacteria strains. Hydrogels from cellulose samples F53 and F12 showed the best bacteria inhibition activity, and F53 presents the bigger liquid absorption capacity. Finally, prototypes of wound dressings were developed with the hydrogels that exhibited the best antibacterial properties.
URI: http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/552
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