Antibacterial Properties of Functionalized Silk Fibroin and Sericin Membranes for Wound Healing Applications in Oral and Maxillofacial Surgery

Abstract

Die Wundheilungsforschung beschäftigt sich seit Jahrzehnten mit der Herstellung innovativer Wundauflagen. Gerade bei orofazialen Wunden ist der Bedarf nach einer antibakteriellen Wundauflage groß. In dieser Studie wurden innovative antibakterielle Membranen auf Seidenproteinbasis für den Einsatz in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie evaluiert. Gegossene Membranen und elektrogesponnene Vliese funktionalisiert mit Silberionen oder Gentamicin wurden auf Biokompatibilität und antibakterielle Wirksamkeit gegen typische Erreger der Mundflora untersucht. Die Oberflächenstruktur der Proben wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie sichtbar gemacht. Die Biokompatibilität wurde anhand Zellproliferationstests, Zytotoxizitätstests und Lebend-Tot-Färbung an L929-Mausfibroblasten bewertet und die antibakterielle Testung erfolgte mittels Agardiffusionstest, Analyse der „Colony Forming Unit“ (CFU) und des qrt-PCR. Die Ergebnisse zeigten ein signifikant geringeres Koloniewachstum und eine geringere Bakterien-DNA-Zahl für Silbermembranen mit einer Verringerung der Bakterienzahl um 3 log Stufen (99,9 %) im CFU- und qrt-PCR-Assay im Vergleich zu unbehandelten Kontrollmembranen und mit Gentamicin funktionalisierten Membranen/Vliesen (p < 0,001). Die zweitbeste antibakterielle Wirksamkeit sowohl im CFU- als auch im qrt-PCR-Assay wiesen Gentamicinvliese auf. Zusammenfassend betrachtet, zeigten Silbermembranen eine um 1 log Stufe bessere antibakterielle Aktivität, während Gentamicinvliese eine bessere Zytokompatibilität an L929-Zellen erbrachten. Die Daten zeigen, dass die getesteten Membranen antibakteriell sind und sich für den Einsatz in der antibakteriellen orofazialen Wundheilung eignen. Zukünftig gilt es, in vivo Versuche im Zuge eines „proof of principle“-Konzepts anzustreben.