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Verbesserung der antimikrobiellen Aktivität von Chlorhexidin durch Liposomen mit Chitosan

Chronische Wunden betreffen 1-2 % der Bevölkerung. In der vorgestellten Studie wurden Chitosan-ummantelte und Chitosan-enthaltende Liposomen hergestellt um den antibakteriellen Effekt des Wirkstoffes Chlorhexidin zu verstärken.

Tags: chitosan, antibakteriell, Wirkstofftransport, Liposomen

EIN AUF CHITOSAN BASIERTES VERABREICHUNGSSYSTEM VERSTÄRKT DIE ANTIMIKROBIELLE AKTIVITÄT VON CHLORHEXIDIN

Hemmingsen LM, Panchai P, Julin K, Basnet P, Nystad M, Johannessen M, Škalko-Basnet N. Chitosan-based delivery system enhances antimicrobial activity of chlorhexidine. Front Microbiol. 2022 Sep 29;13:1023083. doi: 10.3389/fmicb.2022.1023083. PMID: 36246245; PMCID: PMC9557914.

Chronische Wunden stellen eine Belastung für das Gesundheitssystem dar. Im Jahr 2018 sind grob geschätzt 1-2 % der Bevölkerung davon betroffen. Dabei sind es vor allem mikrobielle Infektionen und Entzündungen die eine Wundheilung verhindern. Dazu kommt, dass die Zahl der mikrobiellen Resistenzen wächst und dort besonders die Biofilmbildung eine große Gefahr darstellt. Daher werden dringend Innovationen benötigt um die Situation zu verbessern.

Dabei gelten Chitosan und Liposomen als besonders vielversprechend. Chitosan besitzt antibakterielle, entzündungshemmende Eigenschaften und ist anti-oxidativ sowie hämostatisch. Lipid-basierte Wirkstofftransporter wie Liposomen sind in der Lage mit der Haut zu interagieren und die Wirkstofffreisetzung zu verzögern. Dadurch sind höhere Wirkstoffkonzentrationen an der Wunde möglich. In dieser Studie wurde das Potential von Chitosan-ummantelten und Chitosan-enthaltenen Liposomen untersucht. Dafür wurde Chitosan mit Chlorhexidin, einem antibakteriellen Wirkstoff, gekoppelt um einen synergistischen Effekt zu erzielen. Ausgewählt wurde hierfür ein Chitosan mit einem geringen Molekulargewicht (50-1000 kDa, DDA ˃ 70 %). Die hergestellten Liposomen mit Chitosan wurden charakterisiert und auf die in vitro Chlorhexidin Freisetzung, die Zytotoxizität und die antimikrobiellen Eigenschaften untersucht. Neben der Zugabe von Chlorhexidin zu Chitosan-ummantelten und Chitosan-enthaltenen Vesikeln wurde Chlorhexidin auch zu Chitosan-freien Vesikeln gegeben.

ERGEBNISSE

  • Erfolgreiche Synthese der Vesikel mit einer Größe von 250 und 350 nm und einem PI kleiner als 0,4
  • Langzeitstabilität der Vesikel von bis zu 4 Wochen für PI, Größe, Zeta-Potential und pH
  • Verlängerung der in vitro Freisetzung von Chlorhexidin in den Chitosan-haltigen Vesikeln
  • Keine Beobachtung von Zytotoxizität gegenüber HaCaT und NHDF-neo Zellen unabhängig von der Vesikelart
  • Entzündungsreaktionen in murinen Makrophagen, die mit Vesikeln behandelt wurden, waren im Vergleich zu unbehandelten Zellen um etwa 60 % reduziert
  • Dosisabhängiger, entzündungsinhibierender Effekt bei Chitosan und Chitosan-Chlorhexidin Liposomen
  • bei Chitosan in den Vesikeln wurde die bakterielle Überlebensrate drastisch auf 5,3 bzw. 4,7 % für die chitosanhaltigen und Chitosan-beschichteten Liposomen reduziert
  • Vesikel mit Chitosan und Chlorhexidin in Kombination zeigten die stärksten Effekte gegen S. aureus

Zusammenfassung: In der präsentierten Studie wurde gezeigt, dass lipidbasierte Vesikel, wie Liposomen, mit Chitosan vielversprechende Transporter für antibakterielle Stoffe wie Chlorhexidin sein können. Durch das Chitosan zeigten diese Vesikel eine verbesserte antibakterielle Wirkung gegen S. aureus.

Link zum Artikel: Frontiers | Chitosan-based delivery system enhances antimicrobial activity of chlorhexidine (frontiersin.org)

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