Antimicrobial, anti-inflammatory, analgesic, silver-based, electrospun bandages for superior wound healing

NIH RePORTER · NIH · R21 · $222,750 · view on reporter.nih.gov ↗

Abstract

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT    This  project  aims  to  develop  the  ideal  bandage  that  provides  antimicrobial,  anti-­inflammatory  and  analgesic  activity  locally  to  the  site  of  wounds  infected  with  biofilms  of  multi-­drug  resistant  Pseudomonas  aeruginosa,  listed  as  a  serious  threat  by  the  Centers  for  Disease  Control  and  Prevention.  Ibuprofen  delivered  locally  to  wounds  has  been  shown  to  act  both  as  an  anti-­inflammatory  and  an  analgesic.  Silver  has  been  incorporated  into  commercially  available  wound  dressings  due  to  its  potent,  broad  spectrum  antimicrobial  activity,  although  the  high  local  concentrations  impede  wound  healing  through  toxicity  to  human  cells.  Preliminary  data  demonstrate potent antimicrobial and anti-­inflammatory activity of a novel silver salt of ibuprofen (Ag+IBU) that  will  be  loaded  into  electrospun  scaffolds  of  the  Food  and  Drug  Administration  (FDA)-­approved  polymer,  poly(caprolactone)  (PCL)  functionalized  with  collagen  to  promote  wound  healing.  N-­acetyl  cysteine  (NAC),  an  FDA-­approved  therapeutic  that  abrogates  silver  toxicity  will  also  be  loaded  into  the  PCL  membranes.  The  project  addresses  the hypotheses  that  electrospun  PCL  membranes  functionalized  with  collagen  and  loaded  with  Ag+IBU  and  NAC  will  provide  superior  antimicrobial  and  wound  healing  efficacy  compared  with  a  commercially-­available  silver-­based  bandage.  The  following  aims  will  address  these  hypotheses:  1.  fabricate  and  evaluate  the  capacity  of  Ag+IBU/NAC-­loaded,  collagen-­functionalized  PCL  scaffolds  to  enhance  cell  adhesion  and  migration,  eradicate  P.  aeruginosa  biofilms,  and  preserve  fibroblasts,  in  vitro,  and  2.  determine  the  localized  therapeutic  concentrations,  wound  healing  ability,  and  antimicrobial  activity  of  Ag+IBU/NAC-­ loaded, collagen-­functionalized PCL scaffolds compared with free drug and commercially available Ag+ loaded  bandages, in vivo. These studies will be the first to use N-­acetyl cysteine to abrogate silver toxicity and the first  to  assess  the  wound  healing  activity  of  bandages  loaded  with  the  novel  antimicrobial,  anti-­inflammatory,  and  analgesic small molecule, silver ibuprofen.

Key facts

NIH application ID
9830013
Project number
5R21AI142327-02
Recipient
TEXAS A&M UNIVERSITY HEALTH SCIENCE CTR
Principal Investigator
Carolyn Louise Cannon
Activity code
R21
Funding institute
NIH
Fiscal year
2020
Award amount
$222,750
Award type
5
Project period
2018-12-01 → 2021-11-30