Abstract
This study aimed to develop a gentamicin sulphate-releasing catheter that efficiently prevents urinary tract infections (UTIs) for short-term catheterization. The surfaces of catheters were coated with poly(ethylene glycol) (PEG) and gentamicin sulphate (GS) and subsequently poly(vinyl alcohol) (PVA). The influence of PEG molecular weight (Mw) and GS loading on the properties of the catheter were investigated, in terms of antimicrobial activity, drug release behaviour, morphology and mechanical properties. By varying the molecular weight of PEG and drug content, catheters with different surface morphologies were formed. The antimicrobial activity of samples was determined against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. GS release profiles exhibited a biphasic release pattern that began with an initial burst release followed by a prolong release for 12 days. GS release rate increased with reduction in PEG molecular weight from 2,000 to 1,000 Da and increase in GS loading from 50 to 150 mg. Antimicrobial activity studies demonstrated that PEGs, Mw and GS loading play an important role in formation of inhibition zones: the samples with the highest molecular weight of PEG and GS loading exhibited the smallest and largest inhibition zones, respectively. The results showed that coating process led to slight increase in catheter tensile strength and Young’s modulus. Atomic force microscopy confirmed that the surface roughness was increased as a result of coating process. These findings imply that the catheters coated with PEG/PVA have a potential to control the drug release rates to a desired value for urinary catheterization
چکیده
هدف این مطالعه توسعة یک سوند با قابلیت آزادسازی جنتامایسین سولفات است که توانایی جلوگیری از ایجاد عفونت های مجاری ادراری (UTIs) را داشته باشد. سطوح سوند با پلی(اتیلن گلیکول) (PEG) و جنتامایسین سولفات (GS) و سپس با پلی(وینیل الکل) (PVA) پوشش داده شد. اثر وزن مولکولی (MW) PEG و میزان بارگذاری GS روی فعالیت ضد میکروبی، رفتار آزادسازی دارو، مورفولوژی و خواص مکانیکی سوند بررسی شد. با تغییر وزن مولکولی PEG و میزان دارو، سوندهایی با مورفولوژی سطحی مختلف به دست آمد. فعالیت ضد میکروبی نمونه ها در برابر Staphylococcus aureus و Escherichia coli بررسی شد. پروفایل های آزادسازی GS یک الگوی آزادسازی دو فازی را نشان داد که با یک آزادسازی انفجاری آغاز شده و با یک آزادسازی طولانی به مدت 12 روز ادامه داشت. سرعت آزادسازی GS با کاهش وزن مولکولی PEG از 2000 تا Da 1000 و با افزایش میزان بارگذاری GS از 50 تا mg 150 افزایش داشت. بررسی فعالیت ضد میکروبی نشان داد که وزن مولکولی PEG و میزان بارگذاری GS نقش مهمی در تشکیل هاله های عدم رشد ایفا می کنند: نمونه های دارای بالاترین وزن مولکولی PEG و بیشترین میزان بارگذاری GS به ترتیب کوچکترین و بزرگترین هاله های عدم رشد را نشان دادند. نتایج به دست آمده نشان داد که فرایند پوشش دهی تا حدی باعث افزایش استحکام کششی و مدول یانگ می شود. نتایج میکروسکوپی نیروی اتمی تأیید کرد که زبری سطح در نتیجة فرایند پوشش دهی افزایش یافته است. این یافته ها نشان می دهد که سوندهای پوشش داده شده با PEG/PVA توانایی کنترل سرعت آزادسازی دارو را دارند.
1-مقدمه
%40 از عفونت های بیمارستانی را عفونت مجاری ادراری (UTI) تشکیل می دهد. اغلب این عفونت ها ناشی از عفونت مجاری ادراری مربوط به سوند (CAUTI) است. بیماران اغلب حین قرار دادن سوند در معرض CAUTI قرار می گیرند و عفونت ایجاد شده بین سوند و مجرای ادرار تکثیر می شود [1-3]. تجویز خوراکی آنتی بیوتیکها، اگرچه کارایی کمی دارد، سال های زیادی است که برای جلوگیری از تکثیر باکتری ها و ایجاد رسوب در سوند استفاده می شود [4-6]...