Fabrication and examination of the mechanical and antibacterial properties of novel silver nanoparticle-PU-PEG composite hydrogel materials designed for wound dressing

This study aimed to fabricate and evaluate the antibacterial and mechanical properties of novel silver nanoparticle-polyurethane-poly(ethylene glycol) (Ag-PU-PEG) composite hydrogel materials designed for wound dressing. Ag-PU-PEG nanocomposite hydrogels were prepared by incorporating Ag/SiO2 (50% w/w) nanoparticles through encapsulation, deposition by flame spray pyrolysis method, and submersion of PU-PEG hydrogel in an aqueous solution of Ag/SiO2 nanoparticles. Encapsulation was performed by varying gel concentration and nanoparticle concentration to determine the optimal conditions. Optical density measurements at 600 nm revealed that samples fabricated by submersion and deposition had strong antibacterial properties. Encapsulated samples showed an increasing antimicrobial effect with an enhancement in nanoparticle concentration which was consistent with drop plating results. In the compression test, the concentration of nanoparticles in encapsulated samples resulted in a decrease in strength, and the deposited samples exhibited lower compression strength compared to submerged ones. This study presents an innovative and efficient method of flame-based deposition of nanoparticles on hydrogels along other fabrication methods, for developing novel nanocomposite hydrogels with promising antibacterial properties and variable mechanical properties providing promising alternatives to conventional wound dressings. The results of this study can help in the development of advanced wound dressings with increased durability and antimicrobial activity, thereby contributing to better wound healing outcomes.

Questo studio mirava a fabbricare e valutare le proprietà antibatteriche e meccaniche di nuovi materiali idrogel compositi nanoparticelle-poliuretano-poli(etilenglicole) (Ag-PU-PEG) d'argento progettati per la medicazione delle ferite. Gli idrogel nanocompositi Ag-PU-PEG sono stati preparati incorporando nanoparticelle Ag/SiO2 (50% p/p) attraverso l'incapsulamento, la deposizione mediante metodo di pirolisi a spruzzo di fiamma e l'immersione dell'idrogel PU-PEG in una soluzione acquosa di nanoparticelle Ag/SiO2. L'incapsulamento è stato eseguito variando la concentrazione di gel e la concentrazione di nanoparticelle per determinare le condizioni ottimali. Le misurazioni della densità ottica a 600 nm hanno rivelato che i campioni fabbricati mediante immersione e deposizione avevano forti proprietà antibatteriche. I campioni incapsulati hanno mostrato un effetto antimicrobico crescente con un aumento della concentrazione di nanoparticelle che era coerente con i risultati della placcatura a goccia. Nel test di compressione, la concentrazione di nanoparticelle nei campioni incapsulati ha comportato una diminuzione della resistenza e i campioni depositati hanno mostrato una resistenza alla compressione inferiore rispetto a quelli sommersi. Questo studio presenta un metodo innovativo ed efficiente di deposizione a fiamma di nanoparticelle su idrogel insieme ad altri metodi di fabbricazione, per lo sviluppo di nuovi idrogel nanocompositi con promettenti proprietà antibatteriche e proprietà meccaniche variabili che forniscono promettenti alternative alle medicazioni per ferite convenzionali. I risultati di questo studio possono aiutare nello sviluppo di medicazioni avanzate per ferite con maggiore durata e attività antimicrobica, contribuendo così a migliori risultati di guarigione delle ferite.