Influence of Surface Properties of New Biomaterials for Catheters on Bacterial Adhesion in Urine

导管用新型生物材料表面特性对尿液中细菌粘附的影响

基本信息

  • 批准号:
    EP/P00301X/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.88万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2016 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Catheter-associated urinary tract infection (CAUTIs) and encrustation have a severe impact on human health and health care costs. To date only a few types of antimicrobial coated catheters have come into clinical use, including a nitrofural-impregnated catheter, a silver alloy-hydrogel coated catheter, and a PTFE-coated catheter. Clinical trials show that these coated catheters give only an insignificant reduction in CAUTIs or encrustation formation. It is well known that both TiO2 and Ag nanoparticles exhibit bactericidal properties. However Ag nanoparticles with diameters less than 200 nm tend to aggregate spontaneously, and their stability in air, water or sunlight is not good enough for long-term application, which decreases their antibacterial performance. To solve these problems, a range of different Ag-TiO2 composite nanoparticles have been developed without aggregation. It has been demonstrated that both core-shell Ag@TiO2 nanoparticles (Ag nanoparticles coated with a thin shell of TiO2) and spherical Ag/TiO2 nanoparticles (TiO2 nanoparticles coated with Ag nanoparticles) exhibit synergistic bactericidal activities with long lasting action period in both light and dark conditions, compared with Ag and TiO2 nanoparticles. The Ag nanoparticles in Ag@TiO2 or Ag/TiO2 nanocomposites enable to active visible light excitation of TiO2, and can highly improve photocatalytic inactivation of bacteria. In this proposal two different types of Ag@TiO2-PTFE coated and Ag/TiO2-PTFE coated catheters will be developed by a so-gel technique. The two new types of coatings combine the excellent antibacterial properties of Ag@TiO2 and Ag/TiO2 nanoparticles and the non-stick properties of PTFE nanoparticles. The interactions between selected bacteria and the coated catheters in urine will be calculated and measured in order to find out optimum surface conditions of the coatings. The anti-bacterial and anti-encrustation performance of the coated full-length catheters in urine will be evaluated using bladder models that mimic in vivo environments of the human bladder for a catheter, and compared with existing silver-hydrogel coated catheter, PTFE coated catheter and uncoated silicone catheter. The cytotoxicity assays of the coated catheters will also be performed. After the project we will collaborate with local hospitals and a catheter manufacture to undertake clinical trials.
导管相关性尿路感染(尿路感染)和结垢对人类健康和医疗保健费用有严重影响。到目前为止,只有少数几种类型的抗菌涂层导管已进入临床使用,包括糠醛浸渍导管、银合金水凝胶涂层导管和PTFE涂层导管。临床试验表明,这些涂层导管仅可显著减少血栓或结壳形成。众所周知,TiO 2和Ag纳米颗粒都具有杀菌性能。然而,粒径小于200 nm的银纳米粒子容易自发聚集,在空气、水或阳光中的稳定性不佳,不利于长期应用,从而降低了其抗菌性能。为了解决这些问题,人们开发了一系列不同的Ag-TiO 2复合纳米颗粒,而不会发生聚集。结果表明,与Ag和TiO 2纳米粒子相比,核壳型Ag@TiO2纳米粒子和球形Ag/TiO 2纳米粒子在光照和黑暗条件下均表现出协同杀菌活性,且作用时间较长。Ag@TiO2或Ag/TiO 2纳米复合材料中的Ag纳米颗粒能够激活TiO 2的可见光激发,并且可以极大地改善光催化灭活细菌。在本提案中,将通过溶胶-凝胶技术开发两种不同类型的Ag@TiO2-PTFE涂层和Ag/TiO 2-PTFE涂层导管。这两种新型涂层联合收割机结合了Ag@TiO2和Ag/TiO 2纳米颗粒的优异抗菌性能和PTFE纳米颗粒的不粘性能。将计算和测量尿液中所选细菌与涂层导管之间的相互作用,以找出涂层的最佳表面条件。将使用模拟人体膀胱体内环境的膀胱模型评价涂层全长导管在尿液中的抗菌和抗结壳性能,并与现有的银水凝胶涂层导管、PTFE涂层导管和无涂层硅胶导管进行比较。还将对涂层导管进行细胞毒性试验。项目结束后,我们将与当地医院和导管制造商合作进行临床试验。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Antibacterial AgNPs-PAAm-CS-PVP nanocomposite hydrogel coating for urinary catheters
  • DOI:
    10.1016/j.eurpolymj.2023.112260
  • 发表时间:
    2023-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Yongwei Cai;Han Yang;Jianxiang Li;R. Gu;Yuhang Dong;Qi Zhao;Yao-Cyong Chen;Yuan Li;Ruru Wang
  • 通讯作者:
    Yongwei Cai;Han Yang;Jianxiang Li;R. Gu;Yuhang Dong;Qi Zhao;Yao-Cyong Chen;Yuan Li;Ruru Wang
Reduction of bacterial adhesion on Ag-TiO2 coatings
减少 Ag-TiO2 涂层上的细菌粘附
  • DOI:
    10.1016/j.matlet.2018.02.044
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Liu Chen;Geng Lei;Yu Yifan;Zhang Yutong;Zhao Buyun;Zhang Shuai;Zhao Qi
  • 通讯作者:
    Zhao Qi
Supplemental Material - Fabrication of antibacterial polydopamine-carboxymethyl cellulose-Ag nanoparticle hydrogel coating for urinary catheters
补充材料-导尿管用抗菌聚多巴胺-羧甲基纤维素-银纳米颗粒水凝胶涂层的制备
  • DOI:
    10.25384/sage.22770595
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Cai Y
  • 通讯作者:
    Cai Y
Fabrication of antibacterial Fe3+-carboxymethylcellulose-polyacrylamide-Ag nanoparticles hydrogel coating for urinary catheters
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2023.131680
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jian-xiang Li;Han Yang;R. Gu;Yuhang Dong;Yong Cai;Qi Zhao;Yao-Cyong Chen;Mi Huang
  • 通讯作者:
    Jian-xiang Li;Han Yang;R. Gu;Yuhang Dong;Yong Cai;Qi Zhao;Yao-Cyong Chen;Mi Huang
Fungal-derived selenium nanoparticles and their potential applications in electroless silver coatings for preventing pin-tract infections.
  • DOI:
    10.1093/rb/rbac013
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Liang, Xinjin;Zhang, Shuai;Gadd, Geoffrey Michael;McGrath, John;Rooney, David W.;Zhao, Qi
  • 通讯作者:
    Zhao, Qi
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