Production of silk-elastin-like composite materials with antimicrobial properties

Abstract

Pathogenic microorganisms can cause several infectious diseases in humans and, in a more dangerous situation, these microorganisms can acquire resistance over time due to excessive and inappropriate use of the pharmaceutical drugs used to cure such infections. Currently, there is a great interest in the research of new antimicrobial agents to overcome the increasing problem associated with antibiotic resistance and therefore, the discovery of new effective antimicrobial agents will contribute to improve life quality. Antimicrobials of natural origin have attracted special interest for various biomedical applications due to its biocompatibility, availability and broad spectrum of action in combating microbial infections. Considering the therapeutic potential shown by silver nitrate (AgNO3) and bovine lactoferrin (bLF), this work is devoted to the production of novel biopolymer composites based on recombinant Silk-Elastin-Like Proteins (SELPs) and silver nitrate and lactoferrin as active fillers. Initially, SELPs were produced and purified, and used for the fabrication of composite materials by solvent casting and electrospinning techniques. The materials were then characterized by analytical techniques and evaluated for their antimicrobial performance against bacteria and fungi. Furthermore, the cytotoxicity of the SELP/Ag materials was also evaluated using normal human skin fibroblasts.

Os microrganismos patogênicos podem causar diversas doenças infeciosas em seres humanos e, numa situação mais perigosa, esses microrganismos podem adquirir resistência ao longo do tempo devido ao uso excessivo e inadequado dos medicamentos usados para tratar essas infeções. Atualmente, existe um grande interesse na pesquisa de novos agentes antimicrobianos para superar o problema associado com o aumento da resistência aos antibióticos pelo que, a descoberta de novos agentes antimicrobianos mais eficazes poderá contribuir para melhorar a qualidade de vida. Os antimicrobianos de origem natural têm despertado especial interesse para várias aplicações biomédicas devido à sua biocompatibilidade, disponibilidade e largo espectro de ação no combate a infeções microbianas. Considerando o potencial terapêutico demonstrado pelo nitrato de prata (AgNO3) e lactoferrina bovina (bLF), este trabalho é dedicado à produção de novos compósitos de biopolímeros com base em Proteína Recombinante do Tipo Seda-Elastina (SELPs) e os agentes ativos nitrato de prata e lactoferrina. Inicialmente, SELPs foram produzidos e purificados, e usados para a fabricação de materiais compósitos por técnicas de evaporação do solvente e eletrofiação. Os materiais foram depois caracterizados por técnicas analíticas e avaliados quanto ao seu desempenho antimicrobiano contra bactérias e fungos. Além disso, a citotoxicidade dos materiais de SELP/Ag também foi avaliada utilizando fibroblastos de pele humana normais.