Development of thermosensitive hydrogel containing methylene blue for topical antimicrobial photodynamic therapy

Leung, Brian Man-Chun; Dharmaratne, Priyanga; Yan, Wei; Chan, Ben Chung Lap; Lau, Clara Bik‐San; Fung, Kai-hung; Ip, Margaret; Leung, S.H.

doi:10.1016/j.jphotobiol.2020.111776

Cited by 25 publications

(19 citation statements)

References 38 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Interestingly, they used a Box-Behnken Design method to evaluate the impact of polymer composition on the gelation temperature and the release rate of methylene blue. This multiparametric statistical analysis was performed by the MODDE software, ensuring adequate model fitting and allowed a statistical prediction on the output parameter, e.g., the release rate, according to polymer compositions [59].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Finally, the release media composition is decisive in creating experimental conditions that are physiologically relevant to the target microenvironment, providing the best prediction of in vivo release. Most release studies use PBS at pH 7.4 as it provides physiological pH and osmolality [7,27,59,60,62,63]. The ionic strength of the release media affects the drug solubility and release profiles.…”

Section: Composition Of the Release Mediamentioning

confidence: 99%

“…Leung et al evaluated the antibacterial properties of their hydrogel-DDS using bacterial culture broth to assess growth inhibition against three MRSA strains. The bacteria-killing efficiency was then measured in CFU/mL [59]. S. aureus (MRSA) and Gram-negative E. coli (ATCC 25922) were cultured in a broth to test the antimicrobial properties of a methacryloyl-substituted recombinant human tropoelastin (MeTro)/GelMA (MeTro/GelMA) composite hydrogel releasing an antibacterial peptide [215].…”

Section: D In Vitro Modelsmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Hydrogels as Drug Delivery Systems: A Review of Current Characterization and Evaluation Techniques

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

Owing to their tunable properties, controllable degradation, and ability to protect labile drugs, hydrogels are increasingly investigated as local drug delivery systems. However, a lack of standardized methodologies used to characterize and evaluate drug release poses significant difficulties when comparing findings from different investigations, preventing an accurate assessment of systems. Here, we review the commonly used analytical techniques for drug detection and quantification from hydrogel delivery systems. The experimental conditions of drug release in saline solutions and their impact are discussed, along with the main mathematical and statistical approaches to characterize drug release profiles. We also review methods to determine drug diffusion coefficients and in vitro and in vivo models used to assess drug release and efficacy with the goal to provide guidelines and harmonized practices when investigating novel hydrogel drug delivery systems.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Composition Of the Release Mediamentioning

confidence: 99%

Section: D In Vitro Modelsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Hydrogels as Drug Delivery Systems: A Review of Current Characterization and Evaluation Techniques

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Оптимальними фотосенсибiлiзаторами є тетрапiроли -порфiрини та фталоцiанiни [1]. Серед них варто вiдмiтити ряд барвникiв: метиленовий синiй [8], куркумiн [9], толуїдиновий синiй [10] тощо.…”

unclassified

Фотоінактивація in vitro Staphylococcus aureus світлом різних ділянок видимого спектру

Вiрич¹,

Надтока²,

Virich³

et al. 2021

Мiждисциплiнарнi дослiдження складних систем

View full text Add to dashboard Cite

Питання ефективної антисептичної обробки в медицині залишається актуальним і його вирішення спонукає до пошуку нових засобів впливу на патогенну мікрофлору. Фотодинамічна терапія є альтернативним до антибіотиків сучасним методом інактивації патогенних мікроорганізмів, що заснований на використанні різних фотобіологічних ефектів, що викликаються за допомогою поєднаного застосування світлового випромінювання, кисню і фотосенсибілізатора. Перевагами такого підходу є відсутність селективності та розвитку резистентності бактерій. Як відомо, жорстке ультрафіолетове випромінювання застосовують для стерилізації поверхонь, медичних інструментів тощо. Світло даного діапазону хвиль однаково шкідливе як для прокаріотичних, так і для еукаріотичних клітин, що й обмежує сферу його застосування. За певних умов світло з більшою довжиною хвилі також може виявляти антимікробну дію. Якщо у бактеріальних клітинах присутні специфічні речовини – фотосенсибілізатори, які мають максимуми поглинання у ділянках електромагнітного спектру – при опроміненні такі сполуки взаємодіють із оточуючими молекулами, зокрема кисню, і генерують утворення токсичних для клітин вільних радикалів. Досліджували дію світла з довжинами хвиль 390, 460, 530 нм та комплексний ефект червоного світла (660 нм) із фотосенсибілізатором метиленовим синім на інактивацію in vitro диких штамів Staphylococcus aureus. Мікроорганізми отримували на середовищі жовтково-сольового агару (ЖСА). Оцінку чутливості мікроорганізмів до дії світла відповідної довжини хвилі проводили у суспензії бактерій, яку готували у середовищі Мюллера-Хінтона. Суспензію інкубували на водяній бані 20 хв при 37 оС. Опромінення суспензії проводили монохроматичним світлом 390, 460, 530 та 660 нм (Lika-Led, Фотоніка Плюс, Черкаси) з емісією 0,1 Дж/с та часовою дискретизацією 2 хв. Розрахунок дози опромінення (Дж/мл) проводили відносно об’єму суспензії бактерій, що становила 10 мл. Ефективність бактерицидної дії світла (%) оцінювали при порівнянні опромінених зразків з контрольними, які перебували в аналогічних умовах, але не піддавалися дії світла. Дослідження дії світла з довжиною хвилі 390 нм та енергією емісії 0,1 Дж/с показали високу бактерицидну ефективність при дозі опромінення 10-11 Дж/мл бактеріальної суспензії, в результаті чого гине 50% КУО. При менших дозах опромінення виявлено інактивацію близько 40% мікроорганізмів від початкової популяції. Наступне збільшення енергії сприяє лінійному зростанню бактерицидної активності світла. Виявлено, що при активації синім світлом 460 нм з дозою опромінення менше, ніж 1,5 Дж/мл, відбувається слабка ініціація загибелі бактеріальних клітин та інактивується лише 4-5% КУО. Подальше збільшення дози опромінення до 10 Дж/мл забезпечує лінійне зменшення кількості КУО до 40% від початкової популяції з виходом на плато. Дія зеленого світла з довжиною хвилі 530 нм має близьку до синього ефективність. Початкова доза опромінення, необхідна для ініціації загибелі бактерій у суспензії становить 2,5-3 Дж/мл, а її збільшення сприяє різкому зниженню кількості КУО на 35%. Подальше зростання сумарної енергії опромінення виявляє значно меншу ефективність. Максимальний бактерицидний ефект становить 50% при дозі 14-16 Дж/мл. Метиленовий синій виявляє слабкі бактерицидні ефекти при концентраціях вище 0,01%. У нашому дослідженні виявлено, що при дозі опромінення 1-1,5 Дж/мл та присутності у суспензії 0,0001% метиленового синього кількість КУО у знижується на 25%. Максимальний ефект комплексної дії світла та сенсибілізатора досягається при дозі опромінення 4,5-5 Дж/мл і становить 55-60%. Опромінення in vitro диких штамів Staphylococcus aureus світлом з довжинами хвиль 390, 460 і 530 нм забезпечує інактивацію більш ніж половини КУО у суспензії клітин. Завдяки комплексній дії червоного світла (660 нм), яке має найвищу проникну здатність у тканини, та сенсибілізатора метиленового синього при концентрації 0,0001% досягається висока бактерицидна активність при дозі опромінення 4,5-5 Дж/мл.

show abstract

“…Recently, developments of antimicrobial hydrogels have attracted significant attention and incorporation of photosensitizers have been suggested as a promising approach. In fact, the capabilities of hydrogel served as an excellent wound dressing and drug depot to release drugs in a sustained manner and achieve high local drug concentration have been well demonstrated[22].…”

mentioning

confidence: 99%

In Vitro Evaluation of the Antibacterial Effect of Photodynamic Therapy with Methylene Blue

Catão

Batista

2020

Pesqui. Bras. Odontopediatria Clín. Integr.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Development of thermosensitive hydrogel containing methylene blue for topical antimicrobial photodynamic therapy

Cited by 25 publications

References 38 publications

Hydrogels as Drug Delivery Systems: A Review of Current Characterization and Evaluation Techniques

Hydrogels as Drug Delivery Systems: A Review of Current Characterization and Evaluation Techniques

Фотоінактивація in vitro Staphylococcus aureus світлом різних ділянок видимого спектру

In Vitro Evaluation of the Antibacterial Effect of Photodynamic Therapy with Methylene Blue

Contact Info

Product

Resources

About