Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(ethylene glycol)-Based Recombinant Human α‑Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity
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Fecha de publicación
2025-02-20ISSN
2576-6422
Resumen
Addressing multidrug-resistant microbial infections linked to implantable biomedical devices is an urgent need. In recent years, there has been an active exploration of different surface coatings to prevent and combat drug-resistant microbes. In this research, we present a facile chemical modification of thermoplastic polyurethane (TPU) surfaces with poly(ethylene glycol)-based recombinant human α-defensin 5 (HD5) protein with antimicrobial activity. TPU is one of the most relevant materials used for medical devices with good mechanical properties but also good chemical resistance, which makes it difficult to modify. The chemical modification of TPU surfaces is achieved via a three-step procedure based on (i) TPU activation using hexamethylene diisocyanate (HDI); (ii) interfacial reaction with poly(ethylene glycol) (PEG) derivatives; and finally, (iii) a facile click reaction between the PEG-maleimide terminated assembled monolayers on the TPU and the cysteine (-thiol) termination of the recently designed recombinant human α-defensin 5 (HD5) protein. The obtained PEG based HD5 assembled monolayers on TPU were characterized using a surface science multitechnique approach including scanning electron microscopy, atomic force microscopy, contact angle, and X-ray photoelectron spectroscopy. The modified TPU surfaces with the HD5 protein derivative exhibit broad-spectrum antibacterial properties reducing biofilm formation against Pseudomonas aeruginosa (Gram-negative), methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) (Gram-positive) and methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis (MRSE) (Gram-positive). These findings underscore the substantial potential of protein-modified TPU surfaces for applications in combating bacterial infections associated with implantable materials and devices.
Tipo de documento
Artículo
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Versión publicada
Lengua
Inglés
Materias (CDU)
61 - Medicina
Páginas
9
Publicado por
American Chemical Society
Publicado en
ACS Applied Bio Materials
Citación recomendada
Rodríguez Rodríguez, Xavier, Adrià López-Cano, Karla Mayolo-Deloisa, Oscar Q. Pich, Paula Bierge, Nora Ventosa, Cristina García-de-la-Maria, et al. 2025. “Activating Thermoplastic Polyurethane Surfaces with Poly(Ethylene Glycol)-Based Recombinant Human α-Defensin 5 Monolayers for Antibiofilm Activity.” ACS Applied Bio Materials 8 (3): 1900-1908. doi:10.1021/acsabm.4c00732
Número del acuerdo de la subvención
MICIU/Programa Estatal de generación del conocimiento y fortalecimiento científico y tecnológico del sistema I+D+I y Programa Estatal de I+D+I orientada a los retos de la sociedad/PID2019-105622RB-I00/ES/PROCESAMIENTO DE MOLECULAS PARA CREAR MATERIALES HIBRIDOS ESTRUCTURADOS JERARQUICAMENTE PARA APLICACIONES BIOMEDICAS/
MICINN/Programa Estatal de generación del conocimiento y fortalecimiento científico y tecnológico del sistema I+D+I y Programa Estatal de I+D+I orientada a los retos de la sociedad/PID2020-115296RA-I00/ES/MIMETIZANDO EL SISTEMA INMUNITARIO CONTRA EL CANCER/
MICINN/Programa Estatal para impulsar la investigación científico-técnica y su transferencia/PID2022-137332OB-I00/ES/NANOARQUITECTONICA PARA CREAR NUEVOS NANOMATERIALES MOLECULARES PARA APLICACIONES BIOMEDICAS/
MICIU/Programa Estatal de generación del conocimiento y fortalecimiento científico y tecnológico del sistema I+D+I y Programa Estatal de I+D+I orientada a los retos de la sociedad/CEX2019-000917-S/ES/ /
MICINN/Programa Estatal para impulsar la investigación científico-técnica y su transferencia/CEX2023-001263-S/ES/ /
ISCIII/ / /ES/ /
MICIU/Programa Estatal de generación del conocimiento y fortalecimiento científico y tecnológico del sistema I+D+I y Programa Estatal de I+D+I orientada a los retos de la sociedad/CEX2019-000917-S/ES/ /
MICINN/Programa Estatal para desarrollar, atraer y retener talento/PTA2021-020955-I/ES/Servicio de caracterización, análisis de composición química y estudio de interacciones moleculares de materiales soft (moleculares y biomateriales)/
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