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자료유형
학술저널
저자정보
Doty, Heather A. (Joint Program in Biomedical Engineering, University of Memphis and University of Tennessee Health Science Center) Courtney, Harry S. (Veterans Affairs Medical Center and Department of Medicine, University of Tennessee Health Science Center) Jennings, Jessica A. (Joint Program in Biomedical Engineering, University of Memphis and University of Tennessee Health Science Center) Haggard, Warren O. (Joint Program in Biomedical Engineering, University of Memphis and University of Tennessee Health Science Center) Bumgardner, Joel D. (Joint Program in Biomedical Engineering, University of Memphis and University of Tennessee Health Science Center)
저널정보
테크노프레스 Biomaterials and biomedical engineering Biomaterials and biomedical engineering 제2권 제3호
발행연도
2015.1
수록면
159 - 172 (14page)

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Treatment of polymicrobial infected musculoskeletal defects continues to be a challenge in orthopaedics. This research investigated single and dual-delivery of two antibiotics, vancomycin and amikacin, targeting different classes of microorganism from a biodegradable calcium sulfate-chitosan-nHA microsphere composite scaffold. The addition of chitosan-nHA was included to provide additional structure for cellular attachment and as a secondary drug-loading device. All scaffolds exhibited an initial burst of antibiotics, but groups containing chitosan reduced the burst for amikacin at 1hr by 50%, and vancomycin by 14-25% over the first 2 days. Extended elution was present in groups containing chitosan; amikacin was above MIC ($2-4{\mu}g/mL$, Pseudomonas aeruginosa) for 7-42 days and vancomycin was above MIC ($0.5-1{\mu}g/mL$ Staphylococcus aureus) for 42 days. The antibiotic activity of the eluates was tested against S. aureus and P. aeruginosa. The elution from the dual-loaded scaffold was most effective against S. aureus (bacteriostatic 34 days and bactericidal 27 days), compared to vancomycin-loaded scaffolds (bacteriostatic and bactericidal 14 days). The dual- and amikacin-loaded scaffolds were effective against P. aeruginosa, but eluates exhibited very short antibacterial properties; only 24 hours bacteriostatic and 1-5 hours bactericidal activity. For all groups, vancomycin recovery was near 100% whereas the amikacin recovery was 41%. In conclusion, in the presence of chitosan-nHA microspheres, the dual-antibiotic loaded scaffold was able to sustain an extended vancomycin elution longer than individually loaded scaffolds. The composite scaffold shows promise as a dual-drug delivery system for infected orthopaedic wounds and overcomes some deficits of other dual-delivery systems by extending the antibiotic release.
#drug delivery #biodegradable scaffolds #chitosan #calcium sulfate #bone regeneration

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