Development of antimicrobial textiles for burn treatment

Abstract

Burn wound infection is the main cause of death in intensive care unit. To avoid such infections, antibacterial agents can be applied to the burn to prevent the development of microorganisms such as Staphylococcus. This can be done using textiles embedded with said agents. The goal of this thesis is to develop such textiles using alginate or PCL electrospun fibers embedded with silica beads to better control the diffusion of the antimicrobial agent. The process of crosslinking to enable the use of alginate in moist environments has been investigated with several methods tested. It was found that the only method that made alginate stable for a period of two weeks was spraying the membrane with a CaCl2 solution. The electrospinning of PCL membranes carrying silica has been optimized for different types of silica, and their effects on the membrane structure have been investigated. The silica used were tetramethyl orthosilicate (TMOS), phenyltrimethoxylsilane (PTMS), and 3-(2-aminoethylamino) propyltrimethoxysilane (EDAS). It was found that TMOS induced thicker filaments, while both PTMS and EDAS had no influence on filament diameters. Moreover, the electrospinning conditions induced by the solution type made the diameter of filaments smaller in the case of acid-based solutions compared to those made from solvent-based solutions.

Les infections causées par des brûlures sont la principale source de décès dans les unités de soins intensifs. Pour éviter de telles infections, des agents antibactériens peuvent être appliqués aux brûlures afin d'éviter tout développement de bactéries telles que les Staphylococcus. Cela peut se faire grâce à des textiles incorporant lesdits agents. Le but de cette thèse est de produire ce genre de textiles en utilisant des fibres d'alginate ou de PCL électrofilées incorporées avec des billes de silice pour mieux contrôler la diffusion des agents antimicrobiens. Le procédé de réticulation permettant d'utiliser l'alginate dans un environnement humide a été investigué avec plusieurs méthodes testées. Il a été découvert que la seule méthode permettant de maintenir la stabilité de l'alginate pendant une période de deux semaines consistait à asperger la membrane avec une solution de CaCL2. L'électrofilage de membranes de PCL portant de la silice a été optimisé pour différents types de silice et leur effet sur la structure de la membrane a été recherché. Les silices utilisées étaient le tétraméthyl orthosilicate (TMOS), le phényltriméthoxysilane (PTMS) et le 3-(2-aminoéthylamino) propyltriméthoxysilane (EDAS). Il a été découvert que le TMOS induisait des filaments plus épais, tandis que le PTMS et l’EDAS n’avaient pas d’influence sur le diamètre des filaments. De plus, les conditions d’électrofilage induites par la solution à base d’acide ont créé des filaments possédant des diamètres plus gros que dans le cas de la solution à base de solvants.