Peptide grafting on intraosseous transcutaneous amputation prostheses to promote sealing with skin cells: Potential to limit infections.

Autor:	Ghribi N; Laboratoire d'ingénierie de surface (LIS), Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval, Hôpital Saint-François d'Assise, Québec, Québec, Canada.; Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Centre de recherche sur les Matériaux Avancés, Université Laval, Québec, Québec, Canada., Guay-Bégin AA; Laboratoire d'ingénierie de surface (LIS), Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval, Hôpital Saint-François d'Assise, Québec, Québec, Canada.; Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Centre de recherche sur les Matériaux Avancés, Université Laval, Québec, Québec, Canada., Bilem I; Laboratoire d'ingénierie de surface (LIS), Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval, Hôpital Saint-François d'Assise, Québec, Québec, Canada.; Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Centre de recherche sur les Matériaux Avancés, Université Laval, Québec, Québec, Canada., Chevallier P; Laboratoire d'ingénierie de surface (LIS), Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval, Hôpital Saint-François d'Assise, Québec, Québec, Canada.; Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Centre de recherche sur les Matériaux Avancés, Université Laval, Québec, Québec, Canada., Auger FA; Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval, LOEX, Québec, Québec, Canada., Ruel J; Département de Génie mécanique, Université Laval, Québec, Québec, Canada., Laroche G; Laboratoire d'ingénierie de surface (LIS), Centre de Recherche du CHU de Québec-Université Laval, Hôpital Saint-François d'Assise, Québec, Québec, Canada.; Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Centre de recherche sur les Matériaux Avancés, Université Laval, Québec, Québec, Canada.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	Journal of biomedical materials research. Part A [J Biomed Mater Res A] 2023 May; Vol. 111 (5), pp. 688-700. Date of Electronic Publication: 2023 Jan 21.
DOI:	10.1002/jbm.a.37505
Abstrakt:	The long-term success of intraosseous transcutaneous amputation prostheses (ITAPs) mainly relies on dermal attachment of skin cells to the implant. Otherwise, bacteria can easily penetrate through the interface between the implant and the skin. Therefore, infection at this implant/skin interface remains a significant complication in orthopedic surgeries in which these prostheses are required. Two main strategies were investigated to prevent these potential infection problems which consist in either establishing a strong sealing at the skin/implant interface or on eradicating infections by killing bacteria. In this work, two adhesion peptides, either KRGDS or KYIGSR and one antimicrobial peptide, Magainin 2 (Mag 2), were covalently grafted via phosphonate anchor arms to the surface of the Ti6Al4V ELI (extra low interstitials) material, commonly used to manufacture ITAPs. X-ray photoelectron spectroscopy, contact angle, and confocal microscopy analyses enabled to validate the covalent and stable grafting of these three peptides. Dermal fibroblasts cultures on bare Ti6Al4V ELI surfaces and functionalized ones displayed a good cell adhesion and proliferation on all samples. However, cell spreading and viability appeared to be improved on grafted surfaces, especially for those conjugated with KRGDS and Mag 2. Moreover, the dermal sheet attachment, was significantly higher on surfaces functionalized with Mag 2 as compared to the other surfaces. Therefore, the surface functionalization with the antimicrobial peptide Mag 2 seems to be the best approach for the targeted application, as it could play a dual role, inducing a strong skin adhesion while limiting infections on Ti6Al4V ELI materials. (© 2023 The Authors. Journal of Biomedical Materials Research Part A published by Wiley Periodicals LLC.)
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