Cotton gauze bandage: a support for protease immobilization for use in biomedical applications

Abstract

The covalent immobilization of trypsin on sterilized cotton gauze bandage was carried out for future use as an anti-inflammatory agent on wound dressing. The optimal immobilization conditions were determined: the influence of pH, concentration, and volume of the trypsin solution used in the immobilization procedure was studied. The catalytic properties and kinetic parameters, as well as the storage stability of the immobilized and free enzyme were compared. Results showed that the optimal pH and temperature for the immobilized trypsin in the hydrolysis of N-benzoyl-DLarginine p-nitroanilide were 9.5 and 55 ºC, which were higher than those of the free form (7.5 and 45 ºC). It was found, at 37 ºC and pH 7.0 (approximately, the physiological conditions), that the Km (Michaelis constant) was 3.98 μmol/mL and that Vmax (maximal reaction rate) was 0.719 μmol/(min mg) for the immobilized trypsin, compared to a Km of 2.46 μmol/mL and a Vmax of 2.89 μmol/(min mg) for the free trypsin. The amount of immobilized trypsin was 6 mg/g dried support. After 30 days, no trypsin had liberated from the support. The superior performance of the immobilized trypsin demonstrates its potential application in practice.

Neste trabalho foi efetuada a imobilização de tripsina numa gaze esterilizada de algodão. Foram determinadas as condições ótimas de imobilização: foi estudada a influência do pH, concentração e volume da solução de tripsina usada na imobilização na hidrólise da N-benzoil-DL-arginina pnitroanilida. As propriedades catalíticas, os parâmetros cinéticos e as condições de estabilidade das enzimas livre e imobilizada foram comparadas. Os resultados mostraram que o pH e a temperatura ótimos para a tripsina imobilizada foram 9.5 e 55 ºC, respectivamente, maiores que os correspondentes da forma livre (7,5 e 45 ºC). A 37 ºC e a pH 7,0 (aproximadamente as condições fisiológicas) Km (constante de Michaelis) foi 3,98 μmol/mL e Vmax (velocidade máxima de reacção) foi 0,719 μmol/(min mg) para a tripsina imobilizada; para a tripsina livre os valores correspondentes foram 2,46 μmol/mL e 2,89 μmol/(min mg). A quantidade de enzima imobilizada foi de 6 mg/g (base seca). Após 30 dias não se verificou libertação de tripsina do suporte. O bom desempenho da tripsina imobilizada na gaze esterilizada de algodão comprova a sua potencial utilização como agente anti-inflamatório no tratamento de lesões cutâneas.