Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками
This article analyses some literature data and the authors’ developments in the technology of creating of therapeutic depots in the form of films, dispersions of metal oxides and textiles with immobilized biocompatible silver nanoparticles (NPs) in the structure of SiO2, TiO2, cotton, biopolymers (...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/681 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-681 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-09-13T11:17:44Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
наночастинки металу (НЧ) наночастинки оксиду металу (MeOНЧ) біополімери колоїди SiO2 плівки TiO2 наночастинки SiO2 дисперсії текстиль бактерицидна активність гемостатичні властивості |
| spellingShingle |
наночастинки металу (НЧ) наночастинки оксиду металу (MeOНЧ) біополімери колоїди SiO2 плівки TiO2 наночастинки SiO2 дисперсії текстиль бактерицидна активність гемостатичні властивості Eremenko, A. M. Petrik, I. S. Rudenko, A. V. Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| topic_facet |
metal nanoparticles (NPs) metal oxide nanoparticles (MeONPs) biopolymers colloids SiO2 films TiO2 nanoparticles SiO2 dispersions textile bactericidal activity hemostatic properties наночастинки металу (НЧ) наночастинки оксиду металу (MeOНЧ) біополімери колоїди SiO2 плівки TiO2 наночастинки SiO2 дисперсії текстиль бактерицидна активність гемостатичні властивості |
| format |
Article |
| author |
Eremenko, A. M. Petrik, I. S. Rudenko, A. V. |
| author_facet |
Eremenko, A. M. Petrik, I. S. Rudenko, A. V. |
| author_sort |
Eremenko, A. M. |
| title |
Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| title_short |
Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| title_full |
Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| title_fullStr |
Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| title_full_unstemmed |
Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| title_sort |
цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками |
| title_alt |
Targeted requirements for biomedical nanomaterials based on dispersed oxides and textiles modified with metal NPS |
| description |
This article analyses some literature data and the authors’ developments in the technology of creating of therapeutic depots in the form of films, dispersions of metal oxides and textiles with immobilized biocompatible silver nanoparticles (NPs) in the structure of SiO2, TiO2, cotton, biopolymers (alginate, chitosan, lignin, etc.), that have biocidal action, and future trends in this area. We and other researchers have developed methods for the synthesis of photocatalytically active TiO2 and SiO2 films, modified with gold/silver/copper NPs, suitable for medical use. An economical and simple low-temperature methods of manufacturing antimicrobial textiles by photo- or thermal activation and the possibility of their multiple use have been developed. The production of biomedical textiles is recently focused on the widespread use of non-toxic biopolymers, combined with textile. We have obtained compositions based on nanodispersed silica with polysaccharide sodium alginate and silver NPs with pronounced hemostatic and bactericidal properties. Obtaining a hybrid material based on a bactericidal textile combined with a dispersed oxide is promising for additional absorption of toxins and wound cleaning. The creation of such universal multifunctional materials includes their high bactericidal and antiviral multiply use. Hybrid materials based on metal NPs in the structure of carriers of different nature as films and dispersions of biocompatible oxides, biopolymers, textiles have a protection against possible toxic effects of nanoparticles and metal ions, self-cleaning capability, photocatalytic, hemostatic properties, temperature resistance, and other. The development and application of such materials is growing rapidly. So, materials based on Ag/SiO2 dispersions have high antibacterial and antiviral action (single application). Ag/SiO2 films can act as durable antibacterial cover.There is an enhancement in the antibacterial properties of Ag-TiO2 NPs under visible light irradiation and the photocatalytic effect under UV light (single application in the powder form). Self-cleaning, antimicrobial and UV-protective properties have Ag-TiO2 NPs in textile. Cotton modified with MeNPs demonstrates high efficiency of destruction of bacteria E. coli, K. pneumoniae, E. aerogenes, P. vulgaris, S. aureus, C. albicans, etc., with saving of biocidal activity after 5 cycles of washing. The dynamics of silver ions release from the surface of NPs in the structure of textile upon their contact with water for 72 hours have been studied. The number of irreversibly bound particles in textile structure is sufficient for subsequent use. Modified fabrics are reusable. Composites based on metal NPs in the structure of silica or titania in the presence of biopolymers are effective hemostatic agents with a bactericidal effect. Sodium alginate has a reducing and stabilizing effect on nanoparticles, and silica prevents agglomeration of metal NPs in the resulting composite.However, it is quite difficult to satisfy the numerous target requirements for biomedical nanomaterials based on metal NPs in the composition of dispersed oxides as well as textiles and/or biopolymers (“all in one”) to obtain a single universal multifunctional material that does not lose its properties during operation. It makes more sense to produce composites for purpose targeted applications, such as bactericidal and antiviral, hydrophobic coatings for laboratory surfaces, package and so on. Researches in this area are in progress. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/681 |
| work_keys_str_mv |
AT eremenkoam targetedrequirementsforbiomedicalnanomaterialsbasedondispersedoxidesandtextilesmodifiedwithmetalnps AT petrikis targetedrequirementsforbiomedicalnanomaterialsbasedondispersedoxidesandtextilesmodifiedwithmetalnps AT rudenkoav targetedrequirementsforbiomedicalnanomaterialsbasedondispersedoxidesandtextilesmodifiedwithmetalnps AT eremenkoam cílʹovívimogidobíomedičnihnanomateríalívnaosnovídispersnihoksidívtatekstilûmodifíkovanihmetaleviminanočastinkami AT petrikis cílʹovívimogidobíomedičnihnanomateríalívnaosnovídispersnihoksidívtatekstilûmodifíkovanihmetaleviminanočastinkami AT rudenkoav cílʹovívimogidobíomedičnihnanomateríalívnaosnovídispersnihoksidívtatekstilûmodifíkovanihmetaleviminanočastinkami |
| first_indexed |
2025-07-22T19:34:59Z |
| last_indexed |
2025-11-23T02:50:29Z |
| _version_ |
1849658232529747968 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6812023-09-13T11:17:44Z Targeted requirements for biomedical nanomaterials based on dispersed oxides and textiles modified with metal NPS Цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі дисперсних оксидів та текстилю, модифікованих металевими наночастинками Eremenko, A. M. Petrik, I. S. Rudenko, A. V. metal nanoparticles (NPs) metal oxide nanoparticles (MeONPs) biopolymers colloids SiO2 films TiO2 nanoparticles SiO2 dispersions textile bactericidal activity hemostatic properties наночастинки металу (НЧ) наночастинки оксиду металу (MeOНЧ) біополімери колоїди SiO2 плівки TiO2 наночастинки SiO2 дисперсії текстиль бактерицидна активність гемостатичні властивості This article analyses some literature data and the authors’ developments in the technology of creating of therapeutic depots in the form of films, dispersions of metal oxides and textiles with immobilized biocompatible silver nanoparticles (NPs) in the structure of SiO2, TiO2, cotton, biopolymers (alginate, chitosan, lignin, etc.), that have biocidal action, and future trends in this area. We and other researchers have developed methods for the synthesis of photocatalytically active TiO2 and SiO2 films, modified with gold/silver/copper NPs, suitable for medical use. An economical and simple low-temperature methods of manufacturing antimicrobial textiles by photo- or thermal activation and the possibility of their multiple use have been developed. The production of biomedical textiles is recently focused on the widespread use of non-toxic biopolymers, combined with textile. We have obtained compositions based on nanodispersed silica with polysaccharide sodium alginate and silver NPs with pronounced hemostatic and bactericidal properties. Obtaining a hybrid material based on a bactericidal textile combined with a dispersed oxide is promising for additional absorption of toxins and wound cleaning. The creation of such universal multifunctional materials includes their high bactericidal and antiviral multiply use. Hybrid materials based on metal NPs in the structure of carriers of different nature as films and dispersions of biocompatible oxides, biopolymers, textiles have a protection against possible toxic effects of nanoparticles and metal ions, self-cleaning capability, photocatalytic, hemostatic properties, temperature resistance, and other. The development and application of such materials is growing rapidly. So, materials based on Ag/SiO2 dispersions have high antibacterial and antiviral action (single application). Ag/SiO2 films can act as durable antibacterial cover.There is an enhancement in the antibacterial properties of Ag-TiO2 NPs under visible light irradiation and the photocatalytic effect under UV light (single application in the powder form). Self-cleaning, antimicrobial and UV-protective properties have Ag-TiO2 NPs in textile. Cotton modified with MeNPs demonstrates high efficiency of destruction of bacteria E. coli, K. pneumoniae, E. aerogenes, P. vulgaris, S. aureus, C. albicans, etc., with saving of biocidal activity after 5 cycles of washing. The dynamics of silver ions release from the surface of NPs in the structure of textile upon their contact with water for 72 hours have been studied. The number of irreversibly bound particles in textile structure is sufficient for subsequent use. Modified fabrics are reusable. Composites based on metal NPs in the structure of silica or titania in the presence of biopolymers are effective hemostatic agents with a bactericidal effect. Sodium alginate has a reducing and stabilizing effect on nanoparticles, and silica prevents agglomeration of metal NPs in the resulting composite.However, it is quite difficult to satisfy the numerous target requirements for biomedical nanomaterials based on metal NPs in the composition of dispersed oxides as well as textiles and/or biopolymers (“all in one”) to obtain a single universal multifunctional material that does not lose its properties during operation. It makes more sense to produce composites for purpose targeted applications, such as bactericidal and antiviral, hydrophobic coatings for laboratory surfaces, package and so on. Researches in this area are in progress. У статті проаналізовано літературні дані та авторські розробки щодо технології створення терапевтичних депо у вигляді плівок, дисперсій оксидів металів, текстилю з іммобілізованими біосумісними наночастинками (НЧ) срібла у структурі SiO2, TiO2, бавовни, біополімерів. (альгінат, хітозан, лігнін тощо), які мають біоцидну дію, та майбутні тенденції в цій галузі. Ми та інші дослідники розробили методи синтезу фотокаталітично активних плівок TiO2 і SiO2, модифікованих НЧ золота/срібла/міді, придатних для медичного використання. Розроблено економічні та прості низькотемпературні способи виготовлення антимікробних текстильних виробів шляхом фото- або термічної активації та показана можливість їхнього багаторазового використання. Виробництво та використання біомедичного текстилю останнім часом орієнтується на широке використання нетоксичних біополімерів у поєднанні з текстилем. Отримано композиції на основі нанодисперсного кремнезему з полісахаридом альгінатом натрію та НЧ срібла з вираженими гемостатичними та бактерицидними властивостями. Для додаткового поглинання токсинів і очищення ран перспективним є отримання гібридного матеріалу в поєднанні з дисперсним оксидом. Створення таких універсальних багатофункціональних матеріалів передбачає їхню високу бактерицидну та противірусну дію при багаторазовому використанні. Гібридні матеріали на основі наночастинок металів у структурі носіїв різної природи у вигляді плівок і дисперсій біосумісних оксидів, біополімерів, текстилю мають захист від можливої токсичної дії наночастинок та іонів металів, здатність до самоочищення, фотокаталітичні, кровоспинні властивості, термостійкість та ін.Матеріали на основі дисперсій Ag/SiO2 мають високу антибактеріальну та противірусну дію (одноразове застосування). Плівки Ag/SiO2 можуть виступати як довгострокове антибактеріальне покриття. Показано посилення антибактеріальних властивостей НЧ Ag-TiO2 дисперсій під впливом видимого світла та фотокаталітична дія під УФ-опроміненням. Бавовна, модифікована НЧ срібла, міді, демонструє високу ефективність знищення бактерій та деяких грибів - E. coli, K. pneumoniae, E. aerogenes, P. vulgaris, S. aureus, C. albicans та ін., зі збереженням біоцидної активності після 5 циклів прання. Досліджено динаміку виходу іонів срібла з поверхні НЧ у структурі текстилю при їхньому контакті з водою протягом 72 годин та кількість необоротно зв’язаних частинок зі збереженням біоцидної дії. Модифіковані тканини мають багаторазове застосування.Композити на основі НЧ металів у структурі кремнезему або оксиду титану в присутності біополімерів є ефективними гемостатичними засобами з бактерицидною дією. Альгінат натрію має відновлюючу і стабілізуючу дію на НЧ, а кремнезем запобігає агломерації металевих НЧ в отриманому композиті. Проте досить важко задовольнити численні цільові вимоги до біомедичних наноматеріалів на основі НЧ металів у складі дисперсних оксидів, а також текстилю та/або біополімерів («все в одному»), щоб отримати єдиний універсальний багатофункціональний матеріал, який не втратить свої властивості під час експлуатації. Доцільніше виробляти композити цільового призначення, наприклад, бактерицидні та противірусні, гідрофобні покриття для лабораторних поверхонь, упаковки тощо. Дослідження в цій області тривають. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-08-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/681 10.15407/hftp14.03.300 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 300-309 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 300-309 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 3 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 300-309 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.03 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/681/697 Copyright (c) 2023 A. M. Eremenko, I. S. Petrik, A. V. Rudenko |