Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії
Artificial implants are a favorable environment for bacterial adhesion and subsequent biofilm formation, thereby accelerating the development of infection in the area of implant incorporation. Despite significant progress in the development of various endoprostheses over the past decades, bacterial...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/714 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-714 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-19T09:52:28Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
рН-чутливі гідрогелі ендопротези наночастинки золота антибактеріальні властивості полівінілформаль акрилова кислота гідрогелеві імплантати Альбуцид |
| spellingShingle |
рН-чутливі гідрогелі ендопротези наночастинки золота антибактеріальні властивості полівінілформаль акрилова кислота гідрогелеві імплантати Альбуцид Samchenko, Yu. M. Dybkova, S. M. Reznichenko, L. S. Kernosenko, L. O. Gruzina, T. G. Poltoratska, T. P. Liutko, O. B. Vitrak, K. V. Podolska, V. I. Vorotytskyi, P. V. Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| topic_facet |
pH-sensitive hydrogels endoprosthesis gold nanoparticles antibacterial properties polyvinylformal acrylic acid hydrogel implants Albucid рН-чутливі гідрогелі ендопротези наночастинки золота антибактеріальні властивості полівінілформаль акрилова кислота гідрогелеві імплантати Альбуцид |
| format |
Article |
| author |
Samchenko, Yu. M. Dybkova, S. M. Reznichenko, L. S. Kernosenko, L. O. Gruzina, T. G. Poltoratska, T. P. Liutko, O. B. Vitrak, K. V. Podolska, V. I. Vorotytskyi, P. V. |
| author_facet |
Samchenko, Yu. M. Dybkova, S. M. Reznichenko, L. S. Kernosenko, L. O. Gruzina, T. G. Poltoratska, T. P. Liutko, O. B. Vitrak, K. V. Podolska, V. I. Vorotytskyi, P. V. |
| author_sort |
Samchenko, Yu. M. |
| title |
Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| title_short |
Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| title_full |
Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| title_fullStr |
Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| title_full_unstemmed |
Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| title_sort |
синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії |
| title_alt |
Synthesis and study on antimicrobial properties of hydrogel materials for maxillo-facial surgery |
| description |
Artificial implants are a favorable environment for bacterial adhesion and subsequent biofilm formation, thereby accelerating the development of infection in the area of implant incorporation. Despite significant progress in the development of various endoprostheses over the past decades, bacterial periprosthetic infection is one of the main factors leading to complications in their use, prolongation of rehabilitation, and significant economic losses. The present work is devoted to the creation of hybrid hydrogel nanocomposites with complex antimicrobial action for endoprosthetics in the maxillofacial region and for filling postoperative cavities (primarily after tumor removal). These nanocomposites were created on the basis of pre-synthesized spongy polyvinylformal with encapsulated gold nanoparticles, the pore space of which was partially filled with pH-sensitive hydrogels based on acrylic acid (or copolymers based on acrylamide and acrylic acid) with sorbed Albucid. The structure of the synthesized hybrid hydrogel materials was confirmed by IR spectroscopy. Studies of the kinetics of hydrogel swelling in buffer solutions with different pH values have shown that the sample filled with a copolymer of acrylamide and acrylic acid with their ratio 95:5 has the optimal properties for preserving the geometric dimensions of the material for endoprosthetics, while in the case of incorporation of 100 % acrylic acid, the degree of swelling of the material (and, respectively, its dimensions) can vary significantly with a change of рН. Antimicrobial effect of the developed hybrid hydrogel materials was investigated using the following bacterial cultures: Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 29213, Staphylococcus aureus ATCC 25923, and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. The antibacterial effect of polyvinylformal-based composites with incorporated gold nanoparticles that were saturated with Albucid on all test microorganisms was demonstrated (growth inhibition zones ranged from 15 to 35 mm), which will prevent microbial contamination of the developed hybrid hydrogel material when it is used in endoprosthesis. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/714 |
| work_keys_str_mv |
AT samchenkoyum synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT dybkovasm synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT reznichenkols synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT kernosenkolo synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT gruzinatg synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT poltoratskatp synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT liutkoob synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT vitrakkv synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT podolskavi synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT vorotytskyipv synthesisandstudyonantimicrobialpropertiesofhydrogelmaterialsformaxillofacialsurgery AT samchenkoyum sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT dybkovasm sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT reznichenkols sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT kernosenkolo sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT gruzinatg sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT poltoratskatp sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT liutkoob sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT vitrakkv sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT podolskavi sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí AT vorotytskyipv sinteztadoslídžennâantimíkrobnihvlastivostejgídrogelevihmateríalívdlâŝelepnolicevoíhírurgíí |
| first_indexed |
2025-07-22T19:35:15Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:45:54Z |
| _version_ |
1849658236331884544 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7142025-06-19T09:52:28Z Synthesis and study on antimicrobial properties of hydrogel materials for maxillo-facial surgery Синтез та дослідження антимікробних властивостей гідрогелевих матеріалів для щелепно-лицевої хірургії Samchenko, Yu. M. Dybkova, S. M. Reznichenko, L. S. Kernosenko, L. O. Gruzina, T. G. Poltoratska, T. P. Liutko, O. B. Vitrak, K. V. Podolska, V. I. Vorotytskyi, P. V. pH-sensitive hydrogels endoprosthesis gold nanoparticles antibacterial properties polyvinylformal acrylic acid hydrogel implants Albucid рН-чутливі гідрогелі ендопротези наночастинки золота антибактеріальні властивості полівінілформаль акрилова кислота гідрогелеві імплантати Альбуцид Artificial implants are a favorable environment for bacterial adhesion and subsequent biofilm formation, thereby accelerating the development of infection in the area of implant incorporation. Despite significant progress in the development of various endoprostheses over the past decades, bacterial periprosthetic infection is one of the main factors leading to complications in their use, prolongation of rehabilitation, and significant economic losses. The present work is devoted to the creation of hybrid hydrogel nanocomposites with complex antimicrobial action for endoprosthetics in the maxillofacial region and for filling postoperative cavities (primarily after tumor removal). These nanocomposites were created on the basis of pre-synthesized spongy polyvinylformal with encapsulated gold nanoparticles, the pore space of which was partially filled with pH-sensitive hydrogels based on acrylic acid (or copolymers based on acrylamide and acrylic acid) with sorbed Albucid. The structure of the synthesized hybrid hydrogel materials was confirmed by IR spectroscopy. Studies of the kinetics of hydrogel swelling in buffer solutions with different pH values have shown that the sample filled with a copolymer of acrylamide and acrylic acid with their ratio 95:5 has the optimal properties for preserving the geometric dimensions of the material for endoprosthetics, while in the case of incorporation of 100 % acrylic acid, the degree of swelling of the material (and, respectively, its dimensions) can vary significantly with a change of рН. Antimicrobial effect of the developed hybrid hydrogel materials was investigated using the following bacterial cultures: Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 29213, Staphylococcus aureus ATCC 25923, and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. The antibacterial effect of polyvinylformal-based composites with incorporated gold nanoparticles that were saturated with Albucid on all test microorganisms was demonstrated (growth inhibition zones ranged from 15 to 35 mm), which will prevent microbial contamination of the developed hybrid hydrogel material when it is used in endoprosthesis. Штучні імплантати є сприятливим середовищем для адгезії бактерій і подальшого формування біоплівки, тим самим прискорюючи розвиток інфекції в області інкорпорування імплантату. Незважаючи на значний прогрес у розробці різноманітних ендопротезів за останні десятиліття, бактеріальна перипротезна інфекція є одним з основних факторів, що призводять до ускладнень при їх застосуванні, подовження терміну лікування, значних економічних втрат. Дана робота присвячена створенню гібридних гідрогелевих нанокомпозитів з комплексною антимікробною дією для ендопротезування в щелепно-лицевій ділянці та для заповнення післяопераційних порожнин (насамперед, після видалення пухлин). Вказані нанокомпозити було створено на основі попередньо синтезованого губчатого полівінілформалю з інкопорованими наночастинками золота, поровий простір якого був частково заповнений рН-чутливими гідрогелями на основі акрилової кислоти (чи співполімерів на основі акриламіду та акрилової кислоти) з сорбованим антимікробним препаратом Альбуцидом. Структура синтезованих гібридних гідрогелевих матеріалів була підтверджена з використанням методу ІЧ-спектроскопії. Проведені дослідження кінетики набухання гідрогелів у буферних розчинах з різною величиною рН засвідчили, що оптимальні властивості щодо збереження геометричних розмірів матеріалу для ендопротезування має зразок, наповнений співполімером акриламіду та акрилової кислоти при їхньому співвідношенні 95:5, тоді як у випадку інкорпорування 100 % акрилової кислоти ступінь набухання матеріалу (і відповідно його розміри) може змінюватися у рази при зміні величини рН. Антимікробну дію розроблених гібридних гідрогелевих матеріалів було досліджено із використанням бактеріальних культур Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 29213, Staphylococcus aureus ATCC 25923 та Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. Продемонстровано антимікробну дію гідрогелевих нанокомпозитів на основі полівінілформалю з інкопорованими наночастинками золота, просочених Альбуцидом, стосовно усіх тестових мікроорганізмів (зони затримки росту становили від 15 до 35 мм), що забезпечуватиме запобігання мікробної контамінації розробленого гібридного гідрогелевого матеріалу при його використанні у ендопротезуванні. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-02-21 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/714 10.15407/hftp15.01.110 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 110-118 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 110-118 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 1 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 110-118 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/714/729 Copyright (c) 2024 Yu. M. Samchenko, S. M. Dybkova, L. S. Reznichenko, L. O. Kernosenko, T. G. Gruzina, T. P. Poltoratska, O. B. Liutko, K. V. Vitrak, V. I. Podolska, P. V. Vorotytskyi |