1.
Razvoj bioaktivnih membran na osnovi bakterijske nanoceluloze za uporabo pri opeklinahUrška Jančič, 2024, doctoral dissertation
Abstract: V doktorski disertaciji smo se osredotočili na razvoj novih bioaktivnih membran na osnovi bakterijske nanoceluloze (BnC), in situ, modificirane s karboksimetil celulozo (CMC), in ex situ, modificirane s proteolitskim encimom bromelainom (Br) in/ali protimikrobnim peptidom nizinom (N) za nekirurško odstranitev mrtvega kožnega tkiva (mrtvine) pri opeklinah ter hitrejše, učinkovitejše in netoksično celjenje opeklin. Membrane BnC smo producirali s pred kratkim opisano novo vrsto ocetnokislinske bakterije Komagataeibacter melomenusus AV436T, saj je bila ta izmed testiranih ocetnokislinskih bakterij najproduktivnejša. Za učinkovito odstranitev ostankov bakterij in komponent gojišča smo optimizirali alkalno obdelavo membran (1 h 0,5 M NaOH), s CMC-Br konjugati pa smo določili optimalno masno razmerje zamreževalca EDC/NHS (2/1) za najvišjo ohranitev specifične proteolitske aktivnosti bromelaina. In situ modifikacijo membran BnC smo izvedli z dodajanjem CMC v gojišče RAE za namnoževanje bakterij, kar je vodilo v nastanek membran BnC-CMC s karboksilnimi skupinami, gostejšo razporeditvijo fibrilov in izboljšanim rehidracijskim razmerjem v primerjavi z membrano BnC. Bromelain smo ex situ imobilizirali na (modificirane) membrane BnC z adsorpcijo in kovalentno vezavo z uporabo zamreževalca EDC/NHS, pri čemer smo za identifikacijo optimalne kombinacije procesnih parametrov (koncentracije CMC, bromelaina in zamreževalca EDC/NHS) z maksimalno specifično proteolitsko aktivnostjo bromelaina uporabili metodologijo odzivnih površin (RSM). S koimobilizacijo bromelaina in nizina smo proučevali sinergistični učinek obeh komponent s ciljem razširitve protimikrobnega delovanja in pridobitve proteolitskega delovanja. Optimalne bioaktivne membrane in njihove reference smo okarakterizirali s fizikalno-kemijskimi analiznimi metodami, kar je vključevalo ATR-FTIR in mikroanalizo FTIR, SEM, EDS, XPS, XRD, stične kote, kapaciteto zadrževanja vode, rehidracijsko razmerje, vsebnost vode, zeta potencial, TGA, mehanske lastnosti in specifično proteolitsko aktivnost. Biološko aktivnost membran smo analizirali s testiranjem protimikrobne aktivnosti in z različnimi in vitro (celična viabilnost in morfologija celic NHDF in HaCaT, celjenje ran) in ex vivo metodami (testiranje bioadhezije na modelu piščančje kože, testiranja toksičnosti na ekspantatih človeške kože – histološke študije, aktivnost LDH, sproščanje IL-8). Optimalni imobilizacijski pogoji (9 mg/mL CMC in 10 mg/mL bromelaina) so omogočili hiperaktivacijo encima s specifično proteolitsko aktivnostjo 2,3 U/mg in 39,1 % učinkovitostjo imobilizacije. Imobilizacija bromelaina in/ali nizina na membrano BnC-CMC je povečala povprečen premer nanovlaken, rehidracijsko razmerje in vsebnost vode ter izboljšala protimikrobno delovanje in adhezijske lastnosti. Membrani BnC-CMC in BnC-CMC-N sta bili in vitro citokompatibilni za celice NHDF in HaCaT ter sta povzročili hitrejšo proliferacijo celic HaCaT in/ali migracijo celic NHDF kot komercialni produkt Vivamel. Ex vivo analiza na ekspantatih človeške kože je za membrano BnC-CMC pokazala citokompatibilnost brez akutne toksičnosti in iritacije kože, membrana BnC-CMC-N je bila prav tako citokompatibilna brez akutne toksičnosti, vendar z zmernim dražilnim učinkom. Membrana BnC-CMC-Br je na ekspantatih človeške kože izkazovala aktivnost, ki se je odražala v razgradnji medceličnih stikov v epidermisu, vendar ni povzročila inducirajoče akutne toksičnosti in iritacije kože. Pripravljene membrane BnC-CMC, BnC-CMC-Br in BnC-CMC-N izkazujejo potencial za uporabo v različnih fazah zdravljenja opeklin.
Keywords: bakterijska nanoceluloza, bioaktivnost, bromelain, nizin, protimikrobna aktivnost, proteolitska aktivnost, membrana, opekline
Published in DKUM: 14.01.2025; Views: 0; Downloads: 2
Full text (14,79 MB)
