SLO | ENG

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva

Naslov:Surface modification of silicone with polysaccharides for the development of antimicrobial urethral catheters
Avtorji:Bračič, Matej (Avtor)
Fras Zemljič, Lidija (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Strnad, Simona (Komentor)
Šauperl, Olivera (Komentor)
Datoteke:.pdf DOK_Bracic_Matej_2016.pdf (5,86 MB)
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Doktorska disertacija (m)
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Opis:In this work, alternative polysaccharide-based coatings were used to improve the antimicrobial and antifouling properties of silicone surfaces used for urethral catheters. The introduction of a catheter in the urethra is commonly connected with a high risk of microbial infections which often result in long-term health damage. Polysaccharide-based coatings like chitosan, carboxymethyl chitosan, and a synergistic formulation between hyaluronic acid and a natural lysine-based surfactant, were used to treat silicone surfaces to overcome the infection problems as an alternative to conventional approaches, which include the administration of antibiotics or coatings with metal ions. The polysaccharide-based macromolecular solutions and dispersions were firstly characterised by means of pH-titrations, dynamic light scattering and scanning electron microscopy in order to determine the size of particles in dispersions and their pH dependant charging behaviour. The knowledge gained from this was used to thoroughly study the interactions of the polysaccharide-based solutions and dispersions with the model silicone surfaces. The model surfaces were ultra-thin films prepared by dissolution of silicone in toluene and subsequent spin-coating on quartz crystals. The influence of pH, salt concentration, and various surface activation processes on the adsorption behaviour was evaluated by means of a very precise quartz crystal microbalance with dissipation. This knowledge was transferred to the application of the coatings on real systems i.e. casted silicone sheets and silicone tubes. The surface morphology, surface chemistry, as well as the mechanical and chemical stability of the coatings were further characterised on both model and real systems. For this purpose different microscopy and spectroscopy methods, pH-potentiometric titrations and methods for evaluation of mechanical properties were used. Finally the antimicrobial and antifouling properties were evaluated. The antimicrobial properties were tested against gram-positive and gram-negative bacteria as well as fungi, which are commonly found in infected urine, while the antifouling properties were tested by measuring the adhesion of bovine serum albumin, fibrinogen, and lysozyme biomolecules onto functionalised model films using the quartz crystal microbalance. The results showed that homogeneous and stable coatings can be achieved by adsorption from dispersions of the polysaccharide-based nanoparticles of 200-300 nm in size, which are formed by precipitation; i.e. careful pH adjustments of chitosan to pH = 6.5, carboxymethyl chitosan to pH = 7, and by mixing the hyaluronic acid and natural lysine-based surfactant solutions at concentrations of 2.5 x 10-4 mol/L and 1.25 x 10- 3 mol/L for the hyaluronic acid and 5.0 x 10-4 mol/L and 1.2 x 10-3 mol/L for the surfactant, respectively . The mass of the coatings on model silicone films can be increased by a 3-step adsorption, which directly influences the antimicrobial properties of the coatings that are improved with increasing coating mass, reaching values of up to 90 % in reduction of microorganism growth. It was also shown that the hyaluronic acid-natural surfactant formulation is superior to the chitosan coatings. The same conclusions were drawn from the antifouling evaluation where the zwitterionic nature of the formulation between natural based lysine surfactant and HA successfully suppressed the adhesion of biomolecules on silicone surfaces, while the chitosan coatings only moderately prevented the adhesion of proteins. One can conclude that the polysaccharide-based coatings can be successfully introduced to silicone surfaces from dispersion and as such successfully prevent biomolecule adhesion and reduce the growth of pathogen microorganisms which can be found in the urine during urethral infections.
Ključne besede:Urethral catheters, Antimicrobial coatings, Silicone, Polysaccharides, Natural surfactants
Leto izida:2016
Založnik:M. Bračič]
Izvor:[S. l.
UDK:621.793/.795:678.8(043.3)
COBISS_ID:288200960 Povezava se odpre v novem oknu
Število ogledov:412
Število prenosov:46
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FS
:
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share

Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Površinska obdelava silikona s polisaharidi za razvoj protimikrobnih uroloških katetrov
Opis:V doktorskem delu je predstavljena uporaba alternativnih površinskih obdelav na osnovi polisaharidov za izboljšanje protimikrobnih lastnosti in znižanje adhezije biomolekul na silikonskih površinah, ki se uporabljajo za izdelavo uroloških katetrov. Uporaba katetrov je namreč tesno povezana z visokim tveganjem nastanka mikrobioloških infekcij, ki se velikokrat končajo z dolgoročnimi zdravstvenimi težavami. V ta namen so, kot alternativa antibiotikom in obdelavam s kovinskimi ioni, v doktorskem delu bile uporabljene površinske obdelave na osnovi polisaharidov kot so hitozan, karboksimetiliran hitozan in sinergistična formulacija med hialuronsko kislino in naravnim površinsko aktivnim sredstvon na osnovi lizina. Polisaharidi so bili nanešeni na površino silikona iz raztopin in disperzij, ki so bile prvotno okarakterizirane z nevtralizacijskimi titracijami, dinamičnim sipanjem svetlobe in vrstično elektronsko mikroskopijo z namenom pridobitve informacij o njihovem površinskem naboju in velikosti delcev v disperziji v odvisnosti od vrednosti pH medija. Sledila je podrobna študija interakcij med raztopinami in disperzijami polisaharidov z modelnimi silikonskimi površinami, kjer je bil preučen vpliv njihove vrednosti pH, koncentracije soli in različnih metod površinske aktivacije silikona s pomočjo uporabe natančne kremenove mikrotehtnice. Kot modelni sistem so bili uporabljeni tanki silikonski filmi narejeni z raztapljanjem silikona v toluenu in tvorbo filmov s »spin-coating« metodo. Znanje pridobljeno iz študija interakcij modelnih filmov je bilo uporabljeno za površinsko obdelavo realnih silikonskih sistemov kot so silikonske plošče in silikonske cevke. Študiju adsorpcije/desorpcije je sledila podrobna karakterizacija površinske morfologije, površinske kemije ter mehanske in kemijske stabilnosti površinskih obdelav na osnovi polisaharidov za modelne in realne sisteme. V ta namen so bile uporabljene različne mikroskopske in spektroskopske metode, nevtralizacijske titracije ter metode za določanje mehanskih lastnosti. Na zadnje so bile ovrednotene še protimikrobne lastnosti ter lastnosti proti adheziji biomolekul na površini silikona. Protimikrobne analize so bile izvedene na po gramu pozitivne in po gramu negativne mikroorganizme, ki se najpogosteje nahajajo v okuženem urinu, medtem ko so bile lastnosti proti adheziji biomolekul izvedene z adsorpcijo proteina albumina, fobrinogena in lizocima na zgolj modelne funkcionalne filme Rezultati so pokazali, da je homogeno nanešene , kakor tudi stabilne površinske obdelave silikonskih površin mogoče doseči z adsorpcijo polisaharidov iz njihovih disperzij, kjer delci dosegajo velikosti med 200 in 300 nm. Takšne disperzije je mogoče pripraviti z obarjanjem polisaharidov; t.j. z natančnim uravnavanjem vrednosti pH raztopine hitozana na pH = 6.5, karboksimetil hiztozana na pH = 7 in z mešanjem hialuronske kisline in naravne površinsko aktivne snovi na osnovi lizina pri koncentracijah 2.5 x 10-4 mol/L in 1.25 x 10- 3 mol/L za hialuronsko kislino in 5.0 x 10-4 mol/L in 1.2 x 10-3 mol/L za površinsko aktivno snov.. Z višanjem števila nanesenih slojev polisaharidov je prav tako mogoče povečati maso in debelino slojev, kar neposredno vpliva na povišanje protimikrobnih lastnosti, in se odraža v do 90 odstotnem zaviranju rasti patogenih mikroorganizmov kot so Escherichia coli, Staphylococcus aureus in Pseudomonas aeruginosa.. Pri tem se je kot najboljša izkazala formulacija med hialuronsko kislino in naravno površinsko aktivno snovjo na osnovi lizina, ki zaradi svojega amfoternega značaja izkazuje tudi najboljše lastnosti proti adheziji biomolekul, medtem ko se obe vrsti hitozana izkažeta slabše. Iz dobljenega znanja in rezultatov doktorske naloge je mogoče sklepati, da površinska obdelava silikonskih površin na osnovi polisaharidov uspešna, v kolikor se izvede iz disperzij polisaharidov. Takšni površinski nanosi uspešno zavirajo rast mikroorganizmov, ki povzročajo infekcije pri uporabi katetrov.
Ključne besede:Urološki katetri, Protimikrobni premazi, Silikon, Polisaharidi, Naravna površinsko aktivna sredstva


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici