Aloe verát tartalmazó kitozán alapú hidrogélek fizikai-kémiai vizsgálata, orvosbiológiai célokra

Drabczyk Anna

1 Anyagmérnöki és Fizikai Kar, Anyagtudományi Intézet, Krakkói Műszaki Egyetem, 37 Jana Pawła II Av., 31-864 Krakkó, Lengyelország; lp.po@balganeladgam (M.G.); [email protected] (D.M.)

Sonia Kudłacik-Kramarczyk

1 Anyagmérnöki és Fizikai Kar, Anyagtudományi Intézet, Krakkói Műszaki Egyetem, 37 Jana Pawła II Av., 31-864 Krakkó, Lengyelország; lp.po@balganeladgam (M.G.); [email protected] (D.M.)

Magdalena Głąb

1 Anyagmérnöki és Fizikai Kar, Anyagtudományi Intézet, Krakkói Műszaki Egyetem, 37 Jana Pawła II Av., 31-864 Krakkó, Lengyelország; lp.po@balganeladgam (M.G.); [email protected] (D.M.)

Magdalena Kędzierska

2 Kemoterápiás tanszék, Lodzi Orvostudományi Egyetem, WWCOiT Copernicus Kórház, 90-001 Lodz, Lengyelország; moc.liamg@adgamnoelemak

Anna Jaromin

Dariusz Mierzwiński

1 Anyagmérnöki és Fizikai Kar, Anyagtudományi Intézet, Krakkói Műszaki Egyetem, 37 Jana Pawła II Av., 31-864 Krakkó, Lengyelország; lp.po@balganeladgam (M.G.); [email protected] (D.M.)

Bożena Tyliszczak

1 Anyagmérnöki és Fizikai Kar, Anyagtudományi Intézet, Krakkói Műszaki Egyetem, 37 Jana Pawła II Av., 31-864 Krakkó, Lengyelország; lp.po@balganeladgam (M.G.); [email protected] (D.M.)

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A hidrogél anyagokat, amelyeket eleinte főként kontaktlencseként használtak [10], ma már nagyon sok területen alkalmazzák [11], azaz az orvostudományban, például bioterápiás molekulák leadására [12], szövettechnikára [13], vagy sebkötözés előkészítése során [14]. Ezenkívül a természeti erőforrásokon alapuló hidrogéleket nagyon gyakran használják a kozmetológiában [15]. Ezek a polimerek alkalmazhatók a mezőgazdaságban is, azaz öntözőrendszerekben [16] vagy szennyező anyagok elnyelőjeként [17].

A nehezen gyógyuló sebek továbbra is problematikusak, és speciális kötések kifejlesztését igénylik, amelyek megfelelő környezetet biztosítanak a gyógyulási folyamathoz. A hidrogélek tulajdonságaik miatt alkalmazhatók ilyen kötésekként. A kutatás újdonsága a megfelelő kötőanyagok kifejlesztése, amelyek kívánatos tulajdonságokkal rendelkeznek, beleértve a megfelelő szorpciós tulajdonságokat és a szakítószilárdságot. Egy ilyen anyagnak biztosítania kell a környezetet, amely elősegíti a sebgyógyulási folyamatot, vagyis el kell szívnia a sebváladékot, jól tapadjon a sebhez, és - a seb helyétől függően - megfelelő rugalmasságot mutasson. Ezeket a tulajdonságokat kitozán alapú hidrogélekkel érhetjük el, amelyek Aloe vera levet tartalmaznak. A hidrogél polimer hálózatában hidrofil funkciós csoportok jelenléte miatt ezek a polimerek szorpciós képességet mutatnak. Ezenkívül az aloe vera juice gyulladáscsökkentő hatást mutat, és egy ilyen adalék hozzájárulhat az ezt a módosítószert tartalmazó hidrogélek nyugtató hatásához, amely szintén pozitívan befolyásolhatja a sebgyógyulást.

A bemutatott vizsgálatokban kitozán alapú hidrogéleket készítettek UV sugárzás útján. Ezután az anyagok fizikai-kémiai tulajdonságait jellemeztük, beleértve a duzzadóképességet, a szakítószilárdságot az alkalmazott feszültség alatt, vagy a kiválasztott sejtvonalakkal szembeni citotoxicitást. A duzzadóképesség fontos a sebváladék korábban említett ilyen anyag általi felszívódása miatt. Ellenkező esetben egy ilyen váladék felhalmozódhat a seb közelében, és akadályozhatja a gyógyulási folyamatot. A vizsgálatok egyik lényeges szempontja a hidrogélek szintéziséhez használt térhálósító szer mennyiségének és molekulatömegének a fizikai-kémiai tulajdonságokra gyakorolt hatásának meghatározása volt. Az alkalmazott térhálósító anyag mennyisége befolyásolja a képződött hidrogél térhálósítási sűrűségét. Ez viszont befolyásolhatja duzzadási tulajdonságait és szakítószilárdságát. A kötőanyag szakítószilárdsága alkalmazási okokból fontos. Ha ilyen kötést alkalmaznak a sebre nagy mozgékonyságú helyen (például könyök, térd stb.), Akkor a kötés rugalmassága előnyösebb. Ellenkező esetben nehéz lenne fenntartani egy ilyen öltözködést. Más esetekben előnyösebb lehet a merevebb öltözködés. Ezért elengedhetetlen az említett tulajdonságok meghatározása.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Anyagok

Térhálósító szer, azaz diakrilát-poli (etilén-glikol) (PEGDA; átlagos molekulatömeg Mn = 575 g/mol - PEGDA 575 és Mn = 700 g/mol - PEGDA 700) és fotoiniciátor, azaz 2-hidroxi-2-metil-propiofenon ( 97%, d = 1,077 g/ml) Merck-től (Darmstadt, Németország) kaptuk. Kitozánt (alacsony molekulatömegű, deacetilezési fok 75–85%) Sigma Aldrich-től (Saint Louis, MO, USA) kaptunk. Az aloe vera-levet (99,5%) a Herbal Pharmaceuticals-ban (Krakkó, Lengyelország) vásárolták.

2.2. Hidrogélek szintézise

A hidrogéleket fotopolimerizációval állítottuk elő EMITA VP-60 lámpával (teljesítmény: 180 W, λ = 320 nm, Famed, Lodz, Lengyelország) sugárforrásként. Erre a célra elkészítettük a kiindulási oldatot, azaz a kitozán 1% -os 0,05% -os ecetsav-oldatát. Ezt az oldatot (50 ml) összekevertük megfelelő mennyiségű (2, 4, 8, 10, 12 ml) térhálósító szerrel (PEGDA 575) és 0,5 ml fotoiniciátorral (2-hidroxi-2-metil-propiofenon). Az elkészített oldatokat intenzíven keverjük, hogy homogén keverékeket kapjunk, majd a Petri-csészékbe öntjük és UV-sugárzással kezeljük 120 másodpercig.

Ezután a szintézisek második sorozatát, azaz a PEGDA 700-at hasonló módon hajtották végre. Megfelelő mennyiségű kitozánoldatot, térhálósítót és a fotoiniciátort összekevertünk és UV-sugárzással kezeltünk 120 másodpercig.

A kapott minták összetételeit az 1. és a 2. táblázatban mutatjuk be .

Asztal 1

Hidrogél készítmények, amelyeket térhálósító szerként PEGDA 575 alkalmazásával állítottunk elő.