Antibakteriese hidrogel wat spontaan geproduseer word

Antibakteriese hidrogel wat spontaan geproduseer word

Weerstand teen antibiotika is een van die grootste struikelblokke vir die behandeling van bakteriële siektes. Daarbenewens veroorsaak gereelde nosokomiale infeksies verskeie probleme, veral in gehospitaliseerde pasiënte.

In 2019 dui die Centers for Disease Control and Prevention aan dat meer as 700 duisend mense jaarliks aan bakteriële siektes regoor die wêreld sterf. Hierdie omstandigheid het gelei tot die skepping van alternatiewe opsies.

Antibakteriese materiale is miskien die mees belowende van hierdie behandelings. Antibakteriese hidrogels, wat dikwels in die wetenskaplike literatuur ondersoek word, word in verskeie velde gebruik, insluitend afvalverwydering, waterbehandeling en oppervlakbedekking, veral in die biomediese industrie.
In hierdie werk word beweer dat 'n antibakteriese hidrogel geproduseer sal word.

Daar word geglo dat die N-2-hidroksipropiel-metakrilamied (HPMA) wat dit bevat dit van goeie bioversoenbaarheid sal voorsien, wat dit geskik maak vir toepassing in verskillende weefselingenieursondersoeke, veral in wondbedekking.

Die gekwaterniseerde 4-vinielpiridien in sy struktuur sal die polimeer 'n positiewe lading gee. Daar word dus verwag dat die stof bakterieë sal doodmaak deur 'n kontak-aktiewe proses deur die negatief gelaaide bakteriese selwand te disintegreer. Deur kriogelering as die vervaardigingsproses te gebruik, word gehoop dat die hidrogel gevorm sou 'n makroporeuse struktuur hê.

Daarom sal dit in staat wees om te absorbeer en vernietig bakterieselle soos 'n spons. In teenstelling met hidrogels wat antibakteriese verbindings (biosiede) aan die omgewing vrystel, word geglo dat die antibakteriese meganisme se weefseltoksisiteit minimaal sal wees as gevolg van die positiewe ladings in sy struktuur.

Die cryogel wat in hierdie navorsing aanbeveel word, het ten doel om bakteriële infeksies te verminder, siektes wat deur openbare kontak oorgedra word te voorkom, en die behandeling van antibiotika-weerstandige bakteriële infeksies.

As dit as 'n wondverband gebruik word, sal dit sekondêre infeksies voorkom deur antibakteriese aktiwiteit rondom die area te verskaf, wat dus weefselgenesing versnel.

Dit word geglo om by te dra tot watersuiwering of ontsmetting wanneer dit in waterbehandeling of ontsmetting gebruik word, en wanneer dit as 'n bedekkingsmateriaal op verskillende mediese toerusting toegedien word, voorkom dit die produksie van bakteriese biofilm en verminder hospitaalinfeksies.

Hidrogel is 'n hidrofiele

Hidrogel is 'n hidrofiele, water-onoplosbare polimeriese makromolekule met 'n hoë waterabsorpsievermoë; dit kan in 'n aantal biomediese toepassings aangewend word; dit is poreus, buigsaam en kruisgebind; en dit kan vervaardig word met 'n wye reeks chemiese en fisiese eienskappe.

Dit kan gebruik word in die reiniging en suiwering van water van bakterieë, as 'n weefselsteier en wondverbandmateriaal in weefselingenieurswese, in die verwydering van besoedelingstowwe uit die omgewing, in suiweringsprosesse, en as 'n antibakteriese middel in die mediese gebied.

Antibakteriese hidrogels

Navorsers het antibakteriese hidrogels vervaardig as 'n alternatiewe strategie teen antibiotika weerstand.

Weens die afwesigheid van medikasie soos antibiotika in die stof, word weerstand voorkom en 'n doeltreffende antibakteriese meganisme ontwikkel.

Die siektes wat veroorsaak word deur antibiotika-weerstandige bakterieë, waarvan die getal aan die toeneem is, maak jaarliks ongeveer 13 miljoen mense dood [5].

Die erns van die situasie het die belangrikheid van navorsing oor antibakteriese materiaal verhoog.
As gevolg van hul positiewe lading, word gekwaterniseerde ammoniumgroepe algemeen gebruik in antibakteriese hidrogels omdat hulle die negatief gelaaide bakteriese selwand kan afbreek.

Vir die vervaardiging van self-antibakteriese hidrogels word kwaternêre ammoniumbevattende polimere gebruik. Positiewe laai van die 4-vinielpiridien se tersiêre amiengroep deur kwaternisering verleen antibakteriese eienskappe.

Die polimeer N-2-hidroksipropiel metakrilamied (HPMA) word ook gebruik in medikasie aflewering en antibakteriese hidrogel toepassings.

Dit bied 'n aansienlike voordeel as gevolg van sy bioversoenbaarheid . In hierdie navorsing, kopolimere sal geskep word deur twee polimere te kombineer.

Dus sal die resulterende hidrogel beide antibakteriese en bioversoenbaarheidskenmerke vertoon.

Om bakterieë binne sy porieë vas te vang, moet die hidrogel, wat bedoel is om 'n kontak-aktiewe meganisme te hê, makroporeus wees. Om hierdie rede is kriogelering gekies as die tegniek vir die vervaardiging van die jel.
By baie lae temperature is kriogelering die gelyktydige kruisbinding van polimeer in oplossing.

Yskristalle tree op as 'n porogeen wanneer hulle vries in die gapings tussen polimere

Na die kriogeleringsproses sal die bevrore oplossing smelt en 'n makroporeuse kriogel sal vorm. In ons ondersoek was dit bedoel om water uit die bevrore gel te verwyder deur dit te droog.
As gevolg van die navorsing, die bogenoemde feite is waar.
Deur die kenmerke daarvan te gebruik, sal 'n cryogel met uitstekende bioversoenbaarheid, nie-toksisiteit, makroporositeit, intrinsieke antibakteriese aktiwiteit en 'n doeltreffende metode vervaardig word.

Hipotese

Weerstand teen antibiotika is een van die grootste struikelblokke vir die behandeling en voorkoming van bakteriële siektes.
Ongeveer 13 miljoen mense sterf jaarliks aan bakteriële siektes.
Verskillende maniere word dus gepoog om infeksie te voorkom of te genees.
Antibakteriese materiaalnavorsing het belowende bevindinge in hierdie domein getoon.

In hierdie werk word makroporeuse gekwaterniseerde 4-vinielpiridien (4-VP) en N-2-hidroksipropylmetakrilamied (HPMA) kopolimeer voorgestel om 'n positief gelaaide kriogel te maak.

In hierdie situasie; Afhangende van die pH-waarde van sy omgewing, kan 4-VP verskillende chemiese en morfologiese eienskappe toon. Die tersiêre amiengroep van die piridienring kan positief gelaai wees by suur pH-vlakke en ook deur kwaternisering met verskillende stowwe. In hierdie werk word geprojekteer dat die kwaternisering en positiewe laai van die cryogel dit antibakteriese vermoëns sal verleen.
In biomediese navorsing is N-2-hidroksipropylmetakrilamied (HPMA) een van die hidrofiliese polimere wat die meeste gebruik word.
Dit is in die tesisnavorsing bevoordeel omdat om sy beduidende eienskappe, soos hoë bioversoenbaarheid, nie-toksiese effek en verminderde oppervlakadsorpsie.

Aangesien 4-VP 'n skadelike impak het wanneer dit alleen gebruik word, is geglo dat deur dit as 'n kopolimeer met bioversoenbare HPMA te sintetiseer, 'n materiaal met verminderde toksisiteit geproduseer kan word.
Die wateroplosbare kruisbindingsmiddel 1-etiel-3-(3-dimetielaminopropyl)karbodiimiedhidrochloried (EDC) aktiveer karboksiel- en amiengroepe. Dit reageer by beide kamertemperatuur en temperature onder nul.

Kruisbinding verhoed die skep van ongewenste sygroepe aangesien daar geen tussenganger is nie.

EDC sal kruisbinding in hierdie ondersoek bewerkstellig deur die -COOH-groepe aan die einde van die kwaternêre piridienring aan die amiengroepe van etileendiamien in die medium te verbind. Daarbenewens, aangesien kriogelering as die vervaardigingsproses aangewend sal word, sal die EDC se bedryfstemperatuur is aanvaarbaar vir hierdie reaksietemperatuur.
Kryogelering is gekies as die tegniek van vervaardiging.
Dit is omdat kriogelering hidrogels met makroporeuse argitekture lewer.
Aangesien die kriogel wat in die artikel beskryf word, bedoel is om bakterieë dood te maak deur hulle vas te vang, moet die jel se porieë groot wees. Daar word geglo dat die verlangde eienskap op hierdie manier verkry sal word.
Verder, met behulp van hierdie prosedure, die kriogel se vloeistofabsorpsievermoë sal groter wees as dié van hidrogels.

Wat is Hydrogel?

Hidrogels is makromolekules wat hidrofilies en onoplosbaar in water is.

Daar word soms na hulle verwys as semi-oop netwerkstelsels wat bestaan uit verstrengelde of kort kettings van verskillende lengtes wat deur kruisskakels verbind is [1].
Met ander woorde, hidrogels is stowwe wat gevorm word deur hidrofiele monomere te polimeriseer in die teenwoordigheid van kruisbinders of deur polimeerkettings met 'n water-liefdevolle struktuur te kruis.
Dit is aanvanklik in 1960 deur Wichterle en Lim gerapporteer. Vir 'n stof om as a hidrogel, sy waterinhoud moet ten minste 10% van sy totale massa (of volume) uitmaak.

As gevolg van hul hoë waterinhoud, besit hidrogels 'n vergelykbare mate van elastisiteit as natuurlike weefsel.

Hidrogels kom ook natuurlik voor.

Byvoorbeeld, bakteriese biofilms en vegetatiewe strukture is algemeen in die natuur en hou groot hoeveelhede water.
Gelatien en agar is in die oudheid gebruik [4] as noodsaaklike bestanddele.
Wanneer blootgestel aan a termodinamies voldoende oplosmiddel (water of ander biologiese vloeistof), kan hierdie materiale, wat 'n aansienlike hoeveelheid oplosmiddel in hul porieë of interstisiële ruimtes kan bevat, uitbrei tot hul maksimum grootte.

In reaksie op sekere fisiese en chemiese stimuli ondergaan hidrogels 'n merkbare volumefaseverandering of gel-sol-oorgang.

Fisiese stimuli sluit in temperatuur, elektriese en magnetiese velde, oplosmiddelinhoud, ligintensiteit en intensiteit, terwyl chemiese (of biologiese) stimuli pH, teenwoordigheid van ione en bepaalde chemikalieë insluit.

In die meeste gevalle is hidrogel-konformasieveranderinge omkeerbaar.

Met ander woorde, die hidrogel-stof kan na sy oorspronklike toestand terugkeer na 'n reaksie waarin die stimulus onttrek word.
Die reaksie op eksterne stimuli word bepaal deur die tipe van die materiaal se monomeer, die ladingsdigtheid, die bestaan van kettings en die graad van kruisbinding.

Hidrojelle se hidrofilisiteit, waterabsorpsievermoë en rigiditeit word bepaal deur die teenwoordigheid van hidrofiliese sygroepe in hul hoofketting (ruggraat).
Groepe soos alkohol, karboksielsuur (-COOH), amied (-CONH2), amino (-NH2), en sulfonsuur (-SO3H) kan as voorbeelde verskaf word. 

Die kenmerkende kenmerke van hidrogels

Hidrogel-eienskappe, soos gewenste funksionaliteit, omkeerbaarheid, steriliseerbaarheid en bioversoenbaarheid, voldoen aan biologiese en materiële kriteria vir weefsel-/orgaanbehandeling en interaksie met biologiese sisteme.

As gevolg van hierdie kenmerke kan hidrogels ook gebruik word in die domeine van watersuiwering, ioonuitruilchromatografie, olieherwinning, sensorbedryf, geïmmobiliseerde ensiemindustrie, landbou, voedselverpakking, apteek en biomedisyne.

Ten spyte van voordelige eienskappe soos hidrofilisiteit, swelvermoë, gelbaarheid, meganiese sterkte, porositeit en bioversoenbaarheid, het hidrogels ook ongewenste eienskappe.

Die beperking van die gebruik van hidrogels sluit in beperkte oplosbaarheid, oormatige kristallisasie, sekere ongunstige meganiese en termiese eienskappe, die bestaan van ongereageerde monomere, en die gebruik van gevaarlike kruisbinders.
Die bioafbreekbaarheid van die hidrogel word bepaal deur die monomeer- en bindingstipe. Gevolglik wissel die bioafbreekbaarheid van hidrogels na gelang van hul beoogde gebruik

Produksie van natuurlike antibakteriese cryogels

Bron :https://steelstandart.com/production-of-spontaneous-antibacterial-cryogels/