Badania biologiczne kompozytów polimerowych zawierających nanocząstki srebra

• Autorzy: Ziąbka M. , Dziadek M. , Gryń K. , Klesiewicz K. , Menaszek E.

Warianty tytułu

EN

Biological studies of polymer composites containing silver nanoparticles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem pracy jest badanie właściwości biologicznych kompozytów polimerowych otrzymanych w procesie wytłaczania i wtrysku. Do badań użyto medycznego polietylenu o wysokiej gęstości, HDPE. Jako fazę modyfikującą zastosowano nanocząstki srebra, nAg. Właściwości biologiczne materiałów zostały ocenione w wyniku testu cytotoksyczności, żywotności/proliferacji komórek oraz testu działania przeciwbakteryjnego. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że materiały kompozytowe zawierające nanocząstki srebra nie wykazują działania cytotoksycznego wobec komórek osteoblastycznych i fibroblastów ludzkich. Dodatek nanosrebra nie powoduje działania przeciwbakteryjnego zarówno wobec bakterii Gram-dodatnich jak i Gram- -ujemnych. Zwiększanie ilości użytego modyfikatora nie zwiększa działania przeciwbakteryjnego. Komórki osiadłe na próbkach kontrolnych, polimerowych i kompozytowych miały prawidłowy, wrzecionowaty kształt. Zasiedlały ich powierzchnie w dużych ilościach, w sposób równomierny. Zaobserwowano wzrost ilości komórek na powierzchni próbek wraz z zawartością nanocząstek srebra, co związane jest ze wzrostem chropowatości powierzchni.

EN

The main aim of this research is the examination of biological properties of polymer composites obtained in the process of extrusion and injection molding. It has been decided to use high-density medical polyethylene (HDPE) as a matrix, which afterwards has been modified with silver nanoparticles. Biological properties have been examined during cytotoxicity tests, cell viability/cell proliferation tests and antibacterial activity tests. Based on obtained results, it has been proved that composites with addition of silver nanoparticles do not cause cytotoxic effect on osteoblast cells and human fibroblasts, concerning both Gram-positive and Gram-negative bacteria. The increasing amount of modifier does not increase antibacterial activity. The control samples were characterized by high proliferation rate and evenly distributed cells of proper, spindle-like shape. The surface was settled with cells evenly and densely. It has been observed that amount of silver nanoparticles affects cells proliferation what is related to increasing surface roughness.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty polimerowe; nanocząstki srebra; cytotoksyczność; działanie przeciwbakteryjne

EN

polymer composites; silver nanoparticles; cytotoxicity; antibacterial activity

• Wydawca: Jacek Doskocz
• Czasopismo: Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 23, nr 2
• Strony: 75--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Ziąbka M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Dziadek M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Gryń K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Biomateriałów, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Klesiewicz K.

• Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Farmaceutyczny, Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej, 30-688 Kraków, ul. Medyczna 9

autor

Menaszek E.

• Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Farmaceutyczny, Katedra Farmakobiologii, Zakład Cytobiologii, 30-688 Kraków, ul. Medyczna 9

Bibliografia

• [1] S.Galdiero, A. Falanga, M. Vitiello, M. Cantisani, V. Marra, M.Galdiero: Silver Nanoparticles as Potential Antiviral Agents, Molecules, vol. 16, 2011, s. 8894–8918.
• [2] S. Chernousova, M. Epple: Silver as antibacterial agent: Ion, nanoparticle, and metal, Angewandte Chemie International Edition, col. 51, 2012, s. 2–20.
• [3] S. Pal, Y.K. Tak, J.M. Song: Does the Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles Depend on the Shape of the Nanoparticle? A Study of the Gram-Negative Bacterium Escherichia coli, Applied and Environmental Microbiology, vol. 73, 2007, s. 1712–1720.
• [4] M.A. Raza, Z. Kanwal, A. Rauf, A.N. Sabri, S. Riaz, S. Naseem: Size- and Shape-Dependent Antibacterial Studies of Silver Nanoparticles Synthesized by Wet Chemical Routes, Nanomaterials, vol. 6, 2016, doi:10.3390/nano6040074
• [5] Z. Xiu, Q. Zhang, H.L. Puppala, V.L. Colvin, P.J.J Alvarez: Negligible Particle-Specific Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles, Nano Letters, vol. 12, 2012, s. 4271–4275.
• [6] P.V. Dong, C.H. Ha, L.T. Binh, J. Kasbohm: Chemical synthesis and antibacterial activity of novel-shaped silver nanoparticles, International Nano Letters, vol. 2, 2012, s. 1–9.
• [7] B. Sadeghi, F.S. Garmaroudi, M. Hashemi, H.R. Nezhad, A. Nasrollahi, S. Ardalan: Comparison of the anti-bacterial activity on the nanosilver shapes: Nanoparticles, nanorods and nanoplates, Advanced Powder Technology, vol. 23, 2012, s. 22–26.
• [8] M. Ahamed, M.S. Al Salhi, M.K.J. Siddiqui: Silver nanoparticle applications and human health, Clinica Chimica Acta, vol. 411, 2010, s. 23–24,
• [9] M. Ziąbka, A. Mertas, W. Król, A. Bobrowski, J. Chłopek: High Density Polyethylene Containing Antibacterial Silver Nanoparticles for Medical Applications, Macromolecular Symposia, vol. 315, 2012, s. 218–225.
• [10] G. Bugla-Płoskońska, A. Leszkiewicz: Biologiczna aktywność srebra i jego zastosowanie w medycynie, Kosmos, vol. 56(1−2), 2007, s. 115−122.
• [11] A.P. Fraise, P.A. Lambert, J.-Y. Maillard (red.): Russell, Hugo & Ayliffe's Principles and Practice of Disinfection, Preservation & Sterilization, Wiley-Blackwell, 2004.
• [12] Bacterial Morphology: http://micro.digitalproteus.com/morphology2.php.
• [13] B. Sadeghi, M. Jamali, Sh. Kia, A. Amininia, S. Ghafari: Synthesis and characterization of silver nanoparticles for antibacterial activity, International Journal of Nano Dimmension, vol. 1(2), 2010, s. 119−124.
• [14] C. Marambio-Jones, E.M.V. Hoek: A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment, Journal of Nanoparticles Research, vol. 12 , 2010, s. 1531−1551.
• [15] Z. Wzorek, M. Konopka: Nanosrebo – nowy środek bakteriobójczy, Czasopismo Techniczne 1Ch, 2007, s. 1−7.
• [16] C. Damm, H. Munstedt, A. Rosch: The antimicrobial efficacy of polyamide 6/silver-nano- and microcomposites, Materials Chemistry and Physics, vol. 108, 2008, s. 61–66.
• [17] M. Rai, A. Yadav, A. Gade: Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials, Biotechnology Advances, vol. 27, 2009, s. 76–83.
• [18] S. Iravani, H. Korbekandi, S.V. Mirmohammadi, B. Zolfaghari: Synthesis of silver nanoparticles: chemical, physical and biological methods, Research in Pharmaceutical Sciences, vol. 9(6), 2014, s. 385−406.
• [19] S. Kittler, C. Greulich, J. Diendorf, M. Koller, M. Epple: Toxicity of silver nanoparticles increases during storage because of slow dissolution under release of silver ions, Chemistry of Materials, vol. 22(16), 2010, s. 4548−4554.
• [20] S. Pal, Y.K. Tak, J.M. Song: Does the Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles Depend on the Shape of the Nanoparticle? A Study of the Gram-Negative Bacterium Escherichia coli, Applied Environmental Microbiology, vol. 73(6), 2007, s. 1712−1720.
• [21] A. Ivask, I. Kurvet, K. Kasemets, I. Blinova, V. Aruoja, S. Suppi, M. Visnapuu: Size-dependent toxicity of silver nanoparticles to bacteria, yeast, algae, crustaceans and mammalian cells in vitro, PloS one, vol. 9(7), 2014, e102108.