Kofeina jako czynnik modyfikujący hydrożele akrylowe

• Autorzy: Tyliszczak B. , Kudłacik-Kramarczyk S. , Drabczyk A.

Warianty tytułu

EN

Caffeine as a modifying agent in acrylic hydrogels

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Hydrożele są materiałami zbudowanymi z łańcuchów polimerowych, które tworzą trójwymiarową i usieciowaną strukturę. Mają one bardzo dużą zdolność do pochłaniania wody, stąd też bardzo często są nazywane superabsorbentami. Inne cechy charakteryzujące hydrożele to elastyczność oraz nietoksyczność. Poprzez swoje właściwości hydrożele są często stosowane w inżynierii tkankowej, układach dostarczania leku czy w opatrunkach hydrożelowych. Celem pracy była ocena wpływu modyfikacji matrycy polimerowej kofeiną na właściwości i strukturę hydrożeli, natomiast zakres pracy obejmował syntezę i modyfikację matrycy polimerowej oraz badania inkubacyjne in vitro, spektroskopowe i fizykochemiczne. W pracy zostały przeprowadzone i omówione badania hydrożeli modyfikowanych różną zawartością kofeiny. Hydrożele zostały poddane badaniom sprawdzającym ich zdolność absorpcyjną w roztworach składem przypominającym płyny ustrojowe organizmu ludzkiego. Przeprowadzono również badania zachowania się hydrożeli w płynach ustrojowych jakimi były woda destylowana, płyn Ringera i sztuczna ślina. Na podstawie przeprowadzonych badań można wstępnie stwierdzić, że otrzymane materiały nie powodują zmian pH roztworów, w których są inkubowane. Ponadto, uwalniają one wprowadzoną do ich struktury kofeinę. Tak otrzymane wyniki, pozwalają stwierdzić, że materiał otrzymany przy pomocy fotopolimeryzacji na bazie kwasu akrylowego może znaleźć zastosowanie w takich dziedzinach jak medycyna czy kosmetologia.

EN

Hydrogels are materials created by polymer chains, that form a three-dimensional and crosslinked structure. These polymers are characterized by a very high sorption capacity, therefore they belong to the group of substances known as superabsorbents. Due to their properties hydrogels are often used in tissue engineering, drug delivery systems and as components of modern wound dressings. The aim of the study is to evaluate the effect of introduction of caffeine into the polymer matrix on the properties and structure of hydrogels. The scope of work included the synthesis and modification of the polymer matrix as well as studies on such prepared materials. Research involved in vitro incubation, spectroscopic analysis, studies on degradation and characterization of other physico-chemical properties. In this article series of hydrogels based on acrylic acid and modified with different amount of caffeine have been synthesized. The sorption capacity of obtained hydrogels in the liquids with compositions similar to the human body fluids has been tested. The stability of synthesized materials in simulated body fluids such as Ringer’s solution and artificial saliva has also been analysed. Based on conducted research it can be said that prepared materials do not change pH value of a liquid in which they are immersed. What is more, they are able to release entrapped caffeine. On the basis of such results it can be concluded that proposed acrylic acid based materials obtained by means of photopolymerization can be used in such areas as medicine or cosmetology.

Słowa kluczowe

PL

hydrożele; kofeina; badania inkubacyjne; spektroskopia FT-IR

EN

hydrogels; caffeine; incubation studies; FT-IR spectroscopy

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 20, no. 142
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Tyliszczak B.

• Katedra Chemii i Technologii Polimerów, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Kudłacik-Kramarczyk S.

• Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Drabczyk A.

• Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• [1] Gupta P., Vermani K., Garg S.: Hydrogels: from controlled release to pHresponsive drug delivery. Drug Discov Today 10 (2002) 569-578.
• [2] Pluta J., Koralewicz B.: Hydrożele: właściwości i zastosowanie w technologii postaci leku. II. Możliwości zastosowania hydrożeli jako nośników substancji leczniczej. Polimery w Medycynie 3 (2004) 3-19.
• [3] Enrica C., Vitaliy V.K.: Biomedical applications of hydrogels: A review of patents and commercial products. European Polymer Journal 65 (2015) 252-267.
• [4] Gibas I., Janik H.: Review: Synthetic Polymer Hydrogels for Biomedical applications. Chemistry & Chemical Technology 4 (2010) 297-304.
• [5] Rabek J.F.: Polimery, Polskie Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 2013.
• [6] Andrzejewska E., Marcinkowska A., Podgórska M., Stępniak I., Sydej M.: Photopolymeryzation. New inwestigationes. New Materials. Polimery 5 (2009) 325-404.
• [7] Tyliszczak B., Drabczyk A., Kudłacik S.: Comparison of Hydrogels Based on Commercial Chitosan and Beetosan® Containing Nanosilver. Molecules 22 (2017) 61.
• [8] Tyliszczak B., Drabczyk A., Kudłacik S., Sobczak-Kupiec A.: Beetosan®-Based Hydrogels Modified with Natural Substances. Journal of Renewable Materials 5 (2017) 174-179.
• [9] Tyliszczak B., Drabczyk A., Kudłacik S., Sobczak-Kupiec A.: Preparation, characterization, and in vitro cytotoxicity of chitosan hydrogels containing silver nanoparticles. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition 28 (2017) 1665-1676.
• [10] Pires-de-Campos M., Leonardi G., Chorilli M.: The effect of topical caffeine on the morphology of swine hypodermis as measured by ultrasound. Journal of Cosmetic Dermatology 7 (2008) 232‑237.
• [11] Shakeel F., Faisal M.S.: Caffeine: A potential complexing agentfor solubility and dissolution enhancement of celecoxib. Pharmaceutical Biology 48 (2010) 113-115.
• [12] Jagoda A.: Caffeine as an indicator of anthropogenic contamination of the water environment, Rozprawa doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 2014.
• [13] Fredholm B.: Methyloxantines, Springer, Berlin 2011.
• [14] Andreeva E., Dmitrienko S.G., Zolotov A.: Methylxanthines: properties and determination in various objects. Russian Chemical Reviews 81 (2012) 397-414.
• [15] Bellisle F., Blundel J.E. , Dye L., Fantino M., Fern E., Fletchee R.J., Lambed J., Roberfroid M., Specter S., Westenhofer J.: Functional food science and behaviour and psychological functions. British Journal of Nutrition 1 (1998) 173-193.
• [16] Gugino B.K., Idowu O.J., Schindelbeck H.M., van Es H.M., Wolfe D.W., Thies J.E., Abawi G.S.: Cornell soil health assessment training manual, NYSAES, Geneva, New York 2007.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).