Nanomateriały krzemionkowe domieszkowane srebrem i ich możliwe zastosowania w biomedycynie

Wysocka, K.; Leszkiewicz, A.; Kowalczyk, J.; Stręk, W.; Doroszkiewicz, W.; Podbielska, H.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Nanomateriały krzemionkowe domieszkowane srebrem i ich możliwe zastosowania w biomedycynie

Autorzy

Wysocka K. , Leszkiewicz A. , Kowalczyk J. , Stręk W. , Doroszkiewicz W. , Podbielska H.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.inzynieria-biomedyczna.com/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Silica based silver doped nanomaterials and their possible biomedical applications

Języki publikacji

Abstrakty

Próby syntezy nanomateriałów o właściwościach antybak-teryjnych podejmowane są na świecie od kilkunastu lat. Wiele przeprowadzonych badań potwierdza fakt, że materiały zawierające cząsteczki lub jony srebra wykazują aktywność antybakteryjną. Jako nośniki nanocząstek wykorzystuje się różne biokompatybilne materiały. Jednym z najpopularniejszych nośników jest krzemionka (Si02). W niniejszej pracy do syntezy nanomateriałów krzemionkowych wykorzystano zmodyfikowaną metodę Stóbera, otrzymując matryce krzemionkowe (nanokulki) o rozmiarach średnicy około 100 nm. Jako prekursor amorficznej krzemionki użyto tetraetoksysilan (TEOS) Si(OC2H5)4. Otrzymane nanomateriały impregnowano nanocząstkami srebra, stosując procedurę Tollena. W procesie tym nanokulki umieszczano w roztworze diaminosrebra Ag(NH3)2, a następnie poddawano działaniu reduktorów: roztworu formaliny lub glukozy. Podczas badań określono wpływ działania reduktorów na ilość wyredukowanego srebra. Wykazano, że roztwór glukozy, odwrotnie niż roztwór formaliny, powoduje redukcję nanocząstek Ag na powierzchni nanokulek krzemionkowych. Analizowano wpłjfw stężenia stosowanego reduktora w procesie Tollena na widma absorpcyjne wodnej zawiesiny pokrytych srebrem nanokulek krzemionkowych za pomocą spektrometru UV-VIS. Wykazano, że maksymalna absorpcja występuje dla długości fali 411 nm i zależy od stężenia stosowanego reduktora. Nanokompozyty poddano analizie mikroskopowej z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).

The preparation procedures and characterization of nano-sized materials are extensively investigated, recently. Silica nanoparticles may be used in many applications, including ceramics, chromatography, catalysis, and can be doped by various substances that can change their properties. Antibacterial materials containing various organic and inorganic substances such as tea extract, chitosan, copper, zinc, etc. are intensively studied, recently. Metallic silver or silver ions have been known to have powerful antibacterial activity. Antibacterial materials are required to be chemically durable and are required to slowly release silver ion for a long period. In our investigation the silica nanoparticles were prepared by Stober synthesis, which comprises the base catalyzed hydrolysis of TEOS in water-ethanol mixtures. The silica nanoparticles were prepared by the successive addition ethyl alcohol, ammonium water, tetraethylortosiliane (TEOS) solutions at room temperature. Here, Tollen's method for silica silver doped nanospheres production was used. Solutions of glucose and formalin at room temperature were used as the reducing agent. Silica spheres were dispersed in the water solution. The silver ammonia complex solution (Tollen's method) was added. The reduction reaction had started, a progression of color changes was observed. TEM images of silica nanoparticles, silica nanoparticles doped by silver and spectra of silvered composites were recorded, as well.

Słowa kluczowe

nanomateriały krzemionkowe srebro biomedycyna

silica-based nanomaterials silver biomedicine

Wydawca

Jacek Doskocz

Czasopismo

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

Rocznik

2007

Tom

Vol. 13, nr 3

Strony

180--183

Opis fizyczny

Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Wysocka K.

autor

Leszkiewicz A.

autor

Kowalczyk J.

autor

Stręk W.

autor

Doroszkiewicz W.

autor

Podbielska H.

Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, katarzyna.wysocka@pwr.wroc.pl

Bibliografia

1. D.P. O'Neal, L.R. Hirsch, N.J. Halas, J.D. Payne, J.L. West: Photo-thermal tumor ablation in mice using near infrared-absorbing nanoparticles, Cancer Letters 209 (2), 2004, s. 171-176.
2. V. Yannopapas, A. Modinos, N. Stefanou: Optical properties of metal-lodielectric photonic crystals, Physical Review B Condensed Matter and Materials Physics 60 (8), 1999, s. 5359-5365.
3. C.W. Chen, T. Serizawa, M. Akashi: Preparation of platinum colloids on polystyrene nanospheres and their catalytic properties in hydrogénation, Chemistry of Materials 11 (5), 1999, s. 1381-1389.
4. B. O'Regan, M. Grätzel: A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TÍO2 films, Nature 353, 1991, s. 737-740.
5. B.O. Dabbousi, M.G. Bawendi, O. Onitsuka, M.F. Rubner: Electroluminescence from CdSe quantum-dot I polymer composites. Applied Physics Letters 66 (11), 1995, s. 1316-1318.
6. V.L. Colvin, M.C. Schlamp, A.P. Alivisatos: Light-emitting diodes made from cadmium selenide nanocrystals and a semiconducting polymer. Nature 370, 1994, s. 354-357.
7. S.G. Yeo, C.H. Ahn, LS. Kim, Y.B. Park, Y.H. Park, S.B. Kim: Antimicrobial effect of tea extract from green tea, oolong tea and black tea. Journal of Korean Society of Food and Nutrition 24, 1981, s. 293-298.
8. B.O. Jung, Y.M. Lee, J.J. Kim, Y.J. Choi, K.J. Jung, S.J. Chung: The antimicrobial effect of water soluble chitosan. Journal of Korean Society of Food and Nutrition 10, 1999, s. 660-665.
9. T.N. Kim, Q.L. Feng, J.O. Kim, J. Wu, H. Wang, G.C. Chen, F.Z. Cui: Antimicrobial effects of metal ions (Ag, Cuj, Zu) in hydroxyapa-tite. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 9 (3), 1998, s. 129-134.
10. H.J. Jeon, S.C. Yi, S.G. Oh: Preparation and antibacteńal effects ofAg--SIO2 thin films by sol-gel method, Biomaterials 24, 2003, s. 4921-4928.
11. S.M. Modak, CL. Fox: Binding of silver sulfadiazine to the cellular components of Pseudomonas aeruginosa. Biochemical Pharmacology 22(19), 1973, s. 2391-2404.
12. T.J. Berger, J.A. Spadaro, S.E. Chapin, R.O. Becker: Electńcally generated silver ions: quantitative effects on bacterial and mammalian cells. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 9 (2), 1976, s. 357-358.
13. M. Kawashita, S. Tsuneyama, F. Miyaji, T. Kokubo, H. Kozuka, K. Yamamoto: Antibacterial silver-containing silica glass prepared by sol-gel method, Biomaterials 21(4), 2000, s. 393-398.
14. S.S. Djokić, R.E. Burrel: Behavior of silver in physiological solutions. Journal of The Electrochemical Society 145 (5), 1998, s. 1426-1430.
15. C.N. Kraft, M. Hansis, S. Arenš, M.D. Menger, B. Vollmar: Striated muscle microvascular response to silver implants: a comparative in vivo study with titanium and stainless steel, Journal of Biomedical Materials Research Part A 49 (2), 2000, s. 192-199.
16. A. Oloffs, C. Grosse-Siestrup, S. Bisson, M. Rinck, R. Rudolph, U. Gross: Biocompatibility of silver-coated Polyurethane catheters and silvercoated Dacron material, Biomaterials 15(10), 1994, s. 753-758.
17. Q.L. Feng, J. Wu, G.Q. Chen, F.Z. Cui, T.N. Kim, J.O. Kim: A mechanistic study of the antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus ureus, Journal of Biomedical Materials Research Part A 52 (4), 2000, s. 662-668.
18. T. Toshikazu : A ntimicrobial agent composed of silica-gel with silver complex. Inorganic Materials 6, 1999, s. 505-511.
19. A. Hinsch, A. Zastrow: The production of small colloidal silver particles in thin SiO2 sol-gel glass layers. Journal of Non-Crystalline Solids 147-148, 1992, s. 579-581.
20. L Tanahashi, M. Yoshida, Y. Manabe, T. Tohda: Effects of heat treatment on Ag particle growth and optical properties in Ag/SiO2 glass composite thin films. Journal of Materials Reseach 10(2), 1996, s. 362-365.
21. Y. Lu, Y. Yin, Z.Y. Li, Y. Xia: Synthesis and self-assembly of Au@Si02 core-shell colloids, Nano Letters 2 (7), 2002, s. 785-788.
22. W. Wang, S.A. Asher, Photochemical incorporation of silver quantum dots in monodisperse silica colloids for photonic crystal applications. Journal of the American Chemical Society 123 (50), 2001, s. 12528-12535.
23. W. Stöber, A. Fink, E. Bohn: Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range. Journal of Colloid and Interface Science 26 (1), 1968, s. 62-69.
24. A.K. Van Helden, J.W. Jansen, A. Vrij: Preparation and characterization of spherical monodisperse silica dispersions in nonaqueous solvents. Journal of Colloid and Interface Science 81 (2), 1981, s. 354-368.
25. G.H. Bogush, M.A. Tracy, CF. Zukoski: Preparation of monodisperse silica particles: Control of size and mass fraction. Journal of Non-Crystalline Solids 104 (1), 1988, s. 95-106.
26. M.S.M. Peterson, J. Bouwman, A. Chen, M. Deutsch: Inorganic me-tallodielectric materials fabricated using two single-step methods based on the Tollen's process. Journal of Colloid and Interface Science 306, 2007, s. 41-49.
27. Z. Chen, X. Chen, L. Zheng, T. Gang, T. Cui, K. Zhang, B. Yang: A simple and controlled method of preparing uniform Ag midnanoparticles on Tolleńs - soaked silica spheres. Journal of Colloid and Interface Science 285, 2005, s. 146-151.
28. A.V. Blaaderen, A.P.M. Kentgens: Particle morphology and chemical microstructure of colloidal silica spheres made from alkoxysilanes. Journal of Non-Crystalline Solids 149 (3), 1992, s. 161-178.
29. C.A.R. Costa, C.A.P. Leite, F. Galembeck: Size dependence of Stöber silica nanoparticle microchemistry. Journal of Physical Chemistry B 107 (20), 2003, s. 4747-4755.
30. C.A.R. Costa, C.A.P. Leite, E.F.D. Souza, F. Galembeck: Size effects on the microchemistry and plasticity of Stöber silica particles: A study using EFTEM, FESEM, and AFM-SEPM microscopies, Langmuir 17 (1), 2001, s. 189-194.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BSL8-0016-0036