PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Surface Properties of Polymeric Composites with Silver Nanoparticles

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Właściwości powierzchniowe kompozytów polimerowych modyfikowanych bakteriobójczymi nanocząstkami srebra
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The aim of this study was to investigate the surface properties of polymeric composites and the osteoblastic cell behaviour set in direct contact with the biomaterials tested. The surface properties were evaluated before and after 6-month incubation in an in vitro environment. The composite materials were prepared by means of extrusion and injection moulding. Three commercially available thermoplastic polymers (ABS (poly)acrylonitrile butadiene styrene) were used as composite matrices. Antibacterial silver nanoparticles (AgNPs) were added as a modifying phase. Surface properties of the materials tested, such as: wettability, roughness and microstructure, were determined. Furthermore the morphology of Saos-2 human osteoblastic cells in direct contact with the composite materials was assessed after the 7-day culture. The addition of silver nanoparticles caused minor changes in the wettability and roughness values. As light modification, the silver nanoparticles influenced the microstructure. The osteoblasts displayed the proper morphology and they evenly settled on the surface of the pure polymer and composite materials, which indicated the material cytocompatibility.
PL
Celem pracy była ocena właściwości powierzchniowych kompozytów polimerowych, a także odpowiedzi komórek osteoblastycznych hodowanych w bezpośrednim kontakcie z materiałami. Właściwości powierzchniowe materiałów zostały zbadane przed, a także po sześciomiesięcznej inkubacji w warunkach in vitro. Kompozyty zostały otrzymane w procesie wytłaczania i wtrysku. Jako osnowę materiałów kompozytowych zastosowano trzy komercyjnie dostępne polimery termoplastyczne (ABS; kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy). Z kolei, nanocząstki srebra (AgNPs) o działaniu antybakteryjnym stanowiły fazę modyfikującą kompozytów. Analizie podlegały właściwości powierzchniowe tworzyw takie jak zwilżalność, chropowatość oraz mikrostruktura. Ponadto, oceniono morfologię komórek kostnych linii Saos-2 po 7 dniach hodowli w bezpośrednim kontakcie z materiałami. Wyniki wykazały, że dodatek nanocząstek srebra powoduje niewielkie zmiany zwilżalności oraz chropowatości powierzchni. Jednak nawet niewielki dodatek srebra może wpływać na mikrostrukturę kompozytów. Komórki ostoblastyczne charakteryzowały się prawidłową morfologią, a także równomiernie zasiedlały powierzchnie materiałów polimerowych i kompozytowych, co wskazuje na ich cytozgodność.
Rocznik
Strony
114--119
Opis fizyczny
Bibliogr. 36 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Ceramics and Refractories, Kraków, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Department of Glass Technology and Amorphous Coatings, Kraków, Poland
Bibliografia
  • 1. Liber-Kneć A, Łagan S. Zastosowanie pomiarów kąta zwilżania i swobodnej energii powierzchniowej do charakterystyki powierzchni polimerów wykorzystywanych w medycynie. Polimery w Medycynie 2014; 1: 29-37.
  • 2. Ratner BD, Hoffman AS, Schoen FJ, Lemons JE. Biomaterials Science, An Introduction to Materials in Medicine 2nd Edition. San Diego: Elsevier Academic Press; 2004.
  • 3. Gómez-de Diego R, Mang-de la Rosa M D R, Romero-Pérez M.J, Cutando-Sori¬ano A, López-Valverde-centeno A. Indications and contraindications of dental implants in medically compromised patients: update. Medicina Oral, Patologia Oral y Cirugia Bucal. 2014; 19(5): e483-e489.
  • 4. Rzeszutek J, Matysiak M, Czajka M, Sawicki K, Rachubik P, Kruszewski M, Kapka-Skrzypczak L. Zastosowanie nanocząstek i nanomateriałów w medycynie. Hygeia Public Health 2014; 49: 449-457.
  • 5. Klasen HJ. Historical review of the use of silver in the treatment of burns. I. Early uses. Burns 2000; 26: 117-130.
  • 6. Klasen H.J, A historical review of the use of silver in the treatment of burns. II. Renewed interest for silver. Burns 2000; 26: 131-138.
  • 7. Melayie A, Youngs JW. Silver and its application on antimicrobial agents. Expert. Opin. Ther. Pat. 2005; 15: 125-130.
  • 8. Silvestry-Rodriguez N, Sicairos-Ruelas EE, Gerba CP, Bright K.R. Silver as disinfectant. Rev. Environ. Contam. T.2007; 191: 23-45.
  • 9. Atiyeh B.S, Costagliola M, Hayek S.N, Dibo S.A. Effect of silver on burn wound infection control and healing: Review of the literature. Burns 2007; 33: 139-148.
  • 10. Neal A.L. What can be inferred from bacterium-nanoparticle interactions about the potential consequences of environmental exposure to nanoparticles? Ecotoxicology 2008; 17: 362-371.
  • 11. Okan D, Woo K, Sibbald R.G. So what if you are blue? Oral colloidal silver and argyria are out: safe dressings are in. Adv. Skin. Wound. Care 2007; 20: 326- 330.
  • 12. Cutting K, White R, Edmonds M. The safety and efficacy of dressings with silver – Addressing clinical concerns. Int. Wound. J. 2007; 4: 177-184.
  • 13. Burd A, Kwok C.H, Hung S.C, Chan H.S, Gu H, Lam W.K, Huang L. A comparative study of the cytotoxicity of silver-based dressings in monolayer cell, tissue ex¬plant, and animalmodels. Wound Re¬pair. Regen. 2007; 15: 94-104.
  • 14. le Duc Q, Breetveld M, Middelkoop E, Scheper R.J, Ulrich M.M.W, Gibbs S. A cytotoxic analysis of antiseptic medica¬tion on skin substitutes and autograft. Brit. J. Dermatol. 2007; 157: 33-40.
  • 15. Fong J, Wood F. Nanocrystalline silver dressings in wound management: A review. Int. J. Nanomed. 2006; 1: 441-449.
  • 16. Hermans MH. Silver containing dressings and the need for evidence. Am J Nurs 2006; 106(12): 60-68.
  • 17. Rigo Ch, Ferroni L, Tocco I, Roman M, Munivrana I, Gardin Ch, Cairns W. R. L, Vindigni V, Azzena B,Barbante C, Zavan B. Active Silver Nanoparticles for Wound Healing. Int. J. Mol. Sci. 2013; 14: 4817- 4840.
  • 18. Małaczewska J. Cytotoksyczność nanocząstek srebra. Medycyna Weterynaryj¬na 2010; 66: 833-838.
  • 19. Langauer-Lewowicka H, Pawlas K. Nanocząstki srebra – zastosowanie i zagrożenie dla zdrowia i środowiska. Medycyna Środowiskowa 2015; 18: 7-11.
  • 20. Sionkowski G, Kaczmarek H. Polimery z nanocząstkami srebra – wybrane układy – otrzymywanie, właściwości, zastosowania. Polimery 2010; 7-8: 545-551.
  • 21. Sablik J, Wierzchowski K. Krytyczne napięcie powierzchniowe zwilżania różnych typów węgla wzbudzone odczynnikami stosowanymi w analizie gęstościowej i flotacji. Prace naukowe GIG Górnictwo i Środowisko. Główny Instytut Górnictwa 2003; 27-44.
  • 22. Hackenberg S, Scherzed A, Kessler M, Hummel S, Technau A, Froelich K, Ginzkey C, Koehler C, Hagen R, Kleinsasser N. Silver nanoparticles: Evaluation of DNA damage, toxicity and functional im-pairment in human mesenchymal stem cells. Toxicol. Lett. 2011; 201: 27-33.
  • 23. Pokrowiecki R, Zaręba T, Mielczarek A, Opalińska A, Wojnarowicz J, Majkowski M, Łojkowski W, Tyski S. Ocena bakteriobójczej aktywności koloidalnego roztworu nanocząstek srebra w stosunku do bakterii próchnicotwórczych. Med¬ycyna Doświadczalna i Mikrobiologia 2013; 3-4.
  • 24. Arora S, Jain J, Rajwade JM, Paknikar KM.Interactions of silver nanoparticles with primary mouse fibroblasts and liver cells. Toxicol Appl Pharmacol. 2009; 3: 310-318.
  • 25. Poon VK, Burd A. In vitro cytotoxicity of silver: implication for clinical wound care. Burns 2004; 30: 140-147.
  • 26. Hsin YH, Chena CF, Huang S, Shih TS, Lai PS, Chueh PJ. The apoptotic effect of nanosilver is mediated by a ROS- and JNK-dependent mechanism involving the mitochondrial pathway in NIH3T3 cells. Toxicol. Lett. 2008; 179: 130-139.
  • 27. Ziąbka M, Dziadek M, Menaszek E, Banasiuk R, Królicka A. Middle ear prosthesis with bactericidal efficacy – in vitro investi¬gation. Molecules 2017; 22 (10): 1681.
  • 28. Ziąbka M, Dziadek M. Ocena właściwoś¬ci mechanicznych, parametrów powierzchniowych i stabilności kompozytów polimerowych modyfikowanych nanocząstkami srebra. Materiały Ceramiczne 2017; 69(2): 101-106.
  • 29. Bettinger CJ, Langer R, Borenstein JT. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2009; 48: 5406-15.
  • 30. Gasiorowski JZ, Murphy CJ, Nealey PF. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2013; 15: 155- 76.
  • 31. Bourkoula A V, Constantoudis V, Kontziampasis D, Petrou P.S, Kakabakos S.E, Tserepi A, Gogolides E. Roughness threshold for cell attachment and proliferation on plasma micro-nanotextured polymeric surfaces: the case of primary human skin fibroblasts and mouse immortalized 3T3 fibroblasts. Journal of Physics D: Applied Physics 2016; 49(30): 304002.
  • 32. Khang D, Choi J, Im YM, Kim YJ, Jang JH, et al. Role of subnano-, nano- and submicron-surface features on oste¬oblast differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells. Biomaterials 2012; 33: 5997-6007.
  • 33. Wan Y, Wang Y, Liu Z, Qu X, Han B, et alAdhesion and proliferation of OCT- 1 osteoblast-like cells on micro- and nano-scale topography structured poly(L-lactide). Biomaterials 2005; 26: 4453-4459.
  • 34. Aniket, Reid R, Hall B, Marriott I, El-Ghannam A. Early osteoblast re¬sponses to orthopedic implants: Synergy of surface roughness and chemistry of bioactive ceramic coating. Send to J Biomed Mater Res A. 2015; 103(6): 1961-73.
  • 35. Yao Ch, Storey D, Webster T.J. Nanostructured metal coatings on polymers increase osteoblast attachment. Int J Nanomedicine 2007; 2(3): 487-492.
  • 36. Webster TJ, Siegel RW, Bizios R. Osteoblast adhesion on nanophase ceramics. Biomaterials 1999; 20: 1221-7.
Uwagi
PL
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-c3695033-aad6-49b2-bb99-4907df66137b
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.