REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Disertacija opisuje sintezo večfunkcionalnih kompozitnih prevlek na polimerni osnovi z namenom združevanja (i) kontaktnega mehanizma protibakterijskega delovanja MgO z bioaktivnimi lastnostmi magnezijevih ionov (produkt raztapljanja MgO) ali (ii) protibakterijskih lastnosti V₂O₅, ki temeljijo na mieloperoksidazi podobni katalitski aktivnosti, z bioaktivnostjo nizkih koncentracij vanadatnih ionov (produkt raztapljanja V₂O₅). Raziskoval sem (i) povezave med strukturo kovinskih oksidov in njihovimi protibakterijskimi lastnostmi ter (ii) možnosti nadzora raztapljanja kovinskih oksidov znotraj prevlek na polimerni osnovi.
Zaradi kontaktnega mehanizma delovanja je ustrezno oblikovanje površine MgO ključnega pomena tako na nanometrski kot na atomski ravni. Potrdil sem, da nanot teksturiranje površine MgO-mikropalčk izboljša njihovo protibakterijsko aktivnost proti bakteriji _E. coli_. Optimalna aktivnost je bila izmerjena pri mikropalčkah, pripravljenih s kalcinacijo pri 900 °C (MgO 900). Te so pokazale večji baktericidni potencial v primerjavi s komercialnimi nanodelci MgO (MgO NPs), česar ni bilo mogoče pojasniti z razlikami v morfologiji ali specifični površini prahov. Razlog je bila manjša vsebnost nizko koordiniranih kisikovih atomov na površini MgO, kar je izboljšalo odpornost proti hidrolizi in s tem protibakterijsko aktivnost. Nastanek reaktivnih kisikovih spojin (ROS) je bil stranski produkt (i) hidrolize MgO ali (ii) interakcij med MgO in bakterijami.
Katalitske lastnosti enodimenzionalno (1D) nanostrukturiranega V₂O₅ sem povezal z njegovo strukturo. Potrdil sem učinkovitejše mieloperoksidazi podobno katalitsko delovanje čistih ortorombskih nan žičk V₂O₅ v primerjavi z interkaliranimi monoklinskimi nanotrakovi MₓV₂O₅ (M = H₂O, K). Dokazal sem, da je za V₂O₅ značilna sposobnost samovzdrževanja protibakterijske aktivnosti brez dodajanja H₂O₂ v okolje, in sicer na osnovi mieloperoksidazi podobne katalitske aktivnosti.
Raziskal sem sposobnost različnih polimernih nosilcev in morfologije delcev kovinskih oksidov, da vplivajo na stabilnost pripravljenih kompozitnih prevlek iz kovinskih oksidov in polimerne matrice _in vitro_. Poudaril sem povezavo med jakostjo interakcij na medfazni meji med kovinskim oksidom in polimerom ter stabilnostjo kompozita v simuliranih fizioloških pogojih. Izbira morfologije oksidnih delcev je vplivala tako na njihovo aglomeracijo kot na možnost nadzora njihovega raztapljanja znotraj prevlek. Enodimenzionalni anizotropni delci so se manj aglomerirali kot izotropni delci, kar je izboljšalo njihove procesne lastnosti. Poleg tega je uporaba 1D-oksidnih delcev namesto izotropnih preprečila začetni izbruh sproščanja raztopljenih kovinskih ionov in tako izboljšala stabilnost kompozitnih prevlek v simuliranih fizioloških pogojih.
Optimalno obnašanje kovinskih oksidov sem dosegel z njihovo vključitvijo v polimerno matrico PLGA. Ta je omogočila, da so bili nanostrukturirani 1D-delci kovinskih oksidov ob stiku z okoliškim medijem delno izpostavljeni na površini prevleke. To je bilo bistvenega pomena za preprečevanje kolonizacije površine z bakterijo _S. epidermidis_, hkrati pa ni povzročilo škodljivih učinkov na rdeče krvničke.