Procesiranje i karakterizacija polimernih nanovlakana sa antimikrobnim efektom za prevenciju infekcija izazvanih kateterizacijom urinarnog trakta
Processing and characterization of polymer nanofibers with antimicrobial activity for the prevention of infections caused by catheterization of the urinary tract
Doktorand
Radisavljević, Anđela N.Mentor
Uskoković, PetarČlanovi komisije
Rajilić-Stojanović, MirjanaRadojević, Vesna
Stojanović, Dušica B.
Stajić-Trošić, Jasna
Metapodaci
Prikaz svih podataka o disertacijiSažetak
U ovoj doktorskoj disertaciji razvijeni su polimerni materijali, nosači biološki aktivnih
supstanci namenjeni za oblaganje urinarnih katetera. Poli(ε-kaprolakton) (PCL) nanovlakna sa
antibiotikom cefazolinom su procesirana pomoću tri metode elektropredenja. Dobijeni
nanovlakanasti matovi su otpuštali lek različitom dinamikom i za 30 dana oslobođeno je ~68 %,
~43 % i ~5 % iz nanovlaknastih matova dobijenih elektropredenjem iz rastvora, koaksijalnim i
emulzionim elektropredenjem, redom. Nanovlakna sa cefazolinom su pokazala antibakterijsko
dejstvo prema S. aureus i E. coli. Razvijeni su i PCL nanovlaknasti matovi korišćenjem metode
elektropredenja iz rastvora sa četiri koncentracije ekstrakta hajdučke trave. Korišćenjem statistički
planiranog eksperimenta optimizovani su uslovi sušenja raspršivanjem za dobijanje suvog ekstrakta
podesnog za inkorporaciju u polimerni materijal. Sušenje je izvedeno na temperaturi od 130 °C, pri
brzini protoka tečnog ekstrakta od 7,5 ml/min sa 1,2 % sadržaj...a suve materije. Do 98 %
inkorporiranih polifenola hajdučke trave oslobođeno je iz PCL nanovlakana tokom pet dana.
Nanovlaknasti matovi su pokazali antioksidativnu i antibakterijsku aktivnost prema S. aureus.
Dodatak ekstrakta hajdučke trave poboljšao je mehanička svojstva PCL nanovlaknastih matova,
evidentno kroz povećanje Jungovog modula elastičnosti (do 5,7 puta), zatezne čvrstoće (do 5,5 puta)
i prekidne deformacije (do 1,45 puta).
Silikonski i gumeni kateteri obloženi PCL nanovlaknastim matovima sa cefazolinom ili
ekstraktom hajdučke trave uz adheziv n-butil-2-cijanoakrilat pokazali su dobru mehaničku stabilnost
i antibakterijsku aktivnost. U disertaciju su razvijeni materijali pogodni za dobijenje obloženih
katetera koji mogu da spreče razvoj bakterija i infekcije urinarnog trakta.
Polymeric materials, carriers of biologically active substances, intended for the production of
urinary catheter coatings were developed in this doctoral thesis. Poly(ε-caprolactone) (PCL)
nanofibers with antibiotic cefazolin were produced by using three electrospinning methods. The
obtained nanofiber mats showed different dynamics of drug release. After a period of 30 days ~68%,
~43% and ~5% of the drug was released from the nanofiber mats obtained by blend electrospinning,
co-axial and emulsion electrospinning, respectively. PCL nanofibers with cefazolin suppressed the
growth of S. aureus and E. coli. Moreover, PCL nanofiber mats containing four different
concentrations of yarrow extract were processed by using blend electrospinning. Spray drying
parameters for obtaining dry yarrow extract, which is suitable for incorporation in a polymeric
material, were optimized in a statistically planned experiment. The drying was performed at 130 °C,
with a liquid extract (1.2 % of dry matter co...ntent) flow rate of 7.5 ml/min. Up to 98 % of the total
polyphenols were released from the electrospun PCL nanofibers after a period of five days. Nanofiber
mats showed antioxidant and antibacterial activity against S. aureus. The addition of yarrow extract
improved mechanical properties of PCL nanofibers, evident by an increase in Young’s modulus of
elasticity (up to 5.7 fold), the tensile strength (up to 5.5 fold), and the strain at break (up to 1.45 fold).
Silicone and rubber catheters were coated wtih PCL nanofiber mats with cefazolin or yarrow
by using adhesive n-butyl-2-cyanoacrylate. The coated catheters showed good mechanical stability
and antibacterial activity. The materials are suitable for production of coated catheters that could
prevent urinary tract infections.