具有抗菌和抗氧化特性的生物相容性和可生物降解的聚鞣酸水凝胶外文翻译资料

 2022-08-06 10:54:16

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国际生物大分子杂志 82 (2016) 150–159

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国际生物大分子杂志

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具有抗菌和抗氧化特性的生物相容性和可生物降解的聚鞣酸水凝胶

Nurettin Sahiner a,b, , Selin Sagbas a , Mehtap Sahiner c , Coskun Silan d , Nahit Aktas e , Mustafa Turk f

a 恰纳卡莱·昂塞基兹·马尔特大学化学系科学与艺术学院,土耳其恰纳卡莱市特齐齐奥卢校区17100

b 恰纳卡莱·昂塞基兹·马尔特大学纳米科学技术研究与应用中心(NANORAC),土耳其恰纳卡莱市Terzioglu校园,17100

c Ege大学,工程系,皮革工程系,博尔诺瓦,35100伊兹密尔,土耳其

d 恰纳卡莱奥塞斯基兹·马尔特大学药理学系药房,土耳其恰纳卡莱市特齐奥卢校园,17100

e 尤祖库伊尔大学化学工程系,土耳其范65080

f基里卡莱大学工程系生物工程系,土耳其亚希罕,基尔卡莱71450

文章信息

文章历史:

2015年5月11日收到

以修订版收到2015年10月17日接受2015年10月19日
可在线获得2015年10月23日

关键字:

单宁酸抗菌/抗氧化剂水凝胶
可生物降解/生物相容的超多孔膜

摘要

通过将TA分子与环氧交联剂交联制备了一种新型的资源丰富的本体聚(鞣酸)(p(TA))水凝胶。, 三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPGDE),在90°C的高压釜中放置2 h. 所得的p(TA)水凝胶呈圆盘状,具有高度多孔的形态. 在伤口愈合的pH值为pH 5.4、7.4和9的37.5℃下,研究了p(TA)水凝胶的溶胀特性,该水凝胶显示出良好的溶胀和水分含量行为.特别是,发现p(TA)水凝胶对pH 9敏感,最大溶胀率为1669%. P(TA)水凝胶在pH值为9的条件下在9天内被完全降解. 以没食子酸当量和trolox当量的抗氧化能力分别评估和计算了总酚含量和降解的p(TA)水凝胶在pH 5.4、7.4和9时清除ABTS自由基的作用,发现它们非常有效。 此外,降解的p(TA)水凝胶对革兰氏阳性菌显示出强大的抗菌作用。金黄色葡萄球菌,枯草芽孢杆菌,革兰氏阴性铜绿假单胞菌菌株和白色念珠菌真菌菌株。 WST-1结果表明,大量p(TA)水凝胶在体外对L929成纤维细胞系没有细胞毒性。copy; 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

1. 介绍

单宁酸(TA)已经被研究了很多年,尤其是作为许多疾病的治疗方法,甚至在1925年被用于治疗烧伤[1-4]。 据报道,TA治疗具有许多优势,例如,降低死亡率和血浆损失[5],与受损的胶原蛋白凝结[6],并由于其有效的抗氧化剂和抗菌特性而在烧伤中提供了稳态作用[7-9]。 在一些报道中,含有未知分子的不纯的TA可能会产生副作用,以高剂量使用它们可能会引起肝脏中的积累并损害肝脏[10]。 Hupkens建议,纯TA可以吸收烧伤中的烧伤毒素,并防止大鼠器官损伤的发展。 损伤可能是由于败血症,多器官功能衰竭和当时缺乏知识引起的[5]。

TA对胶原蛋白的亲和力已经在皮革工业中使用了几个世纪。 TA可以通过氢键使蛋白质特别是胶原纤维交联[10-12]。 烧伤皮肤的变性蛋白质也会发生同样的过程。 烧伤创面中的TA可导致残留真皮上的凝结和阻塞。 TA对胶原蛋白的收敛性增加了柔韧性和焦的形成[5]。 因此,在烧伤伤口上使用TA后获得了皮革状结构。

水凝胶具有网状结构,可以吸收大量水并将其保留更长的时间,也可以设计用于合适的溶剂[13]。 近年来,与诸如纱布,棉或羊毛基材料等常用敷料相比,水凝胶已成为领先的材料[14]。 它们表现出独特的特性,例如高吸水能力,高水分含量[15],柔软灵活的结构[16],透明度[17]和量身定制的特性[18]。 天然高分子水凝胶尤其是最有利的

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伤口敷料的生物降解性,生物相容性[19],有效的伤口愈合,细胞粘附的仿生结构,细胞生长增殖[20],水和气体的渗透性[21,22]以及保留大量物质的能力水[23]和水分[24]。壳聚糖,藻酸盐[25],胶原蛋白[26],明胶[20],透明质酸[27],纤维素[28]和软骨素[29]基水凝胶是用于伤口敷料的常见天然聚合物。然而,尚没有关于用作伤口愈合/敷料的全多酚水凝胶的研究。由于其优异的性能,已有一些关于合成包含TA分子的天然水凝胶的研究[30,31]。 TA是一种天然的多酚,具有吸引人的生物学特性和功能,具有高度的抗诱变,抗菌作用[7],抗病毒,抗癌作用[32],抗炎和抗氧化作用[33]。在这项研究中,我们首次使用TMPGDE交联剂合成了具有超孔结构的p(TA)本体水凝胶。通过光学显微镜,FT-IR光谱和TGA分析对p(TA)水凝胶进行了形态和理化表征。由于机械性能是作为伤口敷料应用中最重要的性能,因此通过可调力传感器(AFT)测试了制备的p(TA)水凝胶的机械强度。随着伤口pH在愈合过程中在pH 5和9之间变化[34],还在伤口pH条件下研究了p(TA)水凝胶的特性,例如溶胀,水分含量和水解降解。 pH值5.4,pH值7.4和pH值9在37.5°C。抗氧化剂是防止/延缓食物或其他材料氧化和变质的物质。众所周知,TA具有这些特性,因此降解的p(通过计算总酚含量并使用ABTS 清除方法研究了伤口愈合pH值为5.4、7.4和9的TA)水凝胶。先前的研究报道,TA固有地对多种微生物具有抗菌作用[33]。由于伤口包扎材料覆盖了伤口并防止了继发感染,因此对降解的p(TA)水凝胶在不同pH条件下的抗菌活性(伤口愈合条件:5.4–9)针对革兰氏阴性大肠杆菌ATCC 8739,铜绿假单胞菌进行了测试。 ATCC 10145,革兰氏阳性金黄色葡萄球菌ATCC 6538,枯草芽孢杆菌ATCC 6633细菌菌株和白色念珠菌ATCC 10231酵母菌株。 有效的伤口敷料可以帮助修复和再生伤口中受损的组织或细胞[35]。 因此,使用WST-1测试研究了p(TA)水凝胶的生物相容性,并使用制备的超多孔p(TA)水凝胶确定了L929成纤维细胞和H1299癌细胞系的细胞存活率,以用于潜在的伤口敷料应用。

2. 实验性

2.1. 用料

按原样使用单宁酸(TA,Aldrich)作为低聚物,三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPGDE Aldrich工业级)作为交联剂。 Folin–Ciocalteau的酚试剂(FC,Sigma-Aldrich),2,2-叠氮基双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS,Aldrich)和没食子酸(GA,97.5–102.5%,Aldrich )用于抗氧化剂研究。 营养琼脂(Merck),马铃薯葡萄糖琼脂(Merck)和营养肉汤(Merck)被用作微生物生长培养基。 大肠杆菌ATCC 8739,枯草芽孢杆菌ATCC 6633,

金黄色葡萄球菌ATCC 6538,白色念珠菌ATCC 10231和铜绿假单胞菌ATCC 10145菌株获自恰纳卡莱·昂塞奇兹·马尔特大学的医学院微生物学系。 所有水溶液均使用超纯蒸馏水18.2 M cm(Millipore-Direct Q UV3)新鲜制备。 L929成纤维细胞系获自足组织和细胞培养库

和口腔疾病研究所(土耳其安卡拉)。 H1299癌细胞系获自Uludag大学(土耳其布尔萨)的医学院生物化学系。 细胞培养瓶和其他塑料材料购自美国康宁。 生长培养基,不含l-谷氨酰胺的Dulbecco改良培养基(DMEM),不含胎牛血清(FCS)和胰蛋白酶-EDTA,购自Biological Industries(USA)。 2-(4-碘苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2,4-二磺基苯基)-2H-四唑鎓钠盐(WST-1)购自Roche(德国)。 Hoechst 33342和碘化丙啶(PI)购自Serva(以色列)。 磷酸盐缓冲溶液(PBS)购自Sigma-Aldrich(USA)。

2.2. 对(TA)本体水凝胶的合成

使用TMPGDE交联剂通过环氧反应合成了P(TA)本体水凝胶。 简而言之,将10 g TA在50℃下溶于10 mL 1 M NaOH溶液中。分别将两种比例的交联剂(182和208 mol%的TA)放入一半的TA溶液中并涡旋以获得均匀 解。 立即将这些混合物放入13 cm反应管中,并置于90°C的高压釜中。2 h后,将合成的p(TA)本体水凝胶切成约10 mm的厚度,并用去离子水洗涤12 h,然后 在烤箱中于50℃干燥。

2.3. p(TA)本体水凝胶的表征

冷冻干燥后,使用光学显微镜(Olympus,BX53)对p(TA)块状水凝胶的表面形态进行成像。 使用热重分析仪(SII TG / DTA 6300)研究了p(TA)本体水凝胶的热稳定性。 将约5 mg的p(TA)放在一个陶瓷盘中,在50-1000℃的温度范围内,以10℃/分钟的加热速率,在干燥条件下,以每分钟10℃的升温速率测定重量损失与温度的关系。 N2为100 mL min-1。 使用FT-IR光谱仪(Perkin Elmer光谱仪100)在4000–650 cm-1的光谱范围内以4 cm-1的分辨率对TA和p(TA)水凝胶上的官能团进行表征, ATR技术。

2.4. 溶胀和保湿性能

p(TA)水凝胶的溶胀和水分含量是在不同的pH缓冲溶液pH 5.4、7.4和9中于37.5℃的摇动水浴中进行的。 将一定重量的水凝胶置于40 mL缓冲溶液中; 分别在相应的pH值下柠檬酸盐,PBS和硼酸盐缓冲液。 从溶胀溶液中取出肿胀的凝胶(Ms),并在不同的时间间隔用滤纸过滤。 使用以下公式确定溶胀百分比S%和水分含量M%:

=

Md

times;

S%

Ms minus; Md

100

(1)

=

Ms

times;

M%

Ms minus; Md

100

(2)

其中Md是在时间0的干凝胶的质量,Ms是在时间t的溶胀的凝胶的质量。

2.5. 保水性能

根据先前报道的方法评估水凝胶的保水性能[28]。 将干燥的水凝胶置于37.5℃的pH 7.4缓冲溶液中,在摇动的水浴中放置48小时。 从溶胀溶液中取出最大溶胀的凝胶,放在滤纸上,吸干 剩余内容已隐藏,支付完成后下载完整资料


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