Uticaj oblika nanočestica srebra na fizičkohemijska svojstva poli(n-izopropilakrilamid) hidrogel nanokompozita

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Jelena Spasojević Ivana Vukoje Nikolina Nikolić Julijana Tadić Milica Milošević Vesna Vodnik Aleksandra Radosavljević

Apstrakt

Hidrogelovi su materijali koji poseduju specifičnu poroznost, stabilnost, biokompatibilnost i sposobnost apsorpcije okolne tečnosti, kao i svojstva koja su promenljiva i lako podesiva širokom spektru primena, naročito u oblasti medicine i biotehnologije. Posebno je interesantna oblast “inteligentnih“ hidrogelova, odnosno materijala koji reaguju na spoljašnje stimulanse i pokazuju značajanu fizičku ili hemijsku promenu pri malim promenama u okruženju. Poli(N-izopropilakrilamid) (PNiPAAm) je najpoznatiji termosenzitivni polimer sa jasno definisanom temperaturom faznog prelaza (VPTT) od oko 32°C. S druge strane, nanočestice srebra (AgNPs) poseduju optička, katalitička i električna svojstva koja se mogu modifikovati promenom njihove veličine i oblika a imaju i izražen antibakterijski potencijal, pa su stoga, poslednjih decenija intenzivno proučavane. Pokazano je da se anizotropne nanočestice srebra mogu kontrolisano sintetisati sa fizičkohemijskim svojstvima različitim od sfernih analoga, pri čemu su značajna istraživanja usmerena na njihovu praktičnu primenu. Zbog svega navedenog, u okviru ovog istraživanja biće izvedena jednostavna dvostepena sinteza AgNPs/PNiPAAm hidrogel nanokompozita koja uključuje hemijsko formiranje sfernih i trouglastih AgNPs u prvom koraku, a zatim gama-indukovano umrežavanje NiPAAm-a u prisustvu ovih AgNPs. Tehnika gama zračenja objedinjuje sterilizaciju i sintezu u jednom tehnološkom koraku čime se proces optimizuje i otvara širok spektar inovativnih biomedicinskih primena. Formiranje stabilnih i uniformno distribuiranih AgNPs unutar matrice hidrogela potvrđeno je UV-Vis spektroskopijom, a porozna sunđerasta struktura polimerne mreže SEM analizom. Fizičkohemijska karakterizacija izvršena je i ispitivanjem procesa bubrenja i kontrahovanja u vodi na 25°C i 48°C, redom. Pored toga, pokazano je da prisustvo AgNPs utiče na vrednosti temperature faznog prelaza polimera. Osnovni cilj ovog istraživanja je ispitivanje uticaja različite morfologije AgNPs na fizičkohemijska svojstva sintetisanih nanokompozita, imajući u vidu njihovu potencijalnu primenu i stalnu potrebu za širokom upotrebom biokompatibilnih materijala.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
SPASOJEVIĆ, Jelena et al. Uticaj oblika nanočestica srebra na fizičkohemijska svojstva poli(n-izopropilakrilamid) hidrogel nanokompozita. Zbornik Međunarodnog kongresa o procesnoj industriji – Procesing, [S.l.], v. 36, n. 1, p. 197-206, aug. 2023. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/ptk/article/view/6910>. Datum pristupa: 17 mar. 2025 doi: https://doi.org/10.24094/ptk.023.197.
Sekcija
Procesne tehnologije

Reference

[1] Hoffman, A., Hydrogels for biomedical applications, Adv. Drug Deliv. Rev., 43, (2002), 3–12.
[2] Milasinovic, N., Kalagasidis Krusic, M., Knezevic-Jugovic, Z., Filipovic, J., Hydrogels of N-isopropylacrylamide copolymers with controlled release of a model protein, Int. J. Pharma-ceut., 383, (2010) 53–61.
[3] Spasojević, J., Radosavljević, A., Krstić, J., Jovanović, D., Spasojević, V., Kalagasidis-Krušić, M., Kačarević-Popović, Z., Dual responsive antibacterial Ag-poly (N-isopropylacrylamide/itaconic acid) hydrogel nanocomposites synthesized by gamma irradia-tion. Eur. Polym. J., 69, (2015) 168–185.
[4] Yu, Y., Cheng, Y., Tong, J., Zhang, L., Wei, Y., Tian, M., Recent advances in thermo-sensitive hydrogels for drug delivery, Mater. Chem. B, 9, (2021) 2979-2992.
[5] Qui, Y., Park, K., Environment-sensitive hydrogels for drug delivery, Adv. Drug Deliv. Rev., 64, (2001) 49–60.
[6] Spasojević, J., Radosavljević, A., Krstić, J., Mitrić, M., Popović, M., Rakočević, Z., Kalagasid-is-Krušić, M., Kačarević-Popović, Z., Structural characteristics and bonding environment of Ag nanoparticles synthesized by gamma irradiation within thermo-responsive poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel, Polym. Composite., 38, (2017)1014–1026.
[7] Bhowmick, S., Koul, V., Assessment of PVA/silver nanocomposite hydrogel patch as antimi-crobial dressing scaffold: Synthesis, characterization and biological evaluation, Mat. Sci. Eng. C-Bio. S., 59, (2016) 109–119.
[8] Casolaro, M., Casolaro, I., Akimoto, J., Ueda, M., Ueki, M., Ito, Y., Antibacterial Properties of Silver Nanoparticles Embedded on Polyelectrolyte Hydrogels Based on-Amino Acid Residues, Gels, 4, (2018) 42.
[9] Xie, Y., Liao, X., Zhang, J., Yang, F., Fan, Z., Novel chitosan hydrogels reinforced by silver nanoparticles with ultrahigh mechanical and high antibacterial properties for accelerating wound healing, Int. J. Biol. Macromol., 119, (2018) 402–412.
[10] Vodnik, V., Saponjic, Z., Dzunuzovic, J., Bogdanovic, U., Mitric, M., Nedeljkovic, J., Aniso-tropic silver nanoparticles as filler for the formation of hybrid nanocomposites, Mater. Res. Bull., 48, (2013) 52–57.
[11] Vukoje, I., The influence of triangular silver nanoplates on antimicrobial activity and color of cotton fabrics pretreated with chitosan, J. Mater. Sci., 49, (2014) 4453–4460.
[12] Babu, A.T., Antony, R., Green synthesis of silver doped nano metal oxides of zinc & copper for antibacterial properties, adsorption, catalytic hydrogenation & photodegradation of aro-matics, J. Environ. Chem. Eng., 7, (2019) 102840.
[13] Hebeish, A., Hashem, M., Abd El-Hady, M.M., Sharaf, S., Development of CMC hydrogels loaded with silver nano-particles for medical applications, Carbohyd. Pol., 92, (2013) 407– 413.
[14] Perkas, N., Amirian, G., Applerot, G., Efendiev, E., Kaganovskii, Y., Ghule, A.V., Chen, B.J., Ling, Y.C., Gedanken, A., Depositing silver nanoparticles on/in a glass slide by the sono-chemical method, Nanotechnology, 19, (2008) 435604.
[15] Liu, Y., Cui, Y., Wu, G., Liao, M., Preparation and properties of fast temperature-responsive soy protein/PNIPAAm IPN hydrogels, J. Serb. Chem. Soc., 79, (2014) 211–224.
[16] Tasdelen, B., Kayaman-Apohanb, Guven, N.O., Baysal, B.M., pH-thermoreversible hydro-gels. I. Synthesis and characterization of poly(N-isopropylacrylamide/maleic acid) copolymer-ic hydrogels, Radiat. Phys. Chem., 69, (2004) 303–310.
[17] Zhao, Z.X., Li, Z., Xia, Q.B., Bajalis, E., Xi, H.X., Lin, Y.S., Swelling/deswelling kinetics of PNIPAAm hydrogels synthesized by microwave irradiation, Chem. Eng. J., 142, (2008) 263–270.
[18] Kaneko, Y., Yoshida, R., Sakai, K., Sakurai, Y., Okano, T., Temperature-responsive shrink-ing kinetics of poly (N-isopropylacrylamide) copolymer gels with hydrophilic and hydropho-bic comonomers, J. Membr. Sci., 101, (1995) 13–22.
[19] Nešović, K., Janković, A., Radetić, T., Vukašinović-Sekulić, M., Kojić, V., Živković, Lj., Perić-Grujić, A., Yop Rhee, K., Mišković-Stanković, V., Chitosan-based hydrogel wound dressings with electrochemically incorporated silver nanoparticles - In vitro study., Eur. Polym. J., 121, (2019) 109257.