Antibakterijski porozni nosači na temelju kitozana

završni rad

• Naslov (engleski): Antibacterial porous chitosan-based scaffolds
• Autor: Tea Leskovar
• Mentor: Anamarija Rogina (mentor)
• Član povjerenstva: Anamarija Rogina (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Iva Bazina (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marica Ivanković (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-09-20, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Zbog svojih izvrsnih svojstava poput biokompatibilnosti, biorazgradljivosti, antibakterijskog te antimikrobnog djelovanja, kitozan (CHT) pokazuje široku primjenu u prehrambenoj, poljoprivrednoj i farmaceutskoj industriji te medicini. Cilj ovoga rada bio je istražiti antibakterijska svojstva pripremljenih poroznih nosača na temelju kitozana s bakrovim(II) ionima uz dodatak hidroksiapatita (CHT-Cu/HAp) na gram-pozitivnu (Staphylococcus aureus) i gram-negativnu bakteriju (Klebsiella pneumoniae). CHT-Cu/HAp hidrogelovi različitih masenih udjela hidroksiapatita (0, 5, 10 i 20 mas.%) dobiveni su neutralizacijom s
1,25 mol dm^-3 otopinom natrijeva hidroksida, a suhi porozni nosači (aerogelovi) procesom liofilizacije. Suhi porozni CHT-Cu/HAp uzorci istraženi su infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom (FTIR), a dobiveni rezultati ukazuju na postojanje interakcije između polimerne matrice i punila. Stupanj bubrenja (SB), istražen u fosfatom puferiranoj otopini soli (PBS) pri fiziološkim uvjetima (pH 7,4; 37 °C) tijekom 24 h, ukazuje na izostanak značajnih statističkih razlika između uzoraka različitog kemijskog sastava, odnosno stupanj bubrenja za sve uzorke iznosi između 17–21. Antibakterijska svojstva pripremljenih poroznih CHT-Cu/HAp nosača istražena su primjenom disk-difuzijske metode na dvije bakterijske kulture: Staphylococcus aureus (gram-pozitivna bakterija) i Klebsiella pneumoniae
(gram-negativna bakterija). Rezultati pokazuju da uzorci s dodatkom hidroksiapatita
(CHT-Cu/HAp5, CHT-Cu/HAp10 i CHT-Cu/HAp20), prethodno nabubreni u PBS-u tijekom 3 i 24 h, posjeduju antibakterijsko djelovanje na gram-pozitivnu bakteriju. Kod svih CHT-Cu/HAp uzoraka je uočen izostanak antibakterijskog djelovanja za gram-negativnu bakteriju. Također, svi suhi uzorci nisu pokazali antibakterijsko djelovanje na obje bakterije. Uspješno pripremljeni porozni nosači na temelju kitozana, bakrovih(II) iona i hidroksiapatita pokazali su dobra antibakterijska svojstva protiv gram-pozitivnih bakterija, uz potencijalnu primjenu u biomedicinskom području.

Sažetak (engleski)

Due to its excellent properties such as biocompatibility, biodegradability, antibacterial, and antimicrobial effects, chitosan (CHT) demonstrates wide application in the food, agricultural, and pharmaceutical industries, as well as in medicine. The aim of this study was to investigate the antibacterial properties of the prepared porous
chitosan-copper (II)/hydroxyapatite-based (CHT-Cu/HAp) scaffolds on Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative bacteria (Klebsiella pneumoniae).
CHT-Cu/HAp hydrogels with varying amount of hydroxyapatite (0, 5, 10, and 20 wt.%) were obtained by neutralisation with 1.25 mol dm^-3 sodium hydroxide solution, while dry porous carriers (aerogels) were obtained through lyophilization. The dry porous CHT-Cu/HAp samples were analysed by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and the results indicate the presence of interactions between the polymer matrix and the filler. The swelling degree (SB) was investigated in phosphate-buffered saline solution (PBS) under physiological conditions (pH 7.4; 37 °C) for 24 hours, and there were no significant statistical differences between samples with different chemical composition, with the swelling degree for all samples ranging between 17–21. The antibacterial properties of the prepared porous CHT-Cu/HAp scaffolds were examined using the disk diffusion method on two bacterial cultures: Staphylococcus aureus (Gram-positive bacteria) and Klebsiella pneumoniae
(Gram-negative bacteria). The results show that the samples with the addition of hydroxyapatite (CHT-Cu/HAp5, CHT-Cu/HAp10 i CHT-Cu/HAp20), pre-swollen in PBS for
3 and 24 h, exhibited antibacterial activity against the Gram-positive bacteria.
All CHT-Cu/HAp samples show no antibacterial activity against the Gram-negative bacteria. Additionally, all dry samples showed a lack of antibacterial activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria. The successfully prepared porous scaffolds based on chitosan, copper (II) ions, and hydroxyapatite demonstrated good antibacterial properties against Gram-positive bacteria, with potential applications in biomedical field.

• Ključne riječi: kitozan; hidroksiapatit; bakrovi(II) ioni; aerogel; antibakterijsko djelovanje
• Ključne riječi (engleski): chitosan; hydroxyapatite; copper (II) ions; aerogel; antibacterial activity
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:573384
• Projekt: Šifra: UIP-2020-02-6201; Naziv: Pametni sustavi za dostavu lijeka pri liječenju tumora kosti; Naziv: Smart drug delivery systems in bone tumour treatment; Kratica: SmartCar; Voditelj: Anamarija Rogina; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: Hrvatska zaklada za znanost; Linija financiranja: Installation Research Projects
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: prijediplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (univ. bacc. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Rad dostupan nakon; Datum isteka embarga: 2025-06-01
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-11-17 11:43:37