Ανάπτυξη πολυμερικών μεμβρανών και υδροπηκτωμάτων για ελεγχόμενη απελευθέρωση βιοστατικών ειδών

• Κύριος συγγραφέας: Δημητρά, Θεώνη
• Άλλοι συγγραφείς: Μπόκιας, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Αντιμικροβιακά; Υδροπηκτώματα; Δικτύωση; Μεμβράνες; Antimicrobial; Hydrogels; Cross-linking; Membranes; 620.115

Τα τελευταία χρόνια μεγάλο ενδιαφέρον έχουν προσελκύσει τα υλικά με αντιμικροβιακή δράση, υλικά δηλαδή που είναι σε θέση είτε να σκοτώνουν μικροοργανισμούς είτε να τους απωθούν. Τα υλικά αυτά είναι πολύ σημαντικά, καθώς, μέσω της χρήσης τους σε ενδονοσοκομειακές επιφάνειες και σε υφάσματα ως επιστρώσεις, η εξάπλωση λοιμωδών νοσημάτων μπορεί να αναχαιτιστεί επιτυχώς. Μία άλλη ενδιαφέρουσα εφαρμογή είναι η χρήση τους σε υλικά υποθαλάσσιων εφαρμογών, έτσι ώστε να αποφεύγεται η βιοσυσσώρευση σε αυτά και ο χρόνος ζωής τους να αυξάνεται. Η παρούσα μελέτη εστιάζει σε πολυμερικά υλικά τα οποία απελευθερώνουν τον βιοστατικό παράγοντα, καθώς αυτός είναι ηλεκτροστατικά συνδεδεμένος στην κύρια πολυμερική αλυσίδα. Συγκεκριμένα, μελετάται το βρωμιούχο δεκαεξυλοτριμεθυλαμμώνιο (CTAB), ένα τεταρτοταγές αμμώνιο με κλινικά αποδεδειγμένη βιοστατική δράση. Ο στόχος είναι η παρασκευή μεμβρανών που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επιστρώσεις σε διάφορα υλικά και οι οποίες θα απελευθερώνουν το κατιόν του CTAB με σταδιακό και ελεγχόμενο τρόπο. Αρχικά, κρίθηκε απαραίτητη η διερεύνηση της αλληλεπίδρασης του με τον πολυηλεκτρολύτη με τον οποίο θα προσδένεται ηλεκτροστατικά, δηλαδή το πολυ(ακρυλικό νάτριο) (PANa). Η φυσικοχημική μελέτη έγινε μέσω επιφανειακής τάσης, ιχνηθέτησης με φθορίζοντα ιχνηθέτη και θολομετρία. Για τον σχηματισμό των μεμβρανών, με σκοπό να διασφαλιστεί η μηχανική τους υπόσταση, μελετήθηκε η αντίδραση δικτύωσης μεταξύ δύο συμπληρωματικών δραστικών ομάδων ευρισκόμενων σε διαφορετικές πολυμερικές αλυσίδες. Ειδικότερα, η αντίδραση η οποία μελετήθηκε είναι μεταξύ των καρβοξυλομάδων του πολυ(ακρυλικού οξέος) (PAA) και του εποξειδικού δακτυλίου ο οποίος εμπεριέχεται στη δομική μονάδα του μεθακρυλικού γλυκιδυλεστέρα (GMA), σε κατάλληλα συμπολυμερή του τελετυατίου. Για την καλύτερη μελέτη της αντίδρασης και διερεύνηση των βέλτιστων συνθηκών, αρχικά πραγματοποιήθηκε ρεολογική μελέτη του συστήματος κατά τη μετατροπή του από διάλυμα σε γέλη. Αφού διαπιστώθηκε η δικτύωση με βάση την αύξηση του ιξώδους και των δυναμικών μέτρων του συστήματος με την αύξηση της θερμοκρασίας, παρασκευάστηκαν μεμβράνες σε διάφορες θερμοκρασίες και ελέγχθηκαν μέσω διαφόρων μεθόδων χαρακτηρισμού για τη σύσταση τους και την ποιότητα τους. Τέλος, κατέστη εφικτή και η παρασκευή μεμβρανών που περιείχαν τον βιοστατικό παράγοντα αποκλειστικά μέσα από υδατικά διαλύματα, μέθοδος φιλική προς το περιβάλλον και λιγότερο δαπανηρή σε σχέση με την χρήση οργανικών διαλυτών. Η απελευθέρωση του βιοστατικού παράγοντα μελετήθηκε μέσω μετρήσεων αγωγιμότητας των διαλυμάτων αποδέσμευσης, αλλά και του περιεχομένου τους σε ολικό άνθρακα και ολικό άζωτο.