Biomaterijali na bazi titana Magdalena Jajčinović; Ljerka Slokar Benić
Kemija u industriji; časopis kemičara i tehnologa Jugoslavije,
07/2023, Letnik:
72, Številka:
7-8
Journal Article
Recenzirano
Odprti dostop
U odnosu na legure na bazi kobalt-kroma i nehrđajuće čelike, titan i legure na bazi titana našle su široku primjenu u biomedicini, gdje se zbog svojih izvrsnih svojstava upotrebljavaju kao ...implantati, ali zbog visoke cijene njihove proizvodnje još uvijek nemaju širu upotrebu. Neka od bitnih svojstava su: izvrsna biokompatibilnost, dobra mehanička svojstva i oseointegracija te otpornost na koroziju. Uz predstavljanje biomedicinskih materijala koji se najčešće upotrebljavaju, ovaj članak prikazuje razvoj biomaterijala na bazi titana i njihovu biomedicinsku primjenu. Biomaterijali se obično upotrebljavaju u biomedicini za popravak, zamjenu ili regeneraciju tjelesnih tkiva. S obzirom na to da je poznat sve veći broj neuspjelih implantacija uzrokovanih patogenom bakterijskom infekcijom, među funkcijama koje bi se mogle dodati biomaterijalima je antibakterijsko djelovanje, koje je od velike važnosti. U novije vrijeme antibakterijske metalne legure pokazale su velik potencijal kao nova vrsta biomedicinskog materijala.
Cilj je ovoga istraživanja bio utvrditi in vivo toksičnost i raspodjelu jednokratne i višekratnih doza polimernih nanočestica L-glutaminske kiseline-g-p(HEMA) u funkciji isporuke lijekova. ...Jednokratna oralna doza nije prouzročila smrtnost, a akutni LD50 iznosio je >2,000 mg/kg tjelesne težine. Višekratne oralne dnevne doze od 25 mg, 50 mg i 100 mg/kg tjelesne težine, davane 28 dana, nisu dovele do značajnih razlika u ukupnoj tjelesnoj i relativnoj težini organa u usporedbi s kontrolnom skupinom. Ove rezultate potvrđuju biokemijski i histološki nalazi. Izloženost nanočesticama nije uzrokovala statistički značajne razlike u broju mikronukleusa u stanicama koštane srži miševa u odnosu na kontrolu. Raspodjela nanočestica u tijelu mijenjala se s vremenom, a nanočestice bi doprle u organe, pa i u koštanu srž, unutar prvih šest sati od primitka doze, što je utvrđeno ex vivo snimkama dobivenim pomoću sustava IVIS® Spectrum. Naši rezultati upućuju na to da su polimerne nanočestice L-glutaminske kiseline-g-p(HEMA) biokompatibilne i imaju potencijala za primjenu kao sustav isporuke lijekova.
The aim of this safety study in mice was to determine
toxicity and biodistribution potential of a single and multiple doses of L-glutamic acid-g-p(HEMA) polymeric nanoparticles as a drug delivery ...system. The single dose did not cause any lethal effect, and its acute oral LD
was >2.000 mg/kg body weight (bw). Multiple doses (25, 50, or 100 mg/kg bw) given over 28 days resulted in no significant differences in body and relative organ weights compared to control. These results are supported by biochemical and histological findings. Moreover, nanoparticle exposure did not result in statistically significant differences in micronucleus counts in bone marrow cells compared to control. Nanoparticle distribution was time-dependent, and they reached the organs and even bone marrow by hour 6, as established by
imaging with the IVIS
spectrum imaging system. In conclusion, L-glutamic acid-g-p(HEMA) polymeric nanoparticles appear biocompatible and have a potential use as a drug delivery system.
Moxifloxacin (MOX) is an important antibiotic commonly used in the treatment of recurrent
infections. The aim of this study was to investigate its antibacterial efficiency when used with solid lipid ...nanoparticles (SNLs) and nanostructured lipid carriers (NLCs) as delivery vehicles. For this purpose we designed two SLNs (SLN1 and SLN2) and two NLCs (NLC1 and NLC2) of different characteristics (particle size, size distribution, zeta potential, and encapsulation efficiency) and loaded them with MOX to determine its release, antibacterial activity against
, and their cytotoxicity to the RAW 264.7 monocyte/macrophage-like cell line
. With bacterial uptake of 57.29 %, SLN1 turned out to be significantly more effective than MOX given as standard solution, whereas SLN2, NLC1, and NLC2 formulations with respective bacterial uptakes of 50.74 %, 39.26 %, and 32.79 %, showed similar activity to standard MOX. Cytotoxicity testing did not reveal significant toxicity of nanoparticles, whether MOX-free or MOX-loaded, against RAW 264.7 cells. Our findings may show the way for a development of effective lipid carriers that reduce side effects and increase antibacterial treatment efficacy in view of the growing antibiotic resistance.
U mnogim slučajevima indirektno prekrivanje pulpe (IPP) prihvatljiva je terapija za trajne zube u slučaju njezine reverzibilne upale. Za IPP koriste se različiti lijekovi – od kalcijeva hidroksida i ...staklenog ionomera do dentinskih adheziva. Svrha istraživanja: Svrha ovog istraživanja in vitro bila je izmjeriti citotoksičnost u staničnoj kulturi, uspoređujući četiri adheziva: Xeno® V (XE), Excite® F DSC (EX), Adhese® OneF (AD) i Prime & Bond NT (PB). Materijali i metode: Adhezivi su primijenjeni u skladu s uputama proizvođača. Nakon 24-satne izloženosti procijenjena je vijabilnost stanica s pomoću fotometrijskog testa (MTT test). Podatci su podvrgnuti analizi varijance (ANOVA). Rezultati: Adhezivi čija je glavna komponenta bila 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) pokazali su se manje citotoksičnima, a oni koji su u svojem sastavu imali monomer uretan-dimetakrilat (UDMA) bili su najcitotoksičniji. Učinci na vijabilnost statistički su između adheziva značajno varirali. Zaključak: Rezultati pokazuju da je Adhese® OneF najmanje citotoksičan od ispitanih adheziva i može se koristiti kao sredstvo za indirektno prekrivanje pulpe. No Prime & Bond NT u istim je uvjetima pokazao smanjenu biokompatibilnost.
The purpose of this study was to evaluate the genotoxic potential of components leached from two conventional self-curing glass-ionomer cements (Fuji IX and Ketac Molar), and light-curing, resin ...modified glass-ionomer cements (Vitrebond, Fuji II LC). Evaluation was performed on human lymphocytes using alkaline and hOGG1 modified comet, and micronucleus assays. Each material, polymerised and unpolymerised, was eluted in extracellular saline (1 cm
mL
) for 1 h, 1 day, and 5 days. Cultures were treated with eluates using final dilutions of 10
, 10
, and 10
. Alkaline comet assay did not detect changes in DNA migration of treated cells regardless of the ionomer tested, polymerisation state, and elution duration. Glass ionomers failed to significantly influence micronucleus frequency. No oxidative DNA damage in treated lymphocytes was observed using hOGG1 modified comet assay. Obtained results indicate high biocompatibility of all tested materials used in the study under experimental conditions.
Svrha istraživanja bila je procijeniti genotoksični potencijal komponenata koje izlučuju dva konvencionalna samopolimerizirajuća stakleno-ionomerna cementa (Fuji IX i Ketac Molar) te svjetlosno polimerizirajući i smolom modificirani stakleno-ionomerni cementi (Vitrebond, Fuji II LC). Istraživanje je provedeno na ljudskim limfocitima primjenom alkalnog komet testa, komet testa modificiranog hOGG1 enzimom te mikronukleus testa. Svaki materijal, polimerizirani i nepolimerizirani, eluiran je u fiziološkoj otopini (1 cm
mL
) tijekom jednog sata, jednog dana i tijekom 5 dana. Kulture limfocita tretirane su eluatima u razrjeđenjima 10
, 10
i 10
. Alkalnim komet testom nisu zabilježene promjene u migraciji DNA iz tretiranih stanica bez obzira na ispitani ionomer, vrstu polimerizacije i trajanje elucije. Izloženost staklenim ionomerima nije značajno utjecala na učestalost mikronukleusa. Primjenom hOGG1 modificiranog komet testa nije zamijećeno oksidativno oštećenje DNA u tretiranim limfocitima. Dobiveni rezultati upućuju na visoki stupanj biokompatibilnosti svih testiranih materijala koji su se koristili u eksperimentalnim uvjetima.
Moksifloksacin je važan antibiotik koji se često rabi za liječenje rekurentne infekcije bakterijom Escherichia coli (E. coli). Cilj je ovog istraživanja bio ocijeniti njegovu djelotvornost u ...formulaciji s krutim lipidnim nanočesticama (engl. solid lipid nanoparticles, krat. SNL) i nanostrukturiranim lipidnim nosačima (engl. nanostructured lipid carriers, krat. NLC) kao njegovim vehikulima. U tu smo svrhu osmislili dva SLN-a (SLN1 I SLN2) te dva NLC-a (NLC1 i NLC2) različitih svojstava (veličine čestice, raspodjele veličina, zeta potencijala i sposobnosti enkapsulacije) te ih obogatili moksifloksacinom kako bismo utvrdili njegovo otpuštanje, djelovanje protiv E. coli i citotoksičnost za makrofagnu staničnu liniju RAW 264.7 in vitro. S bakterijskom apsorpcijom od 57,29 %, SLN1 se pokazao značajno djelotvornijim vehikulom moksifloksacina od njegove standardne formulacije (otopine), a formulacije s SLN2, NLC1 odnosno NLC2 s odgovarajućim apsorpcijama od 50,74 %, 39,26 % odnosno 32,79 % iskazale su djelotvornost sličnu onoj standardnog antibiotika. Test citotoksičnosti nije pokazao značajnu toksičnost nanočestica bez obzira na to jesu li sadržavale moksifloksacin ili nisu. Naši rezultati upućuju na mogući smjer razvoja djelotvornih lipidnih nosača kojima bi se mogle smanjiti nuspojave i povećati antibakterijska djelotvornost liječenja s obzirom na sve veću bakterijsku rezistentnost.
Provider: - Institution: - Data provided by Europeana Collections- The aim of the dissertation is to investigate, develop and characterize new
material for production of rigid gas permeable (RGP) ...contact lenses. The new
RGP material is based on adding fullerenes to modify poly-methylacrylate
(PMA), i.e. it’s modified forms: poly-methyl-methacrylate (PMMA), fullerene
hydroxylate and fullerene metformin hydroxylate. The development and
investigation of new materials for RGP contact lens production was done based
on the existing problems in the everyday medical application of contact
lenses. In doing this, all the administrative requirements for the usage of
optical vision correction medical devices were fulfilled. Oxidative
polymerization of classical RGP material, Soleko SP40TM was successfully
carried out with the addition of fullerene particles in its polymeric
structure. This is how a new “nano-photonic” material has been produced:
SP40+C60, SP40+C60(OH)24 i SP40+C60(OH)12(OC4N5H10)12. Production of
nano-photonic contact lenses out of newly synthesized material was carried
out using lathe cut method on a new generation toric 3-axes CNC lathe. For
the purposes of RGP material and contact lens characterization,
nano-technology methods were used (Atomic Force Microscopy (AFM), Magnetic
Force Microscopy (MFM), Optomagnetic Spectroscopy (OMS)), as well as
spectroscopy methods (UV-VIS, NIR and FTIR). The results of the investigation
have shown that the optical and mechanical properties of the new RGP
nano-photonic material such as: refractive index, oxygen permeability and
modulus of elasticity are similar to the classical RGP material, while some
other, such us: visible light transmittance, UV block, wettability and the
lathe cut surface quality, are significantly improved. Preliminary tests
suggest that newly developed RGP nano-photonic RGP material is biocompatible.
The facts gotten from the investigation can be applied in future
investigation in this field and there is a clear possibility that these can
be used for the purposes of developing a new generation of materials for
rigid gas permeable and other contact lenses.- Predmet ove disertacije je istraživanje, razvoj i karakterizacija nove vrste
materijala za proizvodnju gaspropusnih (RGP) kontaktnih sočiva na bazi
modifikovanog polimetilakrilata (PMA) i adiranih fulerena, tj. njihovih
modifikovanih formi polimetilmetakrilata (PMMA), fulerola i metforminom
hidrogenizovanih fulerena. Na osnovu uočenih problema u primeni kontaktnih
sočiva u kliničkoj praksi pristupilo se istraživanju i razvoju nove vrste
materijala za proizvodnju gaspropusnih kontaktnih sočiva, vodeći računa o
zahtevima koje moraju da ispune medicinska pomagala za korekciju vida.
Uspešno je obavljena polimerizacija i na bazi osnovnog klasičnog gaspropusnog
materijala Soleko SP40TM, uključivanjem čestica fulerena u njegovu polimernu
strukturu, proizvedeni su uzorci novih nanofotonskih materijala: SP40+C60,
SP40+C60(OH)24 i SP40+C60(OH)12(OC4N5H10)12. Proizvodnja nanofotonskih
kontaktnih sočiva od novodobijenih materijala obavljena je metodom rezanja na
troosnom toričnom CNC strugu novije generacije. Za karakterizaciju materijala
i gotovih kontaktnih sočiva korišćene su nanotehnološke metode: mikroskopija
atomskih sila (AFM), mikroskopija magnetnih sila (MFM), opto-magnetna
spektroskopija (OMS), kao i UV-VIS, NIR i FTIR spektroskopija. Ispitivanja su
pokazala da su optičke i mehaničke karakteristike nanofotonskih materijala
kao što su: indeks prelamanja, propustljivost za kiseonik i tvrdoća,
zadovoljavajuće, a da su značajno poboljšane osobine: transmitivnost talasnih
dužina vidljivog spektra u skladu sa spektralnom efikasnošću oka, zaštita od
ultraljubičastog zračenja, kvašljivost i kvalitet obrađenih površina.
Preliminarna ispitivana biokompatibilnosti pokazuju da nanofotonski
materijali nisu citotoksični. Dobijeni rezultati su praktično primenljivi i
na osnovu njih je moguć razvoj nove generacije materijala za gaspropusna i
ostala kontaktna sočiva.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
Svrha istraživanja bila je procijeniti genotoksični potencijal komponenata koje izlučuju dva konvencionalna samopolimerizirajuća stakleno-ionomerna cementa (Fuji IX i Ketac Molar) te svjetlosno ...polimerizirajući i smolom modificirani stakleno-ionomerni cementi (Vitrebond, Fuji II LC). Istraživanje je provedeno na ljudskim limfocitima primjenom alkalnog komet testa, komet testa modificiranog hOGG1 enzimom te mikronukleus testa. Svaki materijal, polimerizirani i nepolimerizirani, eluiran je u fiziološkoj otopini (1 cm2 mL-1) tijekom jednog sata, jednog dana i tijekom 5 dana. Kulture limfocita tretirane su eluatima u razrjeđenjima 10-2, 10-3 i 10-4. Alkalnim komet testom nisu zabilježene promjene u migraciji DNA iz tretiranih stanica bez obzira na ispitani ionomer, vrstu polimerizacije i trajanje elucije. Izloženost staklenim ionomerima nije značajno utjecala na učestalost mikronukleusa. Primjenom hOGG1 modificiranog komet testa nije zamijećeno oksidativno oštećenje DNA u tretiranim limfocitima. Dobiveni rezultati upućuju na visoki stupanj biokompatibilnosti svih testiranih materijala koji su se koristili u eksperimentalnim uvjetima.
Direktnim prekrivanjem zubne pulpe štiti se njena izložena površina kako bi se zadržala vitalnost te očuvala funkcionalna i biološka aktivnost. Cilj ovoga istraživanja bio je usporediti ...biokompatibilnost sedam različitih materijala za prekrivanje zubne pulpe u uvjetima in vitro: Dycal®, Calcicur®, Calcimol LC®, TheraCal LC®, ProRoot MTA®, MTA-Angelus® i Biodentine®. Primjenom metode Transwell insert® i testa preživljenja stanica s bojom Alamar Blue® procijenili smo citokompatibilnost navedenih materijala na staničnim kulturama mišjih odontoblasta (MDPC-23) izlaganima ispitivanim materijalima u tri različita vremena (24, 48 i 72 h). Radi dodatne kontrole, nakon 72 sata proveden je i MTT-test za procjenu vijabilnosti stanica. Morfološka analiza mišjih odontoblasta provedena je konfokalnom laserskom skenirajućom mikroskopijom. Rezultati upućuju na značajno različitu biokompatibilnost među materijalima drugačijeg sastava. Materijal Biodentine® te proizvodi zasnovani na mineral trioksid-agregatu (MTA) pokazali su nižu citotoksičnost, bitno se razlikujući od materijala zasnovanih na kalcij hidroksidu, koji su bili više citotoksični. Iako je naše istraživanje ograničeno in vitro uvjetima u kojima je provedeno, naš pronalazak da je Biodentine® uzrokovao citotoksičan učinak sličan MTA-u upućuje na to da bi se mogao koristiti kao alternativa u prekrivanju zubne pulpe, jer je poznato kako materijali zasnovani na kalcij hidroksidu iskazuju veće citotoksične učinke.
PDF