Acrylate, hydrogel, in vitro cell line test
U poslednje vreme, biomaterijali na bazi hidrogela su se razvili kao veoma svestrani i
obećavajući alati za kliničke i istraživačke primene. Ovu vrstu materijala prvi put su sintetisali
1960. godine Češki hemičari, Wichterle i Lim koji su predloili upotrebu hidrogela na bazi
poli(2-hidroksietil metakrilata) (PHEMA) za izradu kontaktnih sočiva. U Sjedinjenim
Ameriţkim Drzavama hidrogelovi se prvo koriste kao sredstvo za zadrzavanje vlage u
zemljištima, a razvoj i široku primenu dobijaju prvi put u Japanu 70-ih godina 20og veka i to
kao komponente u sredstvima za ličnu higijenu (pelene, maramice, ulošci).
Različiti hidrogelovi se proizvode u zavisnosti od specifične potrebe, kao što su zamena
mekog tkiva, flasteri za organe ili sistemi za isporuku lekova. Hidrogelovi sa različitim fizičkim
svojstvima se takođe mogu dizajnirati i implantirati u defekte kritične veličine koji se ne
samoizlečuju, privremeno zamenjujući ekstracelularni matriks (ECM) i pomažući procesu
zarastanja. Prilagođavanje fizičko-hemijskih svojstava polimera na početku njihove primene
kao i tokom njihove degradacije može se postići formiranjem polimernih mreža.
Akrilati su polimerni materijali koji se koriste u raznim industrijskim i medicinskim svrhama.
Hidrogelovi se formiraju kada se akrilati, kao sto je akrilna kiselina,polimerizuju u prisustvu
vode.Oni imaju sposobnost da apsorbuju velike kolicine vode, sto ih cini korisnim u
medicinskim zavojima, kontaktnim socivima itd.
Sinteza
Dobijanje hidrogelova na bazi 2-hidroksietil akrilata i itakonske kiseline U ovom radu su
polimerizacijom preko slobodnih radikala sintetisani hidrogelovi na bazi 2-hidroksietil
akrilata i itakonske kiseline. Sinteze P(HEA/IK) hidrogelova su izvedene u prisustvu inicijatora
kalijum persulfata (KPS), umreţivaţa etilenglikol dimetakrilata (EGDMA) i aktivatora
tetrametilenetilen diamina (TEMED). Tokom sinteze hidrogelova varirani su udeli itakonske
kiseline.
Odmerene mase reaktanata su rastvorene u odgovarajušoj zapremini smeše destilovane
vode i etanola, dok je inicijator rastvoren u destilovanoj vodi. Svaki od reaktanata je
rastvaran posebno. Nakon rastvaranja, komponente su pomešane, dodata je odmerena
koliţina umreţivaţa, a zatim su rastvori produvani azotom 20 minuta. Nakon toga u smešu je
dodata odmerena koliţina ubrzivaţa, a zatim je reakciona smeša izlivena u kalup koji se
sastoji od dve staklene ploţe odvojene PVC crevom debljine 2 mm. Reakciona smeša je
ostavljena na 50 °C da polimerizuje tokom 24 h. Po završetku reakcije, staklene ploţe su
odvojene, a hidrogel je iseţen na diskove preţnika 10 mm i debljine 2 mm koji su zatim
potapani u destilovanu vodu kako bi se odstranile neproreagovale materije. Destilovana
voda je menjana svakodnevno tokom sedam dana. Uzorci su osušeni na sobnoj temperaturi
do konstantne mase. Suvi uzorci su bili preţnika 0,450 ± 0,010 cm i debljine 0,150 ±
0,010cm.
Implantacija
Implantacija hidrogela akrilata je postupak u kojem se hidrogelovi akrilati koriste za
ugradnju u tkivo ili organ. Ovi hidrogelovi imaju sposobnost da apsorbuju vodu i zadrže je,
što ih čini pogodnim za primenu u medicini. Oni se mogu koristiti kao nosači za lekove, kao
materijali za regeneraciju tkiva ili čak kao proteze. Implantacija hidrogela akrilata može biti
efikasan način da se poboljša funkcionalnost ili isceljenje određenog dela tela. Međutim,
važno je da se ova procedura izvodi od strane stručnih medicinskih profesionalaca kako bi se
osigurala sigurnost i uspeh implantacije.
Radijacionim zračenjem sintetisani su hidrogelovi na bazi poli(N-vinil-2-pirolidon) i κ-
karagenan (PVP-KC), ozračivanjem mešavine vodenih rastvora PVP, KC, kalijum hlorida i
poli(etilen glikola). Kao rezultat preliminarnih testova, može se reći da PVP/KC/KCl/PEG
hidrogelovi predstavljaju materijal pogodan za primenu kao kožne prevlake. Međutim, ovo
istraživanje je nastavljeno da bi se izvršila celokupna karakterizacija ovih uzoraka i
definisanje njihove primene kao kožne prevlake [52]. pH osetljivi mikrogelovi (MGS)
sintetisani su polimerizacijom preko slobodnih radikala 2-hidroksietil metakrilata (HEMA) i
itakonske kiseline (IA), koristeći etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) kao umreživač. Model lek
koji se koristio da bi se ispitalo kontrolisano otpuštanje lekova je esomeprazol magnezijum
trihidrat (EMT). Pripremljeni uzorci su karakterisani pomoću infracrvene spektroskopije sa
Fourierovom transfromacijom (FTIR), termogravimetrijske analize (TGA), dinamičkog
rasejavanja svetlosti (DLS), skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM), studija bubrenja i
ispitana je in vitro kinetika otpuštanja leka. Na osnovu rezultata ove studije može se
zaključiti da sintetisani P(HEMA-co-IA) mikrogelovi imaju potencijal da se koriste kao nosači
za kontrolisano otpuštanja lekova.
In vitro studija otpuštanja vitamina B3
In vitro ispitivanje otpuštanja aktivne supstance iz sintetisanih hidrogelova izvedeno je u
aparaturi sa rotirajućom korpicom u medijumu pH vrednosti 7.40. Diskovi Doktorska
disertacija Bojana Krezović 33 hidrogelova sa ugrađenom aktivnom supstancom su
potopljeni u 10 ml medijuma za otpuštanje na 37 °C. Brzina rotiranja korpice je 50 ± 1 rpm.
Količina otpuštenog vitamina B3 je merena spektrofotometrijski, pomoću UV
spektrofotometra (Shimadzu UV-Vis Spectrophotometer UV-1800) merenjem apsorbance
medijuma za otpuštanje u određenim vremenskim intervalima, na talasnoj dužini 262 nm.
Svi eksperimenti su rađeni u triplikatu. Koncentracija otpuštene aktivne supstance je
izračunata upotrebom kalibracione krive dobijene merenjem apsorbance rastvora aktivne
supstance poznatih koncentracija. Svi eksperimenti otpuštanja su urađeni u triplikatu.
REZULTAT
In vitro kontrolisano oslobađanje antibiotika iz polimerne matrice
Kontrolisano oslobađanje antibiotika iz hidrogelova privlači veliku pažnju, jer se na takav
način postižu izuzetno dobri efekti u antibakterijskoj terapiji u odnosu na konvencijalne
metode primene ove vrste lekova. Klasičan način unošenja ne omogućava postizanje
dovoljne i konstantne koncentracije antibiotika na mestu infekcije [225, 226]. Gentamicin
sulfat (GS), antibiotik širokog spektra delovanja, je izabran kao model lek za analizu profila
oslobađanja iz P(HEMA/IA/OAG(M)A) hidrogelova. Gentamicin, kao aminoglikozidni
antibiotik, koristi se u terapiji bakterijskih infekcija izazvanih Gram-pozitivnim i Gram-
negativnim bakterijama (S. aureus, S. epidermidis, S. pyogenes, E. coli, Klebsiella
pneumoniae, Enterobacter aerogenes) i kao i svi aminoglikozidi ne prolazi kroz
gastrointestinalni trakt, tako da se primenjuje intravenozno, intramuskularno i
transdermalno.
Kinetika in vitro procesa oslobađanja GS iz P(HEMA/IA/OAG(M)A) hidrogelova je analizirana
preko „rane“ i „kasne“ faze procesa. Koncentacija GS u rastvoru u kom se odvija oslobađanje
