Полімерні гелеві матеріали на основі полівінілового спирту і наночастинок срібла

Автор(и)

  • Валерій Леонідович Демченко Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Україна
  • Світлана Дмитрівна Загородня Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, Україна
  • Наталія Павлівна Рибальченко Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, Україна
  • Любов Олексіївна Артюх Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, Україна
  • Поліна Юріївна Заремба Інститут мікробіології і вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України, Україна
  • Максим Володимирович Юрженко Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Україна
  • Ілля Олегович Ситник Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Україна
  • Вікторія Олексіївна Овсянкіна Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Володимир Борисович Неймаш Інститут фізики НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2024.312424

Ключові слова:

техногенно-екологічна безпека, біомедицина, гідрогелевий матеріал, наночастинки срібла, структура, антимікробна активність, противірусна активність

Анотація

Останнім часом питання техногенно-екологічної безпеки виходять на перший план розвитку цивілізації. Наразі спостерігається тенденція до збільшення кількості надзвичайних ситуацій техногенного характеру. Одним із шляхів пом’якшення їхнього впливу та наслідків на населення є створення інноваційних лікувальних матеріалів.

Тому нині актуальною є ідея розробки нетоксичного, антибактеріального та противірусного полімерного гідрогелю із заданими функціональними властивостями в якості ранової пов’язки.

Робота присвячена створенню срібловмісних гелевих матеріалів на основі полівінілового спирту і поліетиленгліколю. Гідрогелеві нанокомпозитні матеріали отримували шляхом відновлення іонів срібла за допомогою аскорбінової кислоти з подальшим зшиванням макромолекул полімеру шляхом опромінення високоенергетичним електронним променем. Методом ширококутового розсіювання рентгенівських променів була вивчена структура гідрогелевих матеріалів та підтверджено наявність металічного срібла в досліджуваних полімерних системах. Було встановлено, що полімерні гідрогелеві матеріали ПВС-ПЕГ-1% Ag проявляють антимікробну та противірусну активність. Виявлено, що досліджувані полімерні гідрогелеві матеріали з наночастинками срібла не проявляють токсичного ефекту.

Біографії авторів

Валерій Леонідович Демченко, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Доктор хімічних наук, старший дослідник, провідний науковий співробітник відділу зварювання пластмас Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Світлана Дмитрівна Загородня, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України

Кандидат біологічних наук, старший дослідник, завідуюча відділом репродукції вірусів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України

Наталія Павлівна Рибальченко, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України

Кандидат біологічних наук, старший дослідник, старший науковий співробітник відділу антибіотиків Інституту мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України

Любов Олексіївна Артюх, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України

Кандидат біологічних наук, старший дослідник, старший науковий співробітник, відділ репродукції вірусів, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України

Поліна Юріївна Заремба, Інститут мікробіології і вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України

Аспірант, провідний інженер відділу репродукції вірусів Інституту мікробіології і вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України

Максим Володимирович Юрженко, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Професор, доктор технічних наук, завідувач відділом зварювання пластмас Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Ілля Олегович Ситник, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Бакалавр, технік 1-ї категорії відділу зварювання пластмас Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України

Вікторія Олексіївна Овсянкіна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат хімічних наук, доцент, доцент кафедри екології та технології рослинних полімерів Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Володимир Борисович Неймаш, Інститут фізики НАН України

Доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, завідувач лабораторії радіаційних технологій Інституту фізики НАН України

Посилання

Demchenko V., Mamunya Ye., Kobylinskyi S., Riabov S., Naumenko К., Zahorodnia S., Povnitsa O., Rybalchenko N., Iurzhenko M., Adamus G., Kowalczuk M. Structure-Morphology-Antimicrobial and Antiviral Activity Relationship in Silver-Containing Nanocomposites Based on Polylactide. Molecules. 2022. Vol. 27. P. 3769.

Demchenko V.L., Kobylinskyi S.M., Riabov S.V., Shtompel V.I., Iurzhenko M.V., Rybalchenko N.P. Novel approach to formation of silver-containing nanocomposites by thermochemical reduction of Ag+ ions in interpolyelectrolyte-metal complexes. Applied Nanoscience. 2020. Vol. 10, No 12. P. 5409–5419.

Sikorska W., Zięba M., Musioł M., Kowalczuk M., Janeczek H., Chaber P., Masiuchok O., Demchenko V., Talanyuk V., Iurzhenko M., Puskas J.E., Adamus G. Forensic Engineering of Advanced Polymeric Materials–Part VII: Degradation of Biopolymer Welded Joints. Polymers. 2020. Vol. 12, No 5. P. 1167–1181.

Masiuchok O., Iurzhenko M., Kolisnyk R., Mamunya Ye., Godzierz M., Demchenko V., Yermolenko D., Shadrin A. Polylactide/Carbon Black Segregated Composites for 3D Printing of Conductive Products. Polymers. 2022. Vol. 14. P. 4022.

Chen Z., Zhao D., Liu B., Nian G., Li X., Yin J., Qu S. 3D Printing of Multifunctional Hydrogels. Advanced Functional Materials. 2019. Vol. 16. P. 1900971.

Thavornyutikarn B., Chantarapanich N., Sitthiseripratip K., Thouas G.A., Chen Q. Bone tissue engineering scaffolding: computer-aided scaffolding techniques. Progress in Biomaterials. 2014. Vol.3. P. 61-102.

Zhang H., Xia H., Zhao Y. Poly(vinyl alcohol) Hydrogel Can Autonomously Self-Heal. ACS Macro Letters. 2012. Vol. 1. P. 1233–1236.

Du H., Zhang J. Solvent induced shape recovery of shape memorypolymer based on chemically cross-linked poly(vinyl alcohol). Soft Matter. 2010. Vol. 6. P. 3370-3376.

Gong Z., Zhang G., Zeng X., Li J., Li G., Huang W., Sun R., Wong C. High-Strength, Tough, Fatigue Resistant, and Self-Healing Hydrogel Based on Dual Physically Cross-Linked Network. ACS Applied Materials & Interfaces. 2016. Vol. 8. P. 24030–24037.

Bilici C., Can V., Nöchel U., Behl M., Lendlein A., Okay O. Melt-Processable Shape-Memory Hydrogels with Self-Healing Ability of High Mechanical Strength. Macromolecules. 2016. Vol. 49. P. 7442–7449.

Kodavaty J. Poly (vinyl alcohol) and hyaluronic acid hydrogels as potential biomaterial systems - A comprehensive review. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2022. Vol. 71. P. 103298.

Wang M., Bai J., Shao K., Tang W., Zhao X., Lin D., Huang S., Chen C., Ding Z., Ye J. Poly(vinyl alcohol) Hydrogels: The Old and New Functional Materials. International Journal of Polymer Science. 2021. Vol. 2021. P. 1-16.

Montaser A.S., Rehan M., El-Naggar M.E. pH-Thermosensitive hydrogel based on polyvinyl alcohol/sodium alginate/N-isopropyl acrylamide composite for treating re-infected wounds. International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol. 124. P. 1016-1024.

Zeinali A., Sirousazar M., Dastgerdi Z.H., Kheiri F. Gelatin/Montmorillonite and Gelatin/Polyvinyl Alcohol/Montmorillonite Bionanocomposite Hydrogels: Microstructural, Swelling and Drying Properties. Journal of Macromolecular Science. Part B. 2020. Vol. 59. P. 263-283.

Liu Y., Lv Y., An M., Li F., Lu Y., Song J. Characterization of Chitosan-Gelatin Blend Scaffolds. Journal of Macromolecular Science, Part B. 2019. Vol. 58. P. 634-644.

Khorasani M.T., Joorabloo A., Moghaddam A., Shamsi H., MansooriMoghadam Z. Incorporation of ZnO nanoparticles into heparinised polyvinyl alcohol/chitosan hydrogels for wound dressing application. International Journal of Biological Macromolecules. 2018. Vol. 114. P. 1203-1215.

Bauer A.W., Kirby W.M., Sherris J.C., Turck M. Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. American Journal of Clinical Pathology. 1966. Vol. 45. P. 493–496.

Clinical and Laboratory Standards Institute NCCLS. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; fifteenths informatonal supplement. CLSI/NCCLS document M100-S15. Clinical and Laboratory Standards Institute. Wayne. PA. 2005.

Brouillard J.E., Terriff C.M., Tofan A. et al. Antibiotic selection and resistance issues with fluoroquinolones and doxycycline against bioterrorism agents. Pharmacotherapy. The Journal of Human Pharmacology and Drug Therapy. 2006. Vol. 26. P. 3-14.

Naumenko K., Zahorodnia S., Pop C.V., Rizun N. Antiviral activity of silver nanoparticles against the influenza A virus. J Virus Erad. 2013. Vol. 9. P. 100330.

Rybalchenko N.P., Hnatiuk Т.Т., Artiukh L.O., Naumenko К.S., Zaremba P.Yu., Demchenko V.L., Kokhtych L.M., Iurzhenko M.V., Rybalchenko T.V., Ovsyankina V.О., Dolgoshey V.B., Sytnyk I.O., Marynin A.I. Antimicrobial and antiviral activity of nanocomposites based on polyelectrolyte complexes and silver nanoparticles. Microbiological Journal. 2023. Vol. 86. P. 36-50.

Kohn L.K., Foglio M.A., Rodrigues, R.А., Sousa I.М., Martini M.C., Padilla M.A., Lima Neto D.F., Arns C.W. In-Vitro Antiviral Activities of Extracts of Plants of The Brazilian Cerrado against the Avian Metapneumovi-rus (aMPV). Brazilian Journal of Poultry Science. 2015. Vol.17. P. 275‒280.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-09-29

Як цитувати

Демченко, В. Л., Загородня, С. Д., Рибальченко, Н. П., Артюх, Л. О., Заремба, П. Ю., Юрженко, М. В., Ситник, І. О., Овсянкіна, В. О., & Неймаш, В. Б. (2024). Полімерні гелеві матеріали на основі полівінілового спирту і наночастинок срібла. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (3), 83–92. https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2024.312424

Номер

№ 3 (2024)

Розділ

ЕКОЛОГІЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Світлана Дмитрівна Загородня, Валерій Леонідович Демченко, Наталія Павлівна Рибальченко, Любов Олексіївна Артюх, Поліна Юріївна Заремба, Максим Володимирович Юрженко, Ілля Олегович Ситник, Вікторія Олексіївна Овсянкіна, Володимир Борисович Неймаш

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).