Nové hydrogely na bázi přírodního polysacharidu pro regeneraci měkkých tkání: příprava a charakterizace

Novel Hydrogels Based on Natural Polysaccharde for Regeneration of Soft Tissues: Preparation and Characterization

abstrakt

čeština

Lidská kůže představuje komplexní biologický systém chránící hlouběji uložené tkáně, regulující tělesnou teplotu, zabraňující ztrátě tekutin a absorbující některé léky. Při porušení této ochranné bariéry, např. popálením, je funkce této bariéry porušena a pro rychlejší hojení se používají hydrogely. Mezi další výhody použití hydrogelů pro hojení kůže patří bezbolestné odstranění obvazu, aniž by se poškodila nově vytvořená tkáň, m=ně jizev, jejich propustnost pro kyslík nebo kontrolovatelné dávkování léčiv. Hydrogely mohou být připraveny ze syntetických nebo přírodních polymerů, avšak přírodní polymery, mezi které patří rostlinné polysachardiy, vykazují vyšší biokompatibilitu, biodegradabilitu a obsahují biologicky rozeznatelné skupiny podporující buněčnou aktivitu. V naší práci jsme se zaměřili na přípravu nových hydrogelových filmů pro vlhké hojení ran (např. popálenin). Cílem bylo vyvinout hydrolyticky stabilní hydrogely obsahující rostlinné polysacharidy s hojícími vlastnostmi, které budou cenově dostupné a s možností regulace jejich stability (degradace) množstvím přidaným aditiv. Elastické transparentní hydrogely byly úspěšně připraveny z přírodní rostlinné pryskyřice stromu Sterculia urens, jejíž mechanické vlastnosti byly vylepšeny přidáním syntetického polymeru. Z připravených směsí o různých poměrech obou polymerů a s různými koncetracemi síťovadla byly připraveny hydrogelové filmy a ty byly analyzovány pomocí chemicko-fyzikálních metod FTIR a TGA. Dále byla testována botnací schopnost filmů ve vodě, kde bylo ověřeno, že s vyšším přídavkem síťovadla botnací schopnost hydrogelů klesá a lze tedy kontrolovatelně nastavit sorpci vody. Kromě tohoto parametru byla dále sledována degradace hydrogelových filmů, která je důležitým parametrem pro následné použití materiálu. Bylo zjištěno, že rychlost degradace je závislá na poměru přírodního polysacharidu ku syntetickému polymeru a nižší koncentraci síťovadla. Vzorky s vyšším obsahem pryskyřice a nižší koncentraci síťovadla degradují rychleji, což je způsobeno rozrušováním intramolekulárních interakcí. Připravené hydrogelové filmy byly také testovány na viabilitu 3T3 buněk s výsledkem prokazujícím vhodnost použití těchto materiálů pro regenerativní medicínu.

Human skin is a complex biological system to protect tissues, regulating body temperature, preventing the loss of fluid and absorbing some drugs. In violation of this protect barrier, eg., burns, is the function of the barrier broken and hydrogels are used for faster healing. Advantages of the use of hydrogels for skin healing include painless removal the dressing without damaging the newly formed tissue, less scars, their oxygen permeability and controllable drug dosage. Hydrogels may be prepared from synthetic or natural polymers, however, natural polymers, which include plant resins exhibit superior biocompatibility, biodegradability and contain biologically distinguishable groups promoting cell activity This work is focused on the preparation of hydrogels for moist wound healing. Our study was focused to preparing of new hydrogel film for moist wound healing. The goal of work was to develop hydrolytically stable hydrogels containing natural polysaccharide which have healing properties, which are affordable and with the possibility of regulating their stability (degradation) by adding of additives. Elastic transparent hydrogels were successful prepared from natural gum , which is obtined from Sterculia urens tree. Mechanical properties was improved by adding of synthetic polymer. Mixtures with different ratio between natural and synthetic polymer was prepared with various concentrations of crosslinker. Hydrogel films were analyzed by physico-chemical methods FTIR aTGA. Further, swelling ability was tested by immersing films into the water, where was verified that the higher concentration of crosslinker decrease swelling ability and water sorption can be controllable. Besides this parameter was observed degradation of hydrogel films, which is an important parameter for the subsequent use of the material. It was observed that the rate of degradation is dependent on the ratio of the natural polysaccharide to the synthetic polymer and a lower concentration of crosslinker. Samples with higher content of polysaccharide and a lower concentration of crosslinker degrade faster due to erosion intramolecular interactions. Prepared hydrogel films were also tested for viability of 3T3 cells with the result of certifying the suitability of these materials for regenerative medicine.

hydrogely, přírodní polysacharidy, regenerace měkkých tkání

hydrogels, natural polysaccharide, soft tissue regeneration

NEDOMOVÁ, E.; VOJTOVÁ, L.; JANČÁŘ, J.

25. 3. 2016

Česká společnost chemická

Praha

2336-7202

Czech chemical society symposium series

14

2

Česká republika

78

78

1

http://ccsss.cz/index.php/ccsss