دانلود مقاله فعالیت ضد باکتریایی کامپوزیت های هیدروژل مبتنی بر نانوذرات صمغ اقاقیا-نقره
چکیده
مقدمه
مطالب و روش ها
مشخصه بندی ها
نتایج و بحث
شرایط واکنش بهینه
تجزیه و تحلیل طیف FTIR
تجزیه و تحلیل SEM-EDS
تجزیه و تحلیل XRD
تجزیه و تحلیل TGA
نتیجه گیری
منابع
Abstract
Introduction
Materials and methods
Characterizations
Results and discussion
Optimized reaction conditions
FTIR spectra analysis
SEM–EDS analysis
XRD analysis
TGA analysis
Conclusion
Declarations
References
چکیده
یک شبکه پلیمری متقابل (IPN) حاوی صمغ اقاقیا (GA)، پلی (متاکریلیک اسید) (MAA) و پلی (اسید اکریلیک) (AA) با استفاده از روش پلیمریزاسیون آبی دو مرحله ای توسعه داده شد. در مرحله اول، نیمه IPN ها با پلیمریزاسیون رادیکالی زنجیره های MAA بر روی GA در حضور پرسولفات آمونیوم به عنوان آغازگر رادیکال آزاد و N، N'-متیلن-بیساکریل آمید (MBA) به عنوان یک عامل اتصال عرضی با استفاده از گرمایش مایکروویو تولید شدند. برای به دست آوردن یک نیمه IPN با درصد تورم بالاتر، چندین پارامتر واکنش مانند غلظت آغازگر، مونومر و اتصال دهنده متقاطع متفاوت بود. درصد تورم (%S) به شدت به شرایط واکنش وابسته بود. شرایط بهینه واکنش برای حداکثر %S غلظت آغازگر 2.55×10-2 mol/L، 12 میلی لیتر حلال، 0.424× 10-3 mol/L مونومر، و 2.16× 10-2 mol/L غلظت اتصال دهنده متقابل بود. به یافته ها GA-g-poly (MAA) نامی بود که به نیمه IPN داده شد. دوم، IPN با پیوند زنجیره های AA بر روی یک ماتریس GA-g-poly (MAA) که بهینه شده بود ایجاد شد. IPN به عنوان GA-g-poly (MAA-IPN-AA) نامگذاری شد. کاهش یون‌های نقره به نانوذرات نقره (AgNPs) با حرارت دادن مخلوط عصاره گل کولروتریا آپیکولات در زیر تابش مایکروویو انجام شد. در نهایت، نمونه‌های نیمه IPN و IPN آماده‌شده به‌عنوان الگو برای بارگیری AgNPs استفاده شدند. XRD، FTIR، SEM، و TGA برای توصیف نیمه IPN، IPN و کامپوزیت‌های آنها با AgNP استفاده شد. GA، GA-g-poly (MAA)، GA-g-poly (MAA-IPN-AA) و کامپوزیت های آنها با AgNP ها برای فعالیت ضد باکتریایی در برابر پنج سویه باکتری رایج آزمایش می شوند: اشریشیا کلی، میکروکوکوس لوتئوس، سودوموناس آئروژینوزا، ریزوبیوم. گونه ها و استافیلوکوکوس اورئوس. زمانی که IPN و ترکیب آنها با AgNPها استفاده شد، نشان داده شد که همه سویه‌های باکتری دارای ناحیه مهار قابل توجهی هستند. در مقایسه با دیگر سویه‌های باکتری، سودوموناس آئروژینوزا نسبت به نمونه‌های آزمایش‌شده آسیب‌پذیرتر بود. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که سیستم‌های سنتز شده برای کاربرد به عنوان عوامل ضد باکتری مناسب هستند.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
An interpenetrating polymer network (IPN) containing gum acacia (GA), poly(methacrylic acid) (MAA), and poly(acrylic acid) (AA) was developed using a two-step aqueous polymerization method. Firstly, semi-IPNs were produced by radical polymerization of MAA chains onto GA in the presence of ammonium persulfate as a free radical initiator and N, N′-methylene-bisacrylamide (MBA) as a cross-linking agent using a microwave heating. To obtain a semi-IPN with a higher swelling percentage, several reaction parameters such as initiator, monomer, and crosslinker concentrations were varied. The percentage swelling (%S) was highly dependent upon the reaction conditions. The optimal reaction conditions for maximal %S were 2.55 × 10–2 mol/L initiator concentration, 12 mL solvent, 0.424 × 10–3 mol/L of monomer, and 2.16 × 10–2 mol/L cross-linker concentration, according to the findings. GA-g-poly(MAA) was the name to given to the semi-IPN. Second, IPN was created by grafting AA chains onto a GA-g-poly(MAA) matrix that had been optimized. The IPN was named as a GA-g-poly(MAA-IPN-AA). The reduction of silver ions to silver nanoparticles (AgNPs) was carried out by heating the mixture of flower extract of Koelreuteria apiculate under microwave radiation.
Introduction
Hydrogels are three-dimensional (3D) networks formed by the crosslinking of hydrophilic polymers [1, 2]. They might swell while maintaining their network structure by absorbing signifcant amounts of water or biological fluids. The inclusion of hydrophilic groups such as -OH, -CONH, -CONH2, -COOH, and -SO3H along the polymer chain contributes to their ability to absorb a large amount of water [1]. Polysaccharide hydrogel networks have received a lot of attention in recent years [3–5]. The physico-chemical properties of these hydrogels frequently differ significantly from those of the macromolecular constituents. Hydrogel characteristics can also be altered utilizing a range of physical and chemical crosslinking techniques [3, 6]. Various researchers have examined a number of polymeric systems to create hydrogels [7]. The polymer composition can be classified as natural polymeric hydrogels, synthetic polymer hydrogels, and or a combination of both [7]. Because of their non-toxicity, low cost, permeability, and biocompatibility, hydrogels have gotten a lot of attention in a variety of sectors [8–10].
Conclusion
Antimicrobial materials have been studied extensively in response to rising microbial resistance to traditional antibiotics and disinfectants. Natural polysaccharidebased hydrogels and their composites containing metal nanoparticles could be suitable for antibacterial applications in some cases. Using a microwave irradiation approach, we were able to successfully synthesis GA-gpoly(MAA) and GA-g-poly(MAA-IPN-AA) based hydrogels from GA. APS and MBA being used as initiator and cross-linker, respectively. To achieve maximum %S of semi-IPN (588%) and IPN (500%), diferent parameters were optimized. The formation of cross-linked hydrogels and hydrogel composites with AgNPs was successfully demonstrated using FTIR analysis. The SEM investigation of hydrogel networks reveals a variety of morphologies, which could be attributed to structural diferences between semi-IPN, IPN, and their composites with AgNPs. SemiIPN, IPN and their composite showed superb antibacterial potential against E. coli, M. luteus, P. aeruginosa, Rihzobium species, and S. aureus, and may be used to treat a variety of infected efuents. Such interconnected hydrogels will give superior material properties, particularly in biomedical research, to prevent biomaterialassociated infections as well as general pathogenic invasions into the body. The synthesized hydrogel samples will lead to enhanced applications in the future, as well as a deeper knowledge of material interactions. The eforts to improve the property profle of cross-linked hydrogels are still on, with the hope of improving overall performance in terms of water uptake capacity, biocompatibility, and biodegradability.