Biyomedikal Uygulamalar İçin Mekanik Olarak Gelişmiş Polidopamin Dekorlu Hidroksiapatit/polivinil Alkol Biyo-kompozit Üretimi: In-vitro Fizikokimyasal Ve Biyolojik Değerlendirme
[ X ]
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
Bu çalışmada kemik dokusu rejenerasyonu gibi biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere polidopamin (PDA) kaplı hidroksiapatit (HA) takviyeli polivinil alkol (PVA) filmler üretilmiştir. pDA, yalnızca interstisyel sıvılarla karşılaştığında HA'nın topaklanmasını önlemek için değil, aynı zamanda mekanik performansın daha kararlı hale gelmesi için malzemeler arasındaki etkileşim için PVA'yı güçlü bir şekilde bağlamak için kaplanmıştır. Radikal polimerizasyon tekniği kullanılarak hidroksiapatit yüzeyine pDA kaplandı ve güçlendirilmiş PVA, pDA kaplı HA (pDA-HA/PVA) nanoparçacıkları ile üretildi. pDA-HA/PVA nanokompozit filmlerin temel karakteristik özellikleri morfolojik/kimyasal (SEM-EDS), mikroyapısal (XRD, Ft-IR ve Raman), termodinamik (TGA ve TM), mekanik performans (Vickers mikrosertliği) ve biyolojik olarak incelenmiştir. aktivite analizi (MTT, genotoksisite ve antimikrobiyal etkinlik araştırmaları). Fizikokimyasal analizler, çalışılan tüm örneklerin ana yapılarında homojen mineral dağılımları sergilediğini göstermiştir. TGA, TMA ve sertlik testlerine göre yeni kompozit yapı saf PVA'dan daha yüksek mekanik özelliklere sahip olmuştur. Ayrıca, pDA-HA/PVA nanokompozitleri, Acinetobacter Baumannii (A.Baumannii), Staphylococcus aureus (S. aureus) ve Streptococcus mutans'a (S.mutans) karşı yüksek antibakteriyel kapasiteler sergilemiştir. Ayrıca, yeni nanokompozitlerin fibroblast (L929) hücreleri için iyi biyouyumluluk sunduğu ve dikkate değer ölçüde MCS hücrelerini desteklediği kaydedildi. Sonuç olarak, bu kapsamlı çalışma, termo-mekanik olarak geliştirilmiş pDAHA/PVA filmlerinin, kaplama, dolgu veya oklüzyon amaçlı diş-kemik tedavileri başta olmak üzere biyomedikal alanlarda PVA'nın uygulama alanlarını artıracağını göstermektedir.
In this study, polydopamine (PDA) coated hydroxyapatite (HA) reinforced polyvinyl alcohol (PVA) films were produced to be used in biomedical applications such as bone tissue regeneration. pDA is coated not only to prevent the agglomeration of HA when encountering interstitial fluids but also to strongly bind the PVA for the interaction between materials so that the mechanical performance becomes more stabilized. pDA was coated on the hydroxyapatite surface using a radical polymerization technique, and the reinforced PVA were produced with pDA-coated HA (pDA-HA/PVA) nanoparticles. Fundamental characteristic properties of pDA-HA/PVA nanocomposite films were examined by morphological/chemical (SEM-EDS), microstructural (XRD, Ft-IR, and Raman), thermodynamic (TGA and TM), mechanical performance (Vickers microhardness) and biological activity analysis (MTT, genotoxicity and antimicrobial efficacy investigations). Physicochemical analysis showed that all the samples studied exhibited homogeneous mineral distributions through the main structures. According to TGA, TMA and hardness tests, the new composite structure possessed higher mechanical properties than neat PVA. Further, pDA-HA/PVA nanocomposites exhibited high antibacterial capacities against Acinetobacter Baumannii (A.Baumannii), Staphylococcus aureus (S. aureus), and Streptococcus mutans (S.mutans). Moreover, the new nanocomposites were noted to present good biocompatibility for fibroblast (L929) cells and to support remarkably MCS cells. All in all, this comprehensive work shows that the thermo-mechanically improved pDA-HA/PVA films will increase the application fields of PVA in biomedical fields especially tooth-bone treatments for coating, filling, or occlusion purposes.
In this study, polydopamine (PDA) coated hydroxyapatite (HA) reinforced polyvinyl alcohol (PVA) films were produced to be used in biomedical applications such as bone tissue regeneration. pDA is coated not only to prevent the agglomeration of HA when encountering interstitial fluids but also to strongly bind the PVA for the interaction between materials so that the mechanical performance becomes more stabilized. pDA was coated on the hydroxyapatite surface using a radical polymerization technique, and the reinforced PVA were produced with pDA-coated HA (pDA-HA/PVA) nanoparticles. Fundamental characteristic properties of pDA-HA/PVA nanocomposite films were examined by morphological/chemical (SEM-EDS), microstructural (XRD, Ft-IR, and Raman), thermodynamic (TGA and TM), mechanical performance (Vickers microhardness) and biological activity analysis (MTT, genotoxicity and antimicrobial efficacy investigations). Physicochemical analysis showed that all the samples studied exhibited homogeneous mineral distributions through the main structures. According to TGA, TMA and hardness tests, the new composite structure possessed higher mechanical properties than neat PVA. Further, pDA-HA/PVA nanocomposites exhibited high antibacterial capacities against Acinetobacter Baumannii (A.Baumannii), Staphylococcus aureus (S. aureus), and Streptococcus mutans (S.mutans). Moreover, the new nanocomposites were noted to present good biocompatibility for fibroblast (L929) cells and to support remarkably MCS cells. All in all, this comprehensive work shows that the thermo-mechanically improved pDA-HA/PVA films will increase the application fields of PVA in biomedical fields especially tooth-bone treatments for coating, filling, or occlusion purposes.
