Novel composite zinc-alginate hydrogels with activated charcoal aimed for potential applications in multifunctional primary wound dressings
Novi kompoziti na bazi cink-alginatnog hidrogela sa sadržanim česticama aktivnog uglja za potencijalnu primenu u primarnim, multifunkcionalnim oblogama za rane
2019
Аутори
Osmokrović, AndreaJančić, Ivan
Janković-Častvan, Ivona
Petrović, Predrag
Milenković, Marina
Obradović, Bojana
Чланак у часопису (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
Composites based on Zn-alginate hydrogels in the form of beads were produced by extrusion of a suspension containing 0.5 % w/w of alginate and 20 % w/w of activated charcoal (AC) with the intent to simultaneously release two active agents, Zn2+ and AC particles, in a physiological-like environment. The obtained composite beads were analyzed by FE-SEM and characterized regarding textural parameters, as well as Zn2+ and AC release kinetics in the physiological saline solution. Zn(2+)ions were quickly released reaching the equilibrium concentration within the first hour in the contrary to the release of AC particles, which was described by internal diffusion with the apparent diffusion coefficient of approximately 10(-13) m(2) s(-1). Potential functionality of the obtained beads was evaluated regarding antibacterial activity in suspensions of the standard bacterial strain Escherichia coli 25922. The observed strong bactericidal effects were related to the quick release of Zn2+ that was no...t affected by AC. Thus, taking into account results of this study, as well as high sorption capacity of alginate hydrogel, efficiency of AC to adsorb malodor and tissue degradation products and positive effects of Zn2+ on wound healing, the obtained composites have shown promising potentials for applications as multifunctional wound dressings.
U ovom radu, dobijeni su novi kompoziti u obliku čestica na bazi Znalginatnog hidrogela ekstruzijom smeše sastava 0,5 mas. % alginata i
20 mas. % aktivnog uglja [AU] sa ciljem istovremenog otpuštajnja dve aktivne supstance iz kompozita u fiziološkim uslovima, i to jone cinka i čestice
AU. Dobijene kompozitne čestice su analizirane primenom skenirajuće
elektronske mikroskopije i karakterisane u pogledu teksturalnih karakteristika, kao i kinetike otpuštanja jona cinka i čestica AU u fiziološkom
rastvoru. Joni cinka su se brzo otpustili u rastvor tako da je postignuta
ravnoteža u toku prvog sata otpuštanja, nasuprot otpuštanja čestica AU
koje je opisano modelom unutrašnje difuzije sa prividnom difuzivnošću od
oko 10-13 m2
s
-1
. Potencijalna funkcionalnost kompozita je procenjena u
pogledu antibakterijske aktivnosti u suspenziji standardnog soja
Escherichia coli 25922. Uočen jak baktericidan efekat je pripisan brzom
otpuštanju jona cinka na koje nije uticalo prisustvo čestica... AU. Uzevši u
obzir rezultate dobijene u ovom radu, kao i veliki sorpcioni kapacitet
alginatnog hidrogela, efikasnost AU da adsorbuje neprijatne mirise i
raspadne produkte u rani, i pozitivne efekte jona cinka na zarastanje rana,
može se zaključiti da su razvijeni kompoziti pokazali značajan potencijal za
primenu kao multifunkcionalne obloge za rane.
Кључне речи:
zinc ions / activated charcoal / alginate hydrogels / antibacterial activity / wound dressing / joni cinka / aktivni ugalj / alginatni hidrogel / antibakterijska aktivnost / obloge za raneИзвор:
Hemijska industrija, 2019, 73, 1, 37-46Издавач:
- Savez hemijskih inženjera Srbije
Финансирање / пројекти:
- Синтеза, развој технологија добијања и примена наноструктурних мултифункционалних материјала дефинисаних својстава (RS-MESTD-Integrated and Interdisciplinary Research (IIR or III)-45019)
DOI: 10.2298/HEMIND180629003O
ISSN: 0367-598X
WoS: 000460129400004
Scopus: 2-s2.0-85064243986
Колекције
Институција/група
Tehnološko-metalurški fakultetTY - JOUR AU - Osmokrović, Andrea AU - Jančić, Ivan AU - Janković-Častvan, Ivona AU - Petrović, Predrag AU - Milenković, Marina AU - Obradović, Bojana PY - 2019 UR - http://TechnoRep.tmf.bg.ac.rs/handle/123456789/4153 AB - Composites based on Zn-alginate hydrogels in the form of beads were produced by extrusion of a suspension containing 0.5 % w/w of alginate and 20 % w/w of activated charcoal (AC) with the intent to simultaneously release two active agents, Zn2+ and AC particles, in a physiological-like environment. The obtained composite beads were analyzed by FE-SEM and characterized regarding textural parameters, as well as Zn2+ and AC release kinetics in the physiological saline solution. Zn(2+)ions were quickly released reaching the equilibrium concentration within the first hour in the contrary to the release of AC particles, which was described by internal diffusion with the apparent diffusion coefficient of approximately 10(-13) m(2) s(-1). Potential functionality of the obtained beads was evaluated regarding antibacterial activity in suspensions of the standard bacterial strain Escherichia coli 25922. The observed strong bactericidal effects were related to the quick release of Zn2+ that was not affected by AC. Thus, taking into account results of this study, as well as high sorption capacity of alginate hydrogel, efficiency of AC to adsorb malodor and tissue degradation products and positive effects of Zn2+ on wound healing, the obtained composites have shown promising potentials for applications as multifunctional wound dressings. AB - U ovom radu, dobijeni su novi kompoziti u obliku čestica na bazi Znalginatnog hidrogela ekstruzijom smeše sastava 0,5 mas. % alginata i 20 mas. % aktivnog uglja [AU] sa ciljem istovremenog otpuštajnja dve aktivne supstance iz kompozita u fiziološkim uslovima, i to jone cinka i čestice AU. Dobijene kompozitne čestice su analizirane primenom skenirajuće elektronske mikroskopije i karakterisane u pogledu teksturalnih karakteristika, kao i kinetike otpuštanja jona cinka i čestica AU u fiziološkom rastvoru. Joni cinka su se brzo otpustili u rastvor tako da je postignuta ravnoteža u toku prvog sata otpuštanja, nasuprot otpuštanja čestica AU koje je opisano modelom unutrašnje difuzije sa prividnom difuzivnošću od oko 10-13 m2 s -1 . Potencijalna funkcionalnost kompozita je procenjena u pogledu antibakterijske aktivnosti u suspenziji standardnog soja Escherichia coli 25922. Uočen jak baktericidan efekat je pripisan brzom otpuštanju jona cinka na koje nije uticalo prisustvo čestica AU. Uzevši u obzir rezultate dobijene u ovom radu, kao i veliki sorpcioni kapacitet alginatnog hidrogela, efikasnost AU da adsorbuje neprijatne mirise i raspadne produkte u rani, i pozitivne efekte jona cinka na zarastanje rana, može se zaključiti da su razvijeni kompoziti pokazali značajan potencijal za primenu kao multifunkcionalne obloge za rane. PB - Savez hemijskih inženjera Srbije T2 - Hemijska industrija T1 - Novel composite zinc-alginate hydrogels with activated charcoal aimed for potential applications in multifunctional primary wound dressings T1 - Novi kompoziti na bazi cink-alginatnog hidrogela sa sadržanim česticama aktivnog uglja za potencijalnu primenu u primarnim, multifunkcionalnim oblogama za rane EP - 46 IS - 1 SP - 37 VL - 73 DO - 10.2298/HEMIND180629003O ER -
@article{ author = "Osmokrović, Andrea and Jančić, Ivan and Janković-Častvan, Ivona and Petrović, Predrag and Milenković, Marina and Obradović, Bojana", year = "2019", abstract = "Composites based on Zn-alginate hydrogels in the form of beads were produced by extrusion of a suspension containing 0.5 % w/w of alginate and 20 % w/w of activated charcoal (AC) with the intent to simultaneously release two active agents, Zn2+ and AC particles, in a physiological-like environment. The obtained composite beads were analyzed by FE-SEM and characterized regarding textural parameters, as well as Zn2+ and AC release kinetics in the physiological saline solution. Zn(2+)ions were quickly released reaching the equilibrium concentration within the first hour in the contrary to the release of AC particles, which was described by internal diffusion with the apparent diffusion coefficient of approximately 10(-13) m(2) s(-1). Potential functionality of the obtained beads was evaluated regarding antibacterial activity in suspensions of the standard bacterial strain Escherichia coli 25922. The observed strong bactericidal effects were related to the quick release of Zn2+ that was not affected by AC. Thus, taking into account results of this study, as well as high sorption capacity of alginate hydrogel, efficiency of AC to adsorb malodor and tissue degradation products and positive effects of Zn2+ on wound healing, the obtained composites have shown promising potentials for applications as multifunctional wound dressings., U ovom radu, dobijeni su novi kompoziti u obliku čestica na bazi Znalginatnog hidrogela ekstruzijom smeše sastava 0,5 mas. % alginata i 20 mas. % aktivnog uglja [AU] sa ciljem istovremenog otpuštajnja dve aktivne supstance iz kompozita u fiziološkim uslovima, i to jone cinka i čestice AU. Dobijene kompozitne čestice su analizirane primenom skenirajuće elektronske mikroskopije i karakterisane u pogledu teksturalnih karakteristika, kao i kinetike otpuštanja jona cinka i čestica AU u fiziološkom rastvoru. Joni cinka su se brzo otpustili u rastvor tako da je postignuta ravnoteža u toku prvog sata otpuštanja, nasuprot otpuštanja čestica AU koje je opisano modelom unutrašnje difuzije sa prividnom difuzivnošću od oko 10-13 m2 s -1 . Potencijalna funkcionalnost kompozita je procenjena u pogledu antibakterijske aktivnosti u suspenziji standardnog soja Escherichia coli 25922. Uočen jak baktericidan efekat je pripisan brzom otpuštanju jona cinka na koje nije uticalo prisustvo čestica AU. Uzevši u obzir rezultate dobijene u ovom radu, kao i veliki sorpcioni kapacitet alginatnog hidrogela, efikasnost AU da adsorbuje neprijatne mirise i raspadne produkte u rani, i pozitivne efekte jona cinka na zarastanje rana, može se zaključiti da su razvijeni kompoziti pokazali značajan potencijal za primenu kao multifunkcionalne obloge za rane.", publisher = "Savez hemijskih inženjera Srbije", journal = "Hemijska industrija", title = "Novel composite zinc-alginate hydrogels with activated charcoal aimed for potential applications in multifunctional primary wound dressings, Novi kompoziti na bazi cink-alginatnog hidrogela sa sadržanim česticama aktivnog uglja za potencijalnu primenu u primarnim, multifunkcionalnim oblogama za rane", pages = "46-37", number = "1", volume = "73", doi = "10.2298/HEMIND180629003O" }
Osmokrović, A., Jančić, I., Janković-Častvan, I., Petrović, P., Milenković, M.,& Obradović, B.. (2019). Novel composite zinc-alginate hydrogels with activated charcoal aimed for potential applications in multifunctional primary wound dressings. in Hemijska industrija Savez hemijskih inženjera Srbije., 73(1), 37-46. https://doi.org/10.2298/HEMIND180629003O
Osmokrović A, Jančić I, Janković-Častvan I, Petrović P, Milenković M, Obradović B. Novel composite zinc-alginate hydrogels with activated charcoal aimed for potential applications in multifunctional primary wound dressings. in Hemijska industrija. 2019;73(1):37-46. doi:10.2298/HEMIND180629003O .
Osmokrović, Andrea, Jančić, Ivan, Janković-Častvan, Ivona, Petrović, Predrag, Milenković, Marina, Obradović, Bojana, "Novel composite zinc-alginate hydrogels with activated charcoal aimed for potential applications in multifunctional primary wound dressings" in Hemijska industrija, 73, no. 1 (2019):37-46, https://doi.org/10.2298/HEMIND180629003O . .