Arany nanorészecskéket tartalmazó bioaktív üveg – biopolimér kompozítok előállítása, jellemzése és alkalmazhatósága

Synthesis, characterization and applicability of bioactive glass – biopolymer composites with gold nanoparticles

Abstract

Considering that the median age of our population is increasing, bone disorders or skin regeneration problems are of significant concern. The bioactive glass-biopolymer composites are materials with real potential to be used in tissue engineering. It is well-known, that the bioactive glasses (BG) can lead the promotion of growth of granulation tissue. The gold nanoparticles (AuNPs; ~20 nm) can induced the acceleration of wound healing including tissue regeneration, connective tissue regeneration and angiogenesis. It was demonstrated that the AuNPs in the sol-gel derived glass structure retain their properties. Alginate-pullulan (Alg-Pll) composites have good bioactivity and in vivo qualities in terms of bone regeneration. The goal of this study was to obtain the functional composites for future tissue engineering applications using BG with AuNPs introduced in Alg-Pll composites. After structural and morphological characterization of the composites, in vitro and in vivo bioactivity and biocompatibility were evaluated. The obtained results suggest that the obtained composites are materials for future soft tissue and bone engineering applications.

 Kivonat

A várható élettartam növekedésével egyre növekszik azon betegek száma, amelyek ortopédiai vagy bőr rekonstrukcióra szorulnak. A bioaktív üveg-biopolimer kompozitok potenciálisan alkalmazható anyagok a szövettani sebészetben. Ismert dolog, hogy a bioaktív üvegek (BG) elősegítik a granulációs szövetek növekedését. Az arany nanorészecskék (AuNPs; ~20 nm) gyorsítják a sebgyógyulást beleértve angiogenézist, a szövetek és kötőszövet regenerálódását. Tudjuk, hogy a szól-gél módszerrel előállított üveg szerkezetben bevitt AuNPs képes megőrizni ezen tulajdonságait. Az alginát-pullulán (kompozitok) remek bioaktivitásuknak köszönhetően aktívan részt vesznek az in vivo csont regenerálódásban. A tanulmány célja, hogy olyan funkcionális kompozitokat hozzunk létre, amelyek alkalmazhatók a szövettani sebészetben. Ehhez az Alg-Pll kompozitokban AuNPs tartalmazó BG vittünk be, majd szerkezeti és morfológiai jellemzéseket végeztünk. Ezt követtően az in vitro és in vivo bioaktivitás, valamint biokompatibilitást vizsgáltuk. A kapott eredmények azt sugallják, hogy az előállított kompozitok megfelelnek a lágyrész- és csonttechnikai alkalmazás elvárásainak.