Biologické aplikace kompozitů nanočástic stříbra s uhličitanem vápenatým

Bc. Lenka HRABALOVÁ

Master's thesis

Bioapplication of composites of silver nanoparticles and calcium carbonate

Abstract:

Tato práce se zabývá přípravou a aplikacemi kompozitu nanoAg@CaCO3 zejména v oblasti antibakteriální povrchové úpravy titanových povrchů v souvislostí s jejich použitím v ortopedii. Tvorba antibakteriálních povrchových úprav s kompozity nanoAg@CaCO3 spočívala v přípravě, umístění a zafixování kompozitního materiálu na titanovou destičku, která byla modifikována buď polymerem PDMS nebo následným sintrováním přímo naneseného kompozitu při teplotě 500 °C. Oba druhy fixace měly zajistit lepší přilnavost kompozitu nanoAg@CaCO3. Následně byla testována antibakteriální aktivita vrstev kompozitního materiálu nanoAg@CaCO3 nanesených na těchto modelových površích. Výsledky prokázaly vysokou antibakteriální účinnost vůči bakteriím E. coli u titanových destiček, které byly modifikovány polymerem PDMS. Vedle této aplikace byl připravený kompozit testován jako substrát pro detekci biologicky významných molekul pomocí metody SERS, jelikož kompozity nanoAg@CaCO3 by mohly řízeně zesilovat signál podle množství nanočástic stříbra nanesených na povrchu mikročástic CaCO3.Na základě vyhodnocení naměřených spekter se ukázalo, že s připraveným kompozitem lze detekovat i roztok adeninu o koncentraci 10-7 mol.dm-3.

Abstract:

This work deals with preparation and application of nanoAg@CaCO3 composite espe-cially in the area of antibacterial surface treatment of titanium surfaces in connection with their use in orthopedics. The formation of antibacterial coatings with na-noAg@CaCO3 composites consisted in the preparation, positioning and fixing of the composite material on a titanium plate which was modified with either PDMS polymer or subsequent sintering of the directly applied composite at 500 ° C. Both types of fi-xation should ensure better adhesion of the nanoAg@CaCO3 composite. Subsequently, antibacterial activity of nanoAg@CaCO3 composite layers applied on these model sur-faces was tested. The results demonstrated high antibacterial activity against E. coli in titanium platelets modified with PDMS polymer. In addition to this application, the composite was tested as a substrate for the detection of biologically important molecules by the SERS method since nanoAa@CaCO3 composites could steadily amplify the sig-nal by the amount of silver nanoparticles deposited on the surface of the CaCO3 micro-particles.Based on the evaluation of the measured spectra, it has been shown that a solu-tion of adenine at a concentration of 10-7 mol.dm-3 can also be detected with the prepa-red composite.

Keywords

Uhličitan vápenatý, nanočástice stříbra, implantát, kompozit, SERS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2017

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Libor Kvítek, CSc.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Material Chemistry