Parodontalna bolezen je široko razširjeno kronično stanje, povezano z razgrajevanjem obzobnih tkiv, za katero so potrebni učinkovitejši načini zdravljenja. Zatorej je bil namen razviti nanodostavni sistem za lokalno dostavo protimikobnih učinkovin in ga ovrednotiti in vitro z uporabo novo razvite mikropretočne naprave, ki simulira lokalne in vivo pogoje v obzobnem žepu: majhni volumen in pretok gingivalne tekočine. Uspešno smo razvili dvoplastna nanovlakna, sestavljena iz plasti hitosana in polietilen oksida s 30 % ciprofoxacina in plasti polikaprolaktonskih nanovlaken s 5 % metronidazola. Njegova natančno zasnovana sestava je omogočila in vitro podaljšano sproščanje obeh vgrajenih protimikrobnih učinkovin glede na njihove posebne mehanizme sproščanja. Hitrost sproščanja ciprofloksacina je omejevala njegova nizka topnost v mediju za sproščanje s pH 7,4, ko je v bil v dostavnem sistemu prisoten še presežek učinkovine. V nasprotju pa je bilo podaljšano sproščanje metronidazola posledica počasnega prodiranja medija skozi hidrofobno plast nanovlaken iz polikaprolaktona. Dvoplastna nanovlakna so izkazala protibakterijsko delovanje na podlagi antibiograma proti bakteriji Escherichia coli in Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Koncentracije protimikrobnih učinkovin, ki so se sprostile iz nanovlaken določene z razvito napravo, so bile nad minimalnimi inhibitornimi koncentracijami parodontalnih patogenov do 7 dni, kar je dragocen podatek za napovedovanje učinkovitosti nanodostavnega sistema. Čeprav je bila nova naprava razvita posebej za vrednotenje dostavnih sistemov za lokalno zdravljenje parodontalne bolezni, je njena uporabnost lahko bistveno širša, in sicer za vrednotenje vseh lokalnih dostavnih sistemov za aplikacijo na ciljnem mestu s podobnimi lokalnimi pogoji.
COBISS.SI-ID: 4838257
Raziskali smo kompleksiranje linearnih alginatnih polianionov z različnimi vrstami premreževal (dvovalentnimi kationi, polikationi, pozitivno nabitimi površinsko aktivnimi snovmi), z namenom razkriti njihove vplive na nastanek nanodelcev. Naš cilj je bil določiti molarna razmerja med premreževali in alginatom, ki vodijo v nastanek nanodelcev in razkriti termodinamiko in molekulske interakcije, na katerih je osnovan nastanek. Vse to smo določili z meritvami dinamičnega in elektroforetskega sipanja svetlobe, izotermne titracijske kalorimetrije in infrardeče spektroskopije. Alginatni nanodelci so nastali zgolj v omejenem območju molarnih razmerij, ki je bilo specifično za vsako posamezno premreževalo. Poleg tega so imeli nanodelci različno velikost in stabilnost. Termodinamski parametri kompleksiranja alginata z različnimi premreževali so pokazali, da je nastanek nanodelcev v vseh primerih entropijsko voden, entalpijski prispevek pa je manjši. Mehanizem premreženja je temeljil na ionskih interakcijah s spremljajočimi šibkejšimi interakcijami, specifičnimi za vsako premreževalo. Določili smo karakteristične makroskopske konstante asociacije (Ka1) za kompleksiranje alginata (ki so bile v razponu 104–109 M-1). Dodatno smo pokazali, da povečana ionska jakost medija vpliva tako na termodinamiko kompleksiranja kot tudi na lastnosti in stabilnost polielektrolitnih nanodelcev, kar se je odražalo v povečahih vrednostih hidrodinamske velikosti in zmanjšanih vrednostih zeta potenciala.
COBISS.SI-ID: 4413297
Biološko obraščanje poteka v zaporednih korakih, kjer primarni kolonizatorji vplivajo na filogenetsko in funkcionalno strukturo prihodnjega konzorcija mikrobov. Z uporabo mikrobiološko podvržene korozije (MIC) kot študijskega primera je opisan nov pristop k zaščiti površin materiala, ki ne preprečuje biološkega obraščanja, temveč oblikuje postopek razvoja naravnega biofilma, da izključi mikroorganizme, povezane z MIC. Ta pristop posega v zgodnje faze oblikovanja naravnega biofilma, ki vplivajo na končni razvoj skupnosti. Temelji na večplastnem umetnem biofilmu, sestavljenem iz elektrostatično spremenjenih bakterijskih celic, ki proizvajajo protimikrobne spojine, zunajcelični protimikrobni polielektrolitni matriks in vodoodporno gumijasto elastomerno pregrado. Umetni biofilm je zgrajen plast za plastjo (LBL) z manipulacijo elektrostatičnih interakcij med mikrobnimi celicami in površinami materiala. Terensko testiranje na standardnih jeklenih kuponih, ki so bili v morju izpostavljeni več kot 30 dni, nato pa laboratorijske analize z uporabo molekularno-bioloških orodij dokazujejo, da predhodno uporabljeni umetni biofilm vpliva na filogenetsko strukturo naravnega biofilma, zmanjšuje filogenetsko raznolikost in izključuje bakterije, povezane z MIC. Ta trajnostna rešitev za zaščito materiala prikazuje koristnost umetno vodilnih evolucijskih procesov mikrobov z elektrostatično modifikacijo in nadzorovano dostavo bakterijskih celic in zunajceličnega matriksa na izpostavljene materialne površine.
COBISS.SI-ID: 32715047