Polielektroliti so polimeri, katerih monomerne enote nosijo skupine, ki jih je mogoče ionizirati, zaradi česar imajo naboj. Glavni cilj te doktorske disertacije je bil raziskati nove možnosti uporabe polielektrolitov pri razvoju naprednih dostavnih sistemov za zdravilne učinkovine in probiotične bakterije. Poudarek je bil na polielektrolitih, ki izvirajo iz narave (tj. polisaharidi: alginat, hitosan) in so biokompatibilni ter biorazgradljivi, s primarnim ciljem zdravljenja parodontalne bolezni. Parodontalna bolezen je vnetna bolezen, katere primarni vzrok je mikrobno neravnovesje. Trenutni terapevtski pristopi ne vodijo do popolne ozdravitve, zato obstaja potreba po razvoju novih načinov zdravljenja, ki bi zmanjšali bakterijske zobne obloge, ponovno vzpostavili ustno mikrobno ravnovesje, modulirali imunski odziv in obnovili parodontalna tkiva. V prvem delu smo raziskali in opisali polielektrolitno kompleksiranje alginata z različnimi premreževali kot metodo za tvorbo nanodelcev. Dokazali smo, da nanodelci nastanejo spontano v entropijsko vodenem procesu, ne glede na uporabljeno vrsto premreževal. Slednja vplivajo predvsem na molsko razmerje komponent, v katerem nastanejo nanodelci in na njihove lastnosti. Za inovativne nanodelce izdelane s kompleksiranjem površinsko aktivne snovi in polielektrolita, smo dokazali kooperativnost interakcij med površinsko aktivno snovjo in polielektrolitom. Razvite cetilpiridin-alginatne nanodelce smo uporabili za povečanje topnosti ibuprofena v vodi, kjer smo kot prvi pokazali izredno zanimivo strukturiranost nanodelcev, ki nastanejo ob kompleksiranju. V drugem delu samo uspešno izdelali nanovlakna z visokim deležem alginata z metodo elektrostatskega sukanja. Z dodajanjem poli(etilen oksida) visoke molekulske mase smo pripravili mešanice polimernih raztopin z ustreznimi reološkimi in prevodnimi lastnostmi, ki so omogočile elektrostatsko sukanje. Uporaba multivariatne analize in spreminjanje parametrov raztopine omogoči prilagaje premera nanovlaken, kar omogoča razvoj ogrodij uporabnih v regenerativni medicini.
Zadnji del je bil usmerjen na vgrajevanje bakterijskih celic. Z metodo nanooblaganja smo obložili posamezne celice. Večje količine probiotičnih bakterij pa smo vgradili v alginatne mikrokapsule. V prvem primeru smo preizkusili različne polielektrolite in kot prvi uporabili mikroskopijo z vzbujenim praznjenjem emisije za vizualizacijo učinkov polielektrolitnega oblaganja. Ti so bili v nasprotju s pričakovanji odvisni predvsem od uporabljenega seva bakterijskih celic in ne od lastnosti polielektrolita. Alginatne mikrokapsule z vgrajenim probiotikom smo izdelali z metodo ekstruzije curka tekočine z vibrirajočo membrano in sledečo liofilizacijo ter z dodatno hitosansko oblogo. Razvite mikrokapsule predstavljajo nov dostavni sistem za probiotike, ki omogoča njihovo preživetje med izdelavo in shranjevanjem, njihovo oživitev in aktivnost, zaradi česar bi lahko bile uporabne za dostavo probiotikov v parodontalne žepe. Doktorska disertacija opredeljuje nova znanja s področja polielektrolitnega kompleksiranja, elektrostatskega sukanja polisaharidov in vgrajevanja bakterij, ki bodo omogočila širšo uporabo polielektrolitov za razvoj naprednih dostavnih sistemov za zdravilne učinkovine in probiotike.
|