Fotoaktivní polystyrenové nanomateriály produkující singletový kyslík

Abstract

Rostoucí výskyt multirezistentních kmen bakterií zp sobuje poptávku po alternativ k antibiotické lé b a obecn ji po antimikrobiálních materiálech jako sou ásti prevence. V pop edí zájmu je fotodynamická inaktivace bakterií a dalších patogen zp sobená fotogenerovaným singletovým kyslíkem. Tato práce je zam ena na oblast fotoaktivních polymerních nanovlákenných membrán a nano ástic generujících singletový kyslík vhodných pro aplikace v medicín . Byly p ipraveny r zné typy modifikovaných fotoaktivních polystyrenových nanovlákenných membrán s enkapsulovaným nebo extern vázaným porfyrinovými fotosensitizery. Tyto materiály efektivn produkují vysoce reaktivní, cytotoxický singletový kyslík, schopný omezené difúze do vn jšího prost edí. Výsledky našeho výzkumu demonstrují zásadní roli smá ivosti tohoto typu materiál s krátkou difuzní dráhou vznikajícího singletového kyslíku, objas ují vliv teploty a poukazují na jejich možné využití jakožto multifunk ních materiál . Díky jejich antimikrobiálním vlastnostem jsou tyto materiály vhodnou alternativou k lokálnímu využití antibiotik a antiseptik. Díky dobré prodyšnosti a krátké difuzní dráze singletového kyslíku se dají o ekávat dobré výsledky v in vivo testech. Z t chto nanovlákenných materiál byly také p ipraveny fotoaktivní, extrémn stabilní polystyrenové...

The increasing number of multidrug-resistant strains of bacteria call for alternatives to antibiotic therapy and, more generally, for the antimicrobial material as a component of prevention. Of particular interest is the photodynamic inactivation of bacteria and other pathogens caused by photogenerated singlet oxygen. This work is focused on the field of photoactive polymer nanofiber membranes and nanoparticles, generating singlet oxygen, suitable for medical applications. We prepared different types of photoactive modified polystyrene nanofiber membranes with encapsulated or externally bound porphyrin photosensitizers. These materials efficiently produce highly reactive and cytotoxic singlet oxygen capable of restricted diffusion into to the external environment. Our results demonstrate the crucial role of wettability for materials of this type with a short diffusion length of generated singlet oxygen, illustrate the effect of temperature and indicate their potential use as multifunctional materials. Due to their antimicrobial properties, these materials are suitable alternative to antibiotics and local antiseptics. With good breathability and short diffusion length of singlet oxygen good results can be expect in in vivo tests. From these nanofiber materials we also prepared photoactive extremely...