Antibakteriální materiály jsou připravovány několika možnými cestami. Jako nejlepší z nich se jeví nanášení antibakteriálních činidel na povrch modifikovaných syntetických polymerních materiálů. Modifikace polymerních syntetických materiálů spočívá ve změně chemického složení povrchové vrstvy, přičemž celkové vlastnosti substrátu, zejména mechanické, zůstávají nedotčeny a celkový výrobek dosahuje odpovídající pevnosti a pružnosti. Takovýto postup pak nachází využití jak v oblasti balení potravin, tak jako prevence vzniku infekce při používání lékařských nástrojů, protéz a zařízení.
Povrchy protéz, umělých náhrad, chlopní, močových a žilních katétrů a jiných zařízení zaváděných do těla jsou často snadným cílem patogenních organismů. S jejich rozšířením pak vznikají mnohé komplikace, léčba se prodlužuje, zvětšují se její náklady a může končit i smrtí.
V této práci je pozornost zaměřena na úpravu běžně používaného polymeru - nízkohustotního polyetylenu (LDPE) více stupňovou fyzikálně-chemickou metodou. Povrch polymeru je aktivován plazmovým výbojem v atmosféře vzduchu. Na tomto povrchu pak proběhla radikálová kopolymerační reakce s monomery tvořícími na povrchu polymerní řetězec ("polymer brush"), jež je schopný vázat průmyslově vyráběná antibakteriální činidla. Povrch vzorků byl charakterizován měřením kontaktních úhlů smáčení, infračervenou ATR spektroskopií, elektronovou rastrovací mikroskopií a rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií. Antibakteriální aktivita byla hodnocena pomocí tzv. difúzního testu na agaru.
Tato práce přináší náhled do problematiky bakteriální adheze na povrch a způsoby úpravy polymerního substrátu tak, aby dosáhl antibakteriálních vlastností. Aplikace takto připravených materiálů může být nalezena v potravinářství a obalové technice, tak jako v medicíně coby povrch zdravotnických prostředků.
Anotace v angličtině
Antibacterial materials can be prepared by several ways. Incorporation of antibacterial agents on the surface of modified synthetic polymer materials appears to be one of the best. Modification of polymer synthetic materials involves changing the chemical composition of top surface layer, while the bulk properties, especially mechanical, remain unchanged and the product achieves adequate strength and flexibility. Such approach can be applied in food packaging field or in medical area as infection prevention related to medical instruments, implants and equipment.
Surfaces of prostheses, artificial replacements, heart valves, urinary catheters, vascular grafts and other devices introduced into the body are often easy targets for pathogenic organisms. Their attachment and growth arise many complications, costs are increasing, treatment is prolonged and it can lead even to mortality.
In this work, the attention is primarily focused on the treatment of commodity polymer material - low density polyethylene (LDPE) by multistep physico-chemical method. The surface of the polymer is activated by air plasma discharge. Then, the surface was functionalized by radical copolymer reactions with monomers forming a polymer brush on the surface, which is able to bind commercially produced antibacterial agents. The surface sample was characterized by contact angle measurement, ATR infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Antibacterial activity was assessed using the agar diffusion test.
This work provides insight into the problems of bacterial adhesion to the polymer surface and surface modification methods to achieve antibacterial properties. So prepared materials application can be found in food and packaging industry as well as medical tools surface in healthcare area.
Antibakteriální materiály jsou připravovány několika možnými cestami. Jako nejlepší z nich se jeví nanášení antibakteriálních činidel na povrch modifikovaných syntetických polymerních materiálů. Modifikace polymerních syntetických materiálů spočívá ve změně chemického složení povrchové vrstvy, přičemž celkové vlastnosti substrátu, zejména mechanické, zůstávají nedotčeny a celkový výrobek dosahuje odpovídající pevnosti a pružnosti. Takovýto postup pak nachází využití jak v oblasti balení potravin, tak jako prevence vzniku infekce při používání lékařských nástrojů, protéz a zařízení.
Povrchy protéz, umělých náhrad, chlopní, močových a žilních katétrů a jiných zařízení zaváděných do těla jsou často snadným cílem patogenních organismů. S jejich rozšířením pak vznikají mnohé komplikace, léčba se prodlužuje, zvětšují se její náklady a může končit i smrtí.
V této práci je pozornost zaměřena na úpravu běžně používaného polymeru - nízkohustotního polyetylenu (LDPE) více stupňovou fyzikálně-chemickou metodou. Povrch polymeru je aktivován plazmovým výbojem v atmosféře vzduchu. Na tomto povrchu pak proběhla radikálová kopolymerační reakce s monomery tvořícími na povrchu polymerní řetězec ("polymer brush"), jež je schopný vázat průmyslově vyráběná antibakteriální činidla. Povrch vzorků byl charakterizován měřením kontaktních úhlů smáčení, infračervenou ATR spektroskopií, elektronovou rastrovací mikroskopií a rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií. Antibakteriální aktivita byla hodnocena pomocí tzv. difúzního testu na agaru.
Tato práce přináší náhled do problematiky bakteriální adheze na povrch a způsoby úpravy polymerního substrátu tak, aby dosáhl antibakteriálních vlastností. Aplikace takto připravených materiálů může být nalezena v potravinářství a obalové technice, tak jako v medicíně coby povrch zdravotnických prostředků.
Anotace v angličtině
Antibacterial materials can be prepared by several ways. Incorporation of antibacterial agents on the surface of modified synthetic polymer materials appears to be one of the best. Modification of polymer synthetic materials involves changing the chemical composition of top surface layer, while the bulk properties, especially mechanical, remain unchanged and the product achieves adequate strength and flexibility. Such approach can be applied in food packaging field or in medical area as infection prevention related to medical instruments, implants and equipment.
Surfaces of prostheses, artificial replacements, heart valves, urinary catheters, vascular grafts and other devices introduced into the body are often easy targets for pathogenic organisms. Their attachment and growth arise many complications, costs are increasing, treatment is prolonged and it can lead even to mortality.
In this work, the attention is primarily focused on the treatment of commodity polymer material - low density polyethylene (LDPE) by multistep physico-chemical method. The surface of the polymer is activated by air plasma discharge. Then, the surface was functionalized by radical copolymer reactions with monomers forming a polymer brush on the surface, which is able to bind commercially produced antibacterial agents. The surface sample was characterized by contact angle measurement, ATR infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Antibacterial activity was assessed using the agar diffusion test.
This work provides insight into the problems of bacterial adhesion to the polymer surface and surface modification methods to achieve antibacterial properties. So prepared materials application can be found in food and packaging industry as well as medical tools surface in healthcare area.
