Ar cinku modificētu hidroksilapatītu antibakteriālās īpašības.

Abstract

Ievads. Attīstoties medicīnai, pieaug vajadzība pēc biomateriāliem. Viens no lielākiem un perspektīvakiem attistības virzieniem mūsdienu zinātnē ir biomateriālu pētīšana. Biomateriālus pielieto medicīnā, lai atjaunotu orgānu funkcijas vai paātrināt to dzīšanu pēc traumām vai slimībām. Viens no tiem biomateriāliem ir hidroksilapatīts. Tas ir svarīgs biomateriāls, ko pielieto cilvēko cietu audu reģenerācijā un tā struktūru ir iespējams modificēt ar dažiem metālu joniem, piem. cinka joniem. No literatūrā pieejamiem datiem ir zināms kā cinka joni pietiekoši lielās koncentracijās uzrāda antibakteriālu aktivitāti pret dažiem patogēniem, piem. S. aureus kas izraisa daudzs nozokomiālu slimību. Darba mērķis. Sintezēt un izpētīt cinka aizvietoto hidroksilapatītu antibakteriālās īpašības atkarībā no cinka koncentrācijas. Materiāli un metodes. Šajā pētnieciskā darbā tiek uzsintezēti trīs hidroksilapatīta paraugi kas satur cinka jonus 0,5%, 1,0% un 5,0% koncentracijās. Pēc tā paraugi tiks sapresēti tabletēs un tika izanalizēta to struktūra un sastāvs izmantojot pavājināto pilnīgo atstarošanas Furjē infrasarkano spektroskopiju, rentgenfluorescences spektrometriju. Tika izpētītas antibakteriālās īpašības pret S. Aureus bakterijām. Rezultāti. Paraugi tika testēti pret S.aureus. Kā kontrole tika izmantota tīra baktēriju suspensija bez paraugiem. Pēc 24 h inkubēšanas kontrole uzrāda 10^8 Koloniju veidojošu vienības (KVV). Attiecīgi visi rezultāti, kuri ir zemāki par kontroli ir uzskatāmi ar antibakteriālajām īpašībām. Vienīgais analizējamais paraugs, kurš uzrādijis mēramu antibakteriālu aktivitāti ir paraugs ar 5,0% Zn koncentrāciju ar rezultātu 10^6 KVV. Secinājumi. Darbā sintezēto savienojumu struktūra atbilst cinka aizvietoto hidroksilapatītu struktūrai. Antibakteriālās īpašības cinka aizvietotajiem savienojumiem parādās, ja cinka saturs paraugā ir lielāks par 1,0%.

Introduction. The development of medicine sees an increased usage and need for biomaterials. One of the most promising areas of development in modern science is biomaterial research. Biomaterials are used in medicine to help with restoring organ functions or to facilitate their healing after diseases or injuries. One such material is hydroxyapatite. It is an important biomaterial used in human solid tissue regeneration, and its structure can be modified with several metal ions such as zinc. The data available in literature shows that at sufficient concentrations zinc ions exhibit antibacterial activity against several disease-causing agents such as S. aureus, which is a causative agent of many nosocomial diseases. Objectives. Synthesise and analyse the antibacterial properties of zinc-doped hydroxyapatites depending on their zinc ion concentration. Materials and methods. In this work, three zinc ion-containing hydroxyapatite samples with zinc ion concentrations of 0.5% 1.0% and 5.0% were synthesised. Afterwards, the samples were pressed into tablets and their structures were analysed using attenuated total reflection Fourier-transform infrared spectroscopy, and X-ray fluorescence. The antibacterial properties of the samples against S. aureus were investigated. Results. The samples were tested against S. aureus. A pure bacteria suspension with no samples was used as a control sample. After incubating for 24h, the control sample showed 10^8 colony forming units (CFU). Accordingly, all samples that presented a measurement below this level are considered to have antibacterial properties. The only sample that showed a measurable antibacterial activity was the sample with zinc ion concentration of 5.0% returning at 10^6 CFU. Conclusions. The compound structure of the synthesised samples corresponds with the hydroxyapatite structure. The zinc-doped compounds exhibit antibacterial properties at zinc concentrations above 1.0%.