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Preparazione di Sistemi Polimerici Conduttori ad Uso Biomedico
No full textIl lavoro sperimentale è stato rivolto all’ottenimento di nuovi materiali polimerici conduttori, a base di polianilina, impiegabili nel settore biomedico. Sono stati preparati nuovi sistemi polimerici conduttori, a base di polianilina, da utilizzare in ambito biomedico.In particolare sono state ottenute matrici conduttrici a base vinilica e poliesterea.
Le prime, derivate da un polimero commerciale (EVAL) funzionalizzato con gruppi idonei a migliorare la bio- ed emocompatibilità della matrice finale (gruppi solfonato) e con gruppi utili all’innesto del polimero conduttore (gruppi carbossilici), non hanno condotto a risultati soddisfacenti a causa della scarsa lavorabilità.
La polianilina, invece, è stata innestata con successo su poliesteriuretani derivanti dalla condensazione tra esametilendiisocianato (HMDI), policaprolattone (PCL) a diverso peso molecolare, e acido diidrossimetilpropionico (DHMPA). I polimeri ottenuti (pCL-UA) sono stati caratterizzati attraverso misure fisiche. Le rese di ammidazione sono state del 3% per i pCL-UA a peso molecolare inferiore (530 e 1250) e del 7% per il pCL-UA2000. La conducibilità dei materiali, dopo drogaggio con HCl, è risultata dell’ordine di 10^-5 S/cm per il pCL-UA530EB e per il pCL-UA1250EB, e di un ordine di grandezza inferiore per il pCL-UA2000EB.
Tale comportamento è stato attribuito ad una diversa distribuzione dei domini di EB che possono distribuirsi omogeneamente nei polimeri con maggiore miscelazione delle fasi hard/soft, mentre risultano isolati nella matrice più segregata (pCL-UA2000).
Prove di citotossicità hanno confermato il loro possibile impiego nell’ambito biomedico ed inoltre, attraverso la preparazione preliminare di scaffolds è stata evidenziata la loro idoneità ad essere impiegati nel settore dell’ingegneria tissutale
Poliuretani funzionalizzati a rilascio combinato di rifampicina/cefamandolo e polietilenglicole in grado di prevenire la colonizzazione batterica e l’insorgenza di antibiotico-resistenza.
No full textI poliuretani rappresentano come noto i materiali polimerici più diffusamente impiegati per la realizzazione di dispositivi medici impiantabili, in particolare di cateteri venosi centrali.
Il loro ampio utilizzo è essenzialmente dovuto alla loro elevata biocompatibilità ed alle loro caratteristiche chimico-fisiche che li rendono idonei a diverse applicazioni.
Una complicazione associata all'impianto di dispositivi medici è lo sviluppo di infezioni, dovute alla colonizzazione del dispositivo medico da parte di microrganismi. Per contrastare la colonizzazione microbica, due antibiotici sono stati intrappolati in matrici poliuretaniche in presenza di agenti formanti pori (albumina e polietilenglicole). I buoni risultati di attività antimicrobica otttenuti in quetso studio indicano come l'approccio sperimentale adottato possa contribuire alla prevenzione della colonizzazione microbica di dispositivi medici e al controllo dell’insorgenza di resistenza batterica
Biomateriali a rilascio di agenti antimicrobici per lo sviluppo di dispositivi medici anti-biofilm.
No full textI notevoli progressi in campo medico concretizzati negli ultimi decenni sono in parte da attribuire al crescente sviluppo di nuovi materiali sintetici, idonei per la realizzazione di dispositivi medici impiantabili. Al loro impiego è, tuttavia, associata una grave complicanza clinica: l’instaurarsi di processi infettivi. Tra le diverse specie microbiche responsabili, le più comuni sono batteri gram positivi (stafilococchi), e lieviti (candide).
Al fine di sviluppare biomateriali polimerici capaci di inibire la colonizzazione da specie microbica e la conseguente formazione di biofilm sono state messe appunto diverse strategie.
L’adsorbimento sulle matrici polimeriche di una o più specie antimicrobiche (cefamandole nafate, rifampicina, amoxicillina e vancomicina) o di specie antifungine (fluconazolo) è stato uno degli approcci di maggior successo, da noi perseguiti.
Metodo alternativo è stato, invece, la modifica superficiale della matrice polimerica stessa, mediante salificazione di gruppi funzionali specifici con metalli pesanti dalle note proprietà antibatteriche, come l’Ag. Il successivo adsorbimento sulla matrice così modificata, dell’antibiotico ciprofloxacina, ha permesso di ottenere un biomateriale antibiofilm la cui attività non è limitata dal potenziale sviluppo di antibiotico resistenza
Inhibition of Candida growth and biofilm formation on polyurethanes by fluconazole adsorption.
No full textRecent attempts to prevent device-related infections included several strategies among which catheter coating with antibiotics resulted to be one of the most promising. However, so far only sporadic studies were designed to prevent fungal colonization of devices presumably because of the only recently described ability of Candida species to form biofilms. In this study we report in vitro experiments on the efficacy of coating of newly synthesized polyurethanes with the antifungal drug fluconazole in preventing polymer colonization and biofilm formation by Candida albicans.
Polymers used in this study are three synthesized urethane polymers having different functional groups in the side-chain: hydroxyl groups, primary amino groups and tertiary amino groups. Fluconazole was adsorbed on round shaped disks made of the above described polyurethanes. The kinetics of fluconazole release from polymers, either containing or not albumin as pore forming agent, was studied by keeping fluconazole-loaded polymeric disks in water for increasing times up to 8 days. The antifungal activity of polymers was studied by the Kirby Bauer test and scanning electron microscopy.
Among the tested polymers, the most hydrophilic ones were able to adsorb higher drug amounts by establishing “hydrogen bond” and “van der Waals” interactions. The kinetics of fluconazole release from polymers was influenced by the degree of polymer swelling in water and resulted significantly improved by the albumin incorporation in polyurethanes which increased polymer porosity. In our best experimental in vitro model consisting of an hydrophilic polymeric disk (average weight 250 mg) impregnated with 62.5mg albumin and 62.5mg fluconazole, the Candida albicans growth was inhibited as evidenced by the Kirby Bauer test and biofilm formation on polymeric surface was not observed up to 8 days as evidenced by scanning electron microscopy.
Overall, data obtained from our newly synthesized functionalized polyurethanes loaded with fluconazole seem to be very promising in the perspective to develop medical devices refractory to Candida colonization
Poliuretani a rilascio di fluconazolo in grado di prevenire la colonizzazione da Candida albicans nei dispositivi medici impiantabili
No full textIl 90% delle batteriemie ospedaliere è correlato all’uso di dispositivi medici impiantabili. Tali infezioni sono associate ad una aumentata mortalità, oltre che ad una crescita dei costi sanitari conseguente al prolungamento del tempo di ospedalizzazione. Nonostante la gravità e la crescente incidenza delle infezioni fungine associate a dispositivi medici impiantabili, pochi studi sono stati finora indirizzati alla loro prevenzione, probabilmente perchè la capacità di formare biofilm da parte di specie fungine è stata descritta solo recentemente. Allo scopo di realizzare polimeri capaci di inibire la colonizzazione da Candida albicans, abbiamo adsorbito fluconazolo a poliuretani funzionalizzati. Il migliore modello sperimentale è risultato essere quello costituito da un polimero idrofobico con intrappolato il 25% in peso di fluconazolo e albumina come agente porogeno. Tale sistema inibiva per otto giorni sia la crescita di Candida albicans che la formazione di biofilm
Rilascio di una combinazione di antibiotici da matrici poliuretaniche per prevenire la formazione di biofilm microbici e contrastare l’insorgenza di antibiotico-resistenza.
No full textUna combinazione di antibiotici è stata adsorbita su matrici poliuretaniche per contrastare la formazione di biofilm microbici che sono gli agenti causanti le infezioni correlate a dispositivi medici. Lo scopo del lavoro è stato quello di studiare la cinetica di rilascio dei farmaci come pure di valutare l'attività antibatterica nel tempo del sistema sviluppato. Gli antibiotici scelti per l'adsorbimento possedevano meccanismi di azione diversi al fine di controllare lo sviluppo dell'insorgenza di microrganismi antibiotico-resistenti
Chemical functionalization of vinyl polymers to obtain heparin-like materials
No full textVinyl polymers were chemically modified by introduction of carboxylic and sulfonate groups to obtain heparin-like materials with improved haemocompatibility. The functionalised polymers were physico-chemical characterised and preliminary biological tests proved the more importance of strongly acidic groups on the materials anticoagulant properties
Synthesis, characterization, and in vitro activity of antibiotic releasing polyurethanes to prevent bacterial resistance
No full textCentral venous catheters are a major cause of nosocomial bloodstream infections. Different attempts have been made to incorporate antimicrobial agents into catheters, particularly directed at the surface-coating of devices. To facilitate the antimicrobial adsorption, various cationic surfactants, which however showed several problems, have been used. On the other hand, impregnated catheters with only antimicrobials have demonstrated a short-term duration due to the difficulties to deliver the drug slowly. Thus, in order to obtain high antimicrobial-polymer affinity we synthesized or modified polyurethanes to introduce different functional groups. Polymers were loaded with two antibiotics, cefamandole nafate and rifampin (RIF), chosen for boththeir functional groups and their action spectrum. The in vitro release behavior showed that the elution of drugs depended on the matrix hydrophilicity and on the antibiotic–polymer and antibiotic–antibiotic interactions. To increase the amount of drug released, polyethylene glycol (PEG) used as a pore forming agent at different molecular weights was incorporated in the polymer bulk with antibiotics. As for the in vitro antimicrobial activity of matrices, assessed by Kirby-Bauer test, it was seen that antibiotics released from various formulations inhibited the bacterial growth and exerted a synergistic effect when both were present. In particular, PEG10000-containing polymer was active against the RIF-resistant S. aureus strain up to 23 days. These results suggest that the combined entrapping of antibiotics and pore formers in these novel polymer systems could be promising to prevent the bacterial colonization and to control the emergence of bacterial resistance
Antimicrobial biomaterials based on transition metal-containing polyurethanes and ciprofloxacin loading
No full textPolymers find widespread applications in the medical device field. However, they can be easily colonized by bacteria and fungi, thus frequently causing severe infections in patients. Recently, antibiotic-treated polymers have been proved to reduce bacterial colonization. However, a moderate risk of emergence of multidrug-resistant pathogens has been point out due to the low antibiotic systemic levels reached in patients after a prolonged time of implant of antibiotic-treated devices. In order to reduce this risk, we developed antibacterial polyurethanes containing a combination of antimicrobial drugs having different mechanisms of action: i) ions of transition metals (Ag+, Cu2+ and Fe3+), known for their broad spectrum of antimicrobial activity against bacterial, fungal and viral agents, together with their no cross-resistance with antibiotics1 and ii) the broad-spectrum antibiotic ciprofloxacin (CPF)
Synthesis and characterisation of novel polyesters for biomedical applications
No full textNovel biodegradable block copolymers containing both PCL diol or/and PEO segments and different chain extenders with or without functional groups were synthesised and characterised. Hydrophilicity and mixing phase increase with the polar groups presence in the polymer and with decreasing of hard/soft ratio. Preliminary results show that these copolymers could be employed as drug delivery matrices and as scaffolds for tissue engineering applications
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