Bioactive scaffolds for skin tissue engineering doped with gold nanoparticles prepared from waste biomass
Authors:
- Julia Radwan-Pragłowska,
- Łukasz Janus,
- Marek Piątkowski,
- Aleksandra Sierakowska,
- Dariusz Bogdał
Abstract
Skin is the first barrier against pathogens and harmful external factors. Each damage of this tissue may cause microbial infection and danger to internal organs. Burns which may be a result of the exposure to radiation, chemicals or high temperature leads to the significant disruption of skin functions. The most promising method for this tissue recovery is regenerative medicine which requires application of three-dimensional biocompatible scaffolds. The biomaterials enable skin cells proliferation and new tissue formation under in vitro conditions. They can be prepared from synthetic and natural polymers and their combination. The application of additional components such as nanoparticles may enhance their mechanical properties and have a positive impact on fibroblasts divisions and extra cellular formation. One of the most promising raw materials for scaffolds is chitosan -a chitin derivative. It may be obtained from waste biomass such as crabs, shrimps and lobsters exoskeletons. Chitosan is non-toxic, biodegradable and have antibacterial properties. The aim of the following study was to obtain novel chitosan derivatives doped with the gold nanoparticles using only natural components such as orange peels and fatty acid derivative. Proposed modification strategy resulted in the preparation of the novel, biodegradable and biocompatible material with interesting properties. The products were analysed by UV-Vis and FT-IR methods. The scaffolds were investigated over their susceptibility to enzymatic degradation. Finally, the biomaterials were verified over their cyto-compability with human dermal fibroblasts. The results showed that the proposed synthesis pathway resulted in the obtained of the chitosan biomaterials with high potential in medicine.
- Record ID
- CUT5ec7dad8f98e427c82b281437336835e
- Publication categories
- ;
- Author
- Other language title versions
- Bioaktywne rusztowania do inżynierii tkanek skóry domieszkowane złotymi nanocząstkami przygotowanymi z biomasy odpadowej
- Journal series
- Inżynieria Mineralna, ISSN 1640-4920
- Issue year
- 2020
- Vol
- 2
- No
- 1 (45)
- Pages
- 169-174
- Other elements of collation
- fot.; schem.; tab.; wykr.; Bibliografia (na s.) - 173; Bibliografia (liczba pozycji) - 10; Oznaczenie streszczenia - Abstr., Streszcz.; Numeracja w czasopiśmie - Vol. 2, Nr 1 (45)
- Keywords in Polish
- odpady biomasy, nanocząstki złota, chitozan, biomateriały, Zielona Chemia
- Keywords in English
- waste biomass, gold nanoparticles, chitosan, biomaterials, Green Chemistry
- Abstract in Polish
- Skóra jest pierwszą barierą przed patogenami i szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi. Każde uszkodzenie tej tkanki może powodować zakażenie drobnoustrojami i zagrożenie dla narządów wewnętrznych. Oparzenia, które mogą być wynikiem narażenia na promieniowanie, chemikalia lub wysoką temperaturę, prowadzą do znacznego zakłócenia funkcji skóry. Najbardziej obiecującą metodą tego odzyskiwania tkanki jest medycyna regeneracyjna, która wymaga zastosowania trójwymiarowych biokompatybilnych rusztowań.Biomateriały umożliwiają namnażanie komórek skóry i tworzenie nowych tkanek w warunkach in vitro. Można je wytwarzać z polimerów syntetycznych i naturalnych oraz ich kombinacji. Zastosowanie dodatkowych składników, takich jak nanocząstki, może poprawić ich właściwości mechaniczne i mieć pozytywny wpływ na podziały fibroblastów i tworzenie się komórek. Jednym z najbardziej obiecujących surowców na rusztowania jest chitozan - pochodna chityny.Można go uzyskać z biomasy odpadowej, takiej jak egzoszkielety krabów, krewetek i homarów. Chitozan jest nietoksyczny, biodegradowalny i ma właściwości antybakteryjne. Celem przedstawionych badań było uzyskanie nowych pochodnych chitozanu domieszkowanych nanocząstkami złota przy użyciu wyłącznie naturalnych składników, takich jak skórki pomarańczy i pochodna kwasu tłuszczowego. Proponowana strategia modyfikacji zaowocowała przygotowaniem nowego, biodegradowalnego i biokompatybilnego materiału o interesujących właściwościach. Produkty analizowano metodami UV-Vis i FT-IR. Rusztowania badano pod kątem ich podatności na degradację enzymatyczną. Na koniec biomateriały zweryfikowano pod kątem ich zgodności cytologicznej z ludzkimi fibroblastami skórnymi. Wyniki wykazały, że proponowany szlak syntezy zaowocował uzyskaniem biomateriałów chitozanu o wysokim potencjale w medycynie.
- DOI
- DOI:10.29227/IM-2020-01-61 Opening in a new tab
- URL
- http://www.potopk.com.pl/Contents/r_2020_v2_cont.html Opening in a new tab
- Related project
- Synteza i badanie właściwości nowych termoplastycznych pochodnych chitozanu o kontrolowanej biodegradowalności. . Project leader at PK: , ,
Projects financed by NSC [Projekty finansowane przez NCN] - Language
- eng (en) English
- License
- Score (nominal)
- 40
- Publication indicators
- = 0
- Additional fields
- Indeksowana w: Web of Science, Scopus
- Uniform Resource Identifier
- https://cris.pk.edu.pl/info/article/CUT5ec7dad8f98e427c82b281437336835e/
- URN
urn:pkr-prod:CUT5ec7dad8f98e427c82b281437336835e
* presented citation count is obtained through Internet information analysis, and it is close to the number calculated by the Publish or PerishOpening in a new tab system.