Vývoj chytrých potenciometrických senzorů potažených vrstvami odolnými biopasivaci pro detekci raného stádia zánětlivých procesů kolem kloubních náhrad - Ivanko, Iryna; Tomšík, Elena; Hrubý, Martin (Chemické listy, 2023)
Jedním z problémů při kloubních náhradách jsou komplikace spojené s pooperačními infekcemi. Infekce způsobené bakteri-emi, které tvoří biofilmy na površích, se nazývají infekce související s biofilmem (biofilm related infections, BRI). V důsledku následné biologické odezvy organismu dochází k silným patofyziologickým změnám vmikroklimatu kolem takto postiženého povrchu (pokles pH, tvorba různých reaktivních forem kyslíku (ROS), vyčerpání iontů železa a zvýšení koncentrace vápenatých iontů). Vytvořili jsme robustní selektivní polymerní potenciometrický senzor ROS a pH senzor pro detekci změn způsobených sterilním zánětem a bakteriálními a plísňovými infekcemi. Senzor ROS se skládá z vodivé polymerní vrstvy na bázi polythiofenu se zabudovaným komplexem porfyrin-kov, který potenciometricky deteguje přítomnost ROS, jak bylo demonstrováno na peroxi-du vodíku. Tento senzor je kovalentně potažen vrstvou odolnou biopasivaci (non-biofouling layer, NBL) tvořenou poly(2-methyl--2-oxazolin)em, která funguje jako biokompatibilizátor.Bylo prokázáno, že potenciometrický senzor vykazuje rychlou odezvu naperoxid vodíku, nezaznamenává interferenci s hovězím sérovým albuminem jako modelovým sérovým proteinem a je schopenplně reverzibilně detegovat ROS s lineární odezvou v širokém rozsahu biologicky relevantních koncentrací (od 0,05μM do10μM). Polymerní pH senzor na bázi polyanilinu a poly(2-methyl-2-oxazolinu) na nosiči z titanové slitiny byl vyvinut pro po-tenciometrickou detekci změn pHv okolí implantátu, aby bylo možné včas detegovat výše uvedené záněty. Vyvinuté elektrody měří změnu pH v rozsahu pH5 až 8, tedy vrozmezí relevantním pro jednotlivé infekce baktériemi a kvasinkami.
Keywords: reaktivní formy kyslíku; Research; Joint Prosthesis; Humans; Potentiometry; výzkum; potenciometrie; Inflammation; lidé; zánět; protézy kloubů; Reactive Oxygen Species; biofilmy; klouby; Hydrogen-Ion Concentration; Joints; potenciometrický senzor; koncentrace vodíkových iontů; Biofilms