Development of smart potentiometric sensors covered with non-biofouling layer for detection of early stages of inflammatory processes around joint replacements
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61389013%3A_____%2F23%3A00573844" target="_blank" >RIV/61389013:_____/23:00573844 - isvavai.cz</a>
Result on the web
<a href="http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/4280" target="_blank" >http://www.chemicke-listy.cz/ojs3/index.php/chemicke-listy/article/view/4280</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.54779/chl20230425" target="_blank" >10.54779/chl20230425</a>
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Vývoj chytrých potenciometrických senzorů potažených vrstvami odolnými biopasivaci pro detekci raného stádia zánětlivých procesů kolem kloubních náhrad
Original language description
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 v mikroklimatu 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 na peroxid vodíku, nezaznamenává interferenci s hovězím sérovým albuminem jako modelovým sérovým proteinem a je schopen plně reverzibilně detegovat ROS s lineární odezvou v širokém rozsahu biologicky relevantních koncentrací (od 0,05 μM do 10 μM). Polymerní pH senzor na bázi polyanilinu a poly(2-methyl-2-oxazolinu) na nosiči z titanové slitiny byl vyvinut pro po-tenciometrickou detekci změn pH v okolí implantátu, aby bylo možné včas detegovat výše uvedené záněty. Vyvinuté elektrody měří změnu pH v rozsahu pH 5 až 8, tedy v rozmezí relevantním pro jednotlivé infekce baktériemi a kvasinkami.
Czech name
Vývoj chytrých potenciometrických senzorů potažených vrstvami odolnými biopasivaci pro detekci raného stádia zánětlivých procesů kolem kloubních náhrad
Czech description
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 v mikroklimatu 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 na peroxid vodíku, nezaznamenává interferenci s hovězím sérovým albuminem jako modelovým sérovým proteinem a je schopen plně reverzibilně detegovat ROS s lineární odezvou v širokém rozsahu biologicky relevantních koncentrací (od 0,05 μM do 10 μM). Polymerní pH senzor na bázi polyanilinu a poly(2-methyl-2-oxazolinu) na nosiči z titanové slitiny byl vyvinut pro po-tenciometrickou detekci změn pH v okolí implantátu, aby bylo možné včas detegovat výše uvedené záněty. Vyvinuté elektrody měří změnu pH v rozsahu pH 5 až 8, tedy v rozmezí relevantním pro jednotlivé infekce baktériemi a kvasinkami.
Classification
Type
J<sub>imp</sub> - Article in a specialist periodical, which is included in the Web of Science database
CEP classification
—
OECD FORD branch
10404 - Polymer science
Result continuities
Project
Result was created during the realization of more than one project. More information in the Projects tab.
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2023
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Name of the periodical
Chemické listy
ISSN
0009-2770
e-ISSN
1213-7103
Volume of the periodical
117
Issue of the periodical within the volume
7
Country of publishing house
CZ - CZECH REPUBLIC
Number of pages
8
Pages from-to
425-432
UT code for WoS article
001034283700005
EID of the result in the Scopus database
2-s2.0-85170670833