Formation of Silver Nanoparticles in PVA-PEG Hydrogel under Electron Irradiation

V. B. Neimash; H. D. Kupianskyi; I. V. Olkhovyk; V. I. Styopkin; P. M. Lytvynchuk; V. Yu. Povarchuk; I. S. Roguts’kyi; Yu. A. Furmanov; S. M. Titarenko

doi:10.15407/ujpe64.1.41

Формування наночастинок срібла у гідрогелі ПВС–ПЕГ під дією опромінення електронами

Автор(и)

V. B. Neimash Інститут фізики НАН України
H. D. Kupianskyi Iнститут фiзики НАН України
I. V. Olkhovyk Iнститут фiзики НАН України
V. I. Styopkin Інститут фізики НАН України
P. M. Lytvynchuk Інститут фізики НАН України
V. Yu. Povarchuk Інститут фізики НАН України
I. S. Roguts’kyi Інститут фізики НАН України
Yu. A. Furmanov Центр iнновацiйних медичних технологiй НАН України
S. M. Titarenko Iнститут хiрургiї i трансплантологiї iменi А.А. Шалiмова АМН України

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe64.1.41

Ключові слова:

наносрібло, гідрогель, електронне опромінення, антисептик

Анотація

Методами оптичної спектроскопiї та растрової електронної мiкроскопiї дослiджено формування наночастинок срiбла в процесi радiацiйної зшивки електронним опромiненням гiдрогелю на основi системи полiвиниловий спирт – полiетиленглiколь. Показано формування наночастинок розмiром 40–70 нм та їх скупчень масштабу сотень нанометрiв. Загальна концентрацiя i розмiр наночастинок корелюють з концентрацiєю iонного срiбла у вихiдному гелi та з дозою електронного опромiнення. Утворення наночастинок iнтерпретовано як результат радiацiйно-хiмiчного вiдновлення срiбла в умовах розчину, просторово обмеженого комiрками 3-d мiкроструктури зшитого гiдрогелю. Отриманий радiацiйно-зшитий гiдрогель демонструє антисептичну дiю на 7 iз 8 випробуваних видiв мiкроорганiзмiв вже при концентрацiях атомiв срiбла (1–3) · 10⁻⁵, що принаймнi на порядок менше аналогiчно дiючих концентрацiй iонного та колоїдного срiбла.

Посилання

V.B. Neimash, G.D. Kupyanskyi, I.V. Olkhovyk, V.Yu. Povarchuk, I.S. Rogutskyi. Physical properties of radiation crosslinked polyvinyl alcohol–polyethylene glycol hydrogels from the viewpoint of their application as medical dressings. Ukr. Fiz. Zh. 62, 400 (2017) (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/ujpe62.05.0402

E. Cal?o, V.V. Khutoryanskiy. Biomedical applications of hydrogels: A review of patents and commercial products. Eur. Polymer J. 65, 252 (2015). https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024

S. Prabhu, E.K. Poulos. Silver nanoparticles: The mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications and toxicity effects. Int. Nano Lett. 2, 1 (2012). https://doi.org/10.1186/2228-5326-2-32

L. Braidich-Stolle, S. Hussain, J. Schlager. Cytotoxicity of nanoparticles of silver in mammalian cells. Toxicol. Sci. 2, 412 (2005). https://doi.org/10.1093/toxsci/kfi256

I. Soni, B. Salopek-Bondi. Silver nanoparticles on an antimicrobial agent: a case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria. J. Colloid Interf. Sci. 27, 70 (2004).

K. Woraz. Antimicrobial property of silver. Toxicology 12, 89 (2001).

B. Boonkaew, P.M. Barber, S. Rengpipat, P. Supaphol, M. Kempf, J. He, V.T. John, L. Cuttle. Development and characterization of a novel, antimicrobial, sterile hydrogel for burn wounds: Single-step producton with gamma irradiation creates silver nanoparticls and radical polymerization. J. Pharmac. Sci. 103, 3244 (2014). https://doi.org/10.1002/jps.24095

M.L. Dmytruk, S.Z. Malynych, Surface plasmon resonances and their manifestation in optical properties of nanostructures of noble metals. Ukr. Fiz. Zh. Oglyady 9, 3 (2014) (in Ukrainian).

S.Z. Malynych, Estimation of the size and concentration of silver nanoparticles in aqueous suspensions from extinction spectra. J. Nano-Electron. Phys. 2, Nos. 4, 5 (2010).

A.D. McFarland, R.P. Van Duyne. Single silver nanoparticles as real-time optical sensors with zeptomole sensitivity. Nano Lett. 3, 1057 (2003). https://doi.org/10.1021/nl034372s

L.D. Kisterska, O.B. Loginova, V.V. Sadokhin, V.P. Sadokhin, Innovative technology for the production of biocompatible nano-disinfectants of new generation. Visn. Nats. Akad. Nauk Ukr. No. 1, 39 (2015) (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/visn2015.01.039

Shahid Ullah Khan, Tawfik A Saleh, Abdul Wahab, Muhammad Hafeez Ullah Khan, Dilfaraz Khan, Wasim Ullah Khan, Abdur Rahim, Sajid Kamal, Farman Ullah Khan, Shah Fahad. Nanosilver: New ageless and versatile biomedical therapeutic scaffold. Int. J. Nanomed. 13, 733 (2018).

Downloads

Опубліковано

2019-01-30

Як цитувати

Neimash, V. B., Kupianskyi, H. D., Olkhovyk, I. V., Styopkin, V. I., Lytvynchuk, P. M., Povarchuk, V. Y., Roguts’kyi, I. S., Furmanov, Y. A., & Titarenko, S. M. (2019). Формування наночастинок срібла у гідрогелі ПВС–ПЕГ під дією опромінення електронами. Український фізичний журнал, 64(1), 41. https://doi.org/10.15407/ujpe64.1.41

Завантажити посилання

Номер

Том 64 № 1 (2019)

Розділ

Фізика рідин та рідинних систем, біофізика і медична фізика

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.