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Titelaufnahme

Titel
Modification of biopolymers for improved wound-healing / eingereicht von Hubert Hettegger
Weitere Titel
Modifizierung von Biopolymeren zur Verbesserung der Wundheilung
VerfasserHettegger, Hubert
Begutachter / BegutachterinSchmid, Walther ; Kilpeläinen, Ilkka
Betreuer / BetreuerinRosenau, Thomas
ErschienenWien, November 2015
Umfang228 Seiten : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Univ., Dissertation, 2015
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Alkoxysilan / Antibakterielle Materialien / Cellulose / Klick Chemie / Grüne Modifizierung / Xanthenfarbstoffe
Schlagwörter (EN)Alkoxysilane / Antibacterial materials / Cellulose / Click chemistry / Green modification / Xanthene dye
Schlagwörter (GND)Cellulose / Biopolymere / Wundheilung / Alkoxysilane / Xanthen-Farbstoff
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-16908 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Modification of biopolymers for improved wound-healing [25.4 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer neuartigen zweistufigen Modifizierung verschiedener Cellulosesubstrate für Wundauflagen - mit dem Ziel der Verbesserung der Wundheilung durch Licht-aktivierte Zerstörung von Bakterien und Geruchsstoffen, welche vor allem bei schwerheilenden, chronischen Wunden auftreten. Die Wirkweise dieser Methode beruht auf Singulett-Sauerstoff (1O2). Cellulose als erneuerbares und nachhaltiges Ausgangsmaterial wurde hierzu mittels Silanisierung unter der Verwendung von (3-Azidopropyl)triethoxysilan vormodifiziert. Die hierbei erhaltenen Materialien wurden umfassend in Bezug auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften charakterisiert. In einem zweiten Schritt wurde die oben beschriebene Azido-Funktionalisierung hinsichtlich einer möglichen industriellen Anwendung optimiert. Die Azido-funktionalisierten Materialien wurden mit verschiedenen alkinylierten Xanthen-Derivaten über so genannte Cu(I) katalysierte Huisgen-Azid-Alkin Cycloaddition derivatisiert, wobei photoaktive Cellulosematerialien erhalten wurden. Die Xanthenfarbstoffe wurden hinsichtlich ihrer 1O2-Produktion direkt mittels Laserblitzphotolyse sowie in einem indirekten Ansatz unter Verwendung eines selektiven 1O2-Quenchers charakterisiert. Materialien, welche mit potentiell aktiven Molekülen derivatisiert worden waren, wurden schließlich photoantimikrobiellen Tests unterzogen. Eine photoantibakterielle Aktivität gegenüber den gram-positiven Bakterien Staphylococcus aureus und Bacillus subtilis wurde bei Bengalrosa-modifizierter Cellulose beobachtet. Im Allgemeinen stellt das hier diskutierte Protokoll zur Modifizierung von nativer, nicht getrockneter Cellulose durch Silanisierung einen sehr vielseitigen Weg zu funktionalisierten Materialien ausgehend von Cellulose als erneuerbarem und nachhaltigem Rohstoff dar. Die anschließende Derivatisierung kann ausgehend von Azido-funktionalisierter Cellulose somit in einem Baukastenprinzip durchgeführt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

The present thesis is concerned with a novel two-step modification of different cellulosic starting materials for wound coverages with the objective of improved wound healing through light-triggered destruction of bacteria and odorous compounds that occur e.g. in chronic wounds. The active agent for this approach is singlet oxygen (1O2), a highly reactive type of ambient-air molecular oxygen. Cellulose, and especially bacterial cellulose as a renewable and sustainable starting material, was pre-modified by silanization using (3-azidopropyl)triethoxysilane, followed by click chemical modification. The obtained materials were comprehensively characterized regarding their physicochemical properties. The above mentioned azido-functionalization was optimized for potential industrial application using different never-dried cellulose starting materials in aqueous suspension at room temperature. In a second step the pre-modified celluloses were reacted with several alkynated xanthene-derivatives by so-called Cu(I) catalyzed Huisgen azide-alkyne cycloaddition yielding photo-active cellulosic materials. The xanthene dye reagent molecules were directly characterized regarding their singlet oxygen production properties by laser flash photolysis as well as by an indirect approach using a selective singlet oxygen quencher. Cellulose materials being equipped with singlet oxygen producing molecules were then subject to photo-antimicrobial testing, in which control runs were carried out in the absence of light. Photo-antibacterial activity against gram-positive bacteria Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis was observed in the case of Rose Bengal-derived photosensitizer materials. Generally, the presented protocol of modification of native, never-dried celluloses by silanization represents a very versatile route towards functionalized materials, starting from this renewable and sustainable raw material.