ÖSSZEFOGLALÁS

Munkám első részében sikerült HEMA-PEGDMA alapú hidrogélt, nanorészecskét és nanokompozit rendszert szintetizálni. A gélek a fogászati gyakorlatban alkalmazott „kék fény” (385-515 nm) hatására fotopolimerizáció útján kerültek kialakításra. A nanokompozit hidrogél mechanikai tulajdonságai a mátrixét jelentősen meghaladták. Kioldódás vizsgálat során bizonyítást nyert, hogy a nanorészecskék alkalmazásával a CHX leadása az alap, néhány órás profil helyett, akár 48 órás, elnyújtott hatóanyag kibocsátás érhető el in-vitro. A kutatás második részében biodegradábilis PGA-polimer metakril-csoporttal történő módosításán keresztül került sor „kék fénnyel” (385-515 nm) polimerizálható hidrogél előállítására. Irgacure 2959 alkalmazásával sikerült elérni a 90 másodperces reakcióidőt, amelyet a gyakorlati alkalmazás egyik alappilléreként tekinthetünk. A kialakított MPGA-hidrogél mechanikai tulajdonságai és duzzadási sajátságai, megfelelőek lehetnek a szájon belüli alkalmazáshoz. A hidrogél kioldódási tulajdonságait tekintve a metronidazol hatóanyag leadása a kísérlet körülményei között elég gyorsnak volt tekinthető. Ez a jövőben egyéb anyagcsoportokkal történő kombináció, vagy az alkalmazás helyén fennálló körülmények következtében jelentősen megváltozhat. A rendszer biokompatibilitását az MTT- és az LDH-teszt eredményei is bizonyították, mind az alapanyagok, mind pedig a polimerizált gél tekintetében. HaCaT sejtvonal morfológiai vizsgálata is ezzel azonos eredményre vezetett a 6 és 24 órás megfigyelést követően. Így a MPGA-hidrogél potenciális jelöltként tekinthető biológiai környezetben - szájban fogágy betegségek kezelésében - illetve alkalmas lehet felületmódosított implantátumok integrációját elősegítő eszközként történő felhasználásra. Tanulmányom záró szakaszában PGA módosításaival sikerült a fogászati eszközökre jellemző „kék fény” (385-515 nm) hatására polimerizálható nanorészecskét (MPGA-NP), és ezek felhasználásával PGA-nanogélt előállítani. A kialakított gél mechanikai tulajdonságairól és duzzadási sajátsága bizonyítottuk, hogy az alkalmazás feltételeinek megfelelnek. A PGA-nanogél biokompatibilitását, sejtekre gyakorolt semleges hatását Alamar Blue teszt, fluoreszcens és konfokális lézer szkenning mikroszkópia segítségével is igazoltuk egy hetes időtartamban. Kioldódási sajátságai in-vitro körülmények között még fejlesztésre szorulnak, de bizonyos (20%) mértékű visszatartó hatás kimutatható volt MPGA-hidrogélhez viszonyítva. In-situ polimerizálható hatóanyag-leadó rendszerként történő alkalmazása számos előnyt rejthet magában, melyek további kutatások alapját képezhetik.

SUMMARY

In the first part of my work HEMA-PEGDMA based hydrogel, nanoparticles and nanocomposite systems were successfully synthesized. These gels were created “blue light” photopolymerization that is used in dentistry. The mechanical properties of the nanocomposites were considerably better than the base hydrogel. The application of nanoparticles resulted in slower CHX release in-vitro: the nanocomposite reaches the equilibrium state in 48 hours instead of 4 hours, as in the case of the hydrogel. In the second part a biodegradable PGA was modified with methacryloyl groups to create “blue light” (385-515 nm) photopolymerizable polymer and hydrogel. Using Irgacure 2959 resulted in a 90-second polymerization time, which is one of the key parameters of practical applicability. The mechanical and swelling properties of MPGA-hydrogels could be appropriate for application in the mouth. The release of metronidazole under the conditions of the experiment was fast. This could be changed in the future by combining the gels with other components. Release dynamics could also be influenced by different conditions at the place of application. The biocompatibility of the base materials and the prepared gels was proven by MTT and LDH tests, and it was also demonstrated by the morphological investigation of HaCaT cells after 6 and 24 hours. These results show that MPGA-hydrogels could be potential candidates for drug delivery in biological environments - e.g. next to a tooth in a pocket - or for surface modification to improve the integrations of implants. In the final part of the study PGA-nanoparticles were created that can be polymerized by “blue light” (385-515 nm) used in the dental practice. Using these, PGA-nanogels were produced by photopolymerization. The swelling and mechanical properties of the prepared nanogel were suitable for application in the mouth. The biocompatibility and the neutral effect of this gel on cells were proven by Alamar Blue test, fluorescent and confocal laser scanning microscopy on samples taken at different time points during a one week period. Although the in vitro release properties of the nanogel require improvement, a certain degree of retentive effect (20%) was observed. The application of this system as an in situ polymerizable drug delivery device can provide many benefits, and could be the basis of further studies.