Synthesis, characterization and antimicrobial activities of boron-starch complexes

Abstract

Nişasta ve nişasta/poli (vinil alkol) (PVA) hidrojellerinin bor kompleksleri; çarpraz bağlayıcı olarak glutaraldehit (GA), epiklorhidrin (EPI) ve N-(aminoetil)-aminopropil-trimetoksisilan (Z-6020) kullanarak ya da kullanmadan sentezlenmiştir. Elde edilen kompleksler Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları kırınım analizi yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen kompleksler için çözünürlük, şişme derecesi ve çekme dayanımı testleri gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen gerek toz gerekse hidrojel yapısındaki bor-nişasta komplekslerinin antimikrobiyal aktiviteleri in vitro koşullarda disk difüzyon duyarlılık testleri kullanılarak beş farklı bakteri ve bir mantar kültürü için tayin edilmiştir. Antimikrobiyal aktivite testleri sırasında; Amoksisilin/Klavulonik asit (AMC), Ofloksasin (OFX), Netilmisin (NET), Eritromisin (ER) ve Amfoterisin B (AFB) pozitif kontroller olarak ayrı ayrı kullanılmıştır. İnhibisyon bölgesi oluşumu GA ile çapraz bağlanmış nişasta/PVA hidrojeli ve bu hidrojelin bor kompleksinin test edilen mikroorganizmalara karşı yeterli antimikrobiyal aktivite gösterdiklerini ki sonrakinin daha etkili olduğunu ve Gram-negatiften çok Gram-pozitif bakteri üzerine yoğunlaştığını doğrulamıştır. Diğer hidrojellerin ve toz komplekslerin test edilen mikroorganizmalara karşı antimikrobiyal aktivitesi bulunmamaktadır. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, GA ile çapraz bağlanmış bor-nişasta/PVA kompleksinin biyomedikal uygulamalarda kullanılabileceği söylenebilir. Boron complexes of starch and starch/poly (vinyl alcohol) (PVA) hydrogels, were synthesized with or without using glutaraldehyde (GA), epichlorohydrin (EPI) and N-(aminoethyl)-aminopropyl-trimethoxysilane (Z-6020) as cross-linking agents. The obtained complexes were characterized by using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction analysis (XRD) methods. Degree of solubility, swelling and tensile strength tests were performed for the synthesized complexes. The antimicrobial activities of prepared boron-starch complexes either in powder or hydrogel form were assayed with in vitro conditions by the disc diffusion susceptibility tests for five different bacterial cultures and one fungus. Standard disks of amoxycillin/clavulanic acid (AMC), ofloxacin (OFX), netilmycin (NET), erythromycin (ER) and amphotericin B (AFB) were individually used as positive controls during antimicrobial activity testes. Inhibition zone formations confirmed that, starch/PVA hydrogel cross-linked with GA and boron complex of this hydrogel showed moderate antimicrobial activity against tested microorganisms, the latter being more efficient and more pronounced on Gram-negative than on Gram-positive bacteria. Other hydrogels and powder complexes had no antimicrobial activities against tested microorganisms. Considering all results, it could be claimed that the boron complexes of starch/PVA hydrogels cross-linked with GA might be used for biomedical applications.