The effect of hydrolysis degree on the properties of antibacterial polymeric films based on poly(vinyl alcohol) and zinc sulphate for biomedical applications

Abstract

Plně a částečně hydrolyzovaný polyvinylakohol byly modifikovány síranem zinečnatým v rozmezí 0-9 hm. % přepočteného obsahu zinku pomocí odlévací techniky z polymerního roztoku. Výsledné filmy byly charakterizovány pomocí optické mikroskopie, infračervené spektroskopie a testování mechanických vlastností v tahu. Dále byla použita metoda testování na agarových miskách a zřeďovací metoda pro stanovení antibakteriální aktivity proti Gram negativním (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae) i Gram pozitivním (Staphylococcus aureus)bakteriím. Byl aplikovám matematický model pro nalezení parametrů popisujících antibakteriální aktivitu filmů. Výsledky ukazují, že stupeň hydrolýzy hraje záadní roli ve všech sledovaných vlastnostech včetně antimikrobiálních vlastností materiálů na bázi polyvinylalkoholu.

Fully and partially hydrolyzed poly(vinyl alcohol) (PVA) was modified with zinc sulphate in the concentration range from 0 to 9 wt% of recalculated zinc content using the solvent cast technique. The resulting polymeric films were characterized by optical microscopy, stress?strain analysis, differential scanning calorimetry and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR?ATR). In addition, agar diffusion test and dilution and spread plate technique were used for determination of antibacterial properties of the films against both Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae) bacterial strains. A mathematical model was applied on the measured data and parameters characterizing the antibacterial efficiency of the material were calculated and discussed. The results revealed that the PVA hydrolysis degree can play an important role in all studied properties, including antibacterial activity of the all PVA-based materials.