Functionalisatie van ijzeroxide nanopartikels voor biofilmbestrijding.

Door de jaren heen zijn multifunctionele nanomaterialen, en in het bijzonder nanopartikels, grondig onderzocht voor hun gebruik in vele toepassingen waaronder katalyse, medische beeldvorming, energie- en biomedische toepassingen. Vooral ijzeroxide nanopartikels worden uitgebreid gebruikt in hyperthermie behandeling, medische beeldvorming, kankerbehandeling en afgifte van geneesmiddelen dankzij hun biocompatibiliteit, chemische stabliteit, lage toxiciteit en superparamagnetisch gedrag.

In dit proefschrift wordt de ontwikkeling van multifunctionele superparamagnetische ijzeroxide nanopartikels gepresenteerd die dienstdoen als magnetische drager voor eigen ontwikkelde 5-aryl-2-amino-imidazool biofilminhibitoren om de praktische toepasbaarheid ervan te verhogen.

In het eerste deel van dit werk wordt de synthese en de mogelijkheid om de grootte en magnetisatie van ijzeroxide nanopartikels te controleren in een geforceerde hydrolyse synthesemethode beschreven. Het regelen van de grootte van het nanopartikel door middel van het aanpassen van de surfactant/precursor verhouding is een frequent gebruikte methode en kan toegepast worden in verscheidene synthesemethoden. Deze kennis werd gebruikt om de ideale nanopartikelgrootte te bepalen en toegepast in de thermische decompositie methode, die gebruikt wordt in de volgende hoofdstukken omwille van de goede vormbeheersing, de schaalbaarheid en de mogelijkheid om hoogkwalitatieve nanopartikels te produceren met een zeer kleine grootteverdeling.

In het tweede deel van dit onderzoek is een nieuw ligand ontworpen en aangemaakt om de eigen ontwikkelde 5-Ar-2-AI-gebaseerde biofilminhibitoren te verbinden met het nanopartikel. Evaluatie van de ontwikkelde biogeconjugeerde nanopartikels werd getest tegen een breed spectrum aan bacteriële soorten zoals Salmonella Typhimurium, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus.  Aangezien het substitutiepatroon van de 5-Ar-2-AIs hun activiteit en toxiciteit bepaalt, werden zowel N1-gesubstitueerde, 2N-gesubstitueerde als N1-2N-gesubstitueerde geëvalueerd.

Het effect van magnetische krachten op biofilminhibitie werd in het laatste deel van dit proefschrift geanalyseerd. Een alternerend magnetisch veld werd aangelegd na incubatie om het effect van magnetische opwarming te bepalen. Bovendien werden de nanopartikels aangerijkt aan het oppervlak door magnetische krachten onder de biofilm aan te leggen.