Отримання нетканих матеріалів методом електроформування з біосумісних полімерів з додаванням хітозану
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.146471Ключові слова:
метод електроформування, біосумісні волокна, неткані матеріали, полімерні волокнаАнотація
Об’єктом дослідження є біосумісні композиційні нановолокнисті неткані матеріали з антисептичними властивостями, отримані методом електроформування. Одним з найбільш проблемних місць є створення нетканого біосумісного композиційного матеріалу з бактерицидними властивостями, що раніше не перероблявся в волокна способом електроформування через високі енергетичні і фінансові витрати.
В ході дослідження використовувалися композиції біосумісних полімерів: хітозану, полівінілацетату (ПВА) та полівінілового спирту (ПВС). Запропоновано для отримання нетканих полімерних матеріалів метод електроформування на лабораторній установці капілярного типу, з подачею розчину «знизу-вгору».
Отримано біосумісні композиційні неткані матеріали з антисептичними властивостями. Це повязано з тим, что запропонований метод електроформування дозволяє отримати неткані матеріали з певними розмірними характеристиками волокон при введенні в композицію розчину хітозану в молочній кислоті. Зокрема, для композиції на основі ПВА частка волокон з діаметром 0,5–0,62 мкм зросла на 9 %, а для композицій з ПВС – зменшилася на 21 %. Встановлено оптимальну напругу електричного поля 30 кВ та відстань між електродами 9–11 см для отримання волокон із біосумісного ПВС та ПВА з додаванням хітозану.
В результаті досліджень морфологічних особливостей отриманих волокон методом оптичної поляризаційної мікроскопії доведено, що при визначених параметрах електроформування отримуються волокна з діаметром від 0,5 до 1,6 мкм. В результаті визначення статистичного розподілу полімерних волокон у нетканому матеріалі за діаметром встановлено, що 69–94 % волокон мають діаметр 0,5–0,72 мкм.
Частина волокон, отриманих на лабораторній установці капілярного електроформування, відповідають області нанорозмірів, що відкриває перспективи отримання біосумісних нановолокон з антисептичними та фунгіцидними властивостями. Тому виробництво полімерних біосумісних нетканих матеріалів методом електроформування можна використати при створенні терапевтичних систем.
Посилання
- Reneker, D. H., Chun, I. (1996). Nanometre diameter fibres of polymer, produced by electrospinning. Nanotechnology, 7 (3), 216–223. doi: http://doi.org/10.1088/0957-4484/7/3/009
- Thompson, C. J., Chase, G. G., Yarin, A. L., Reneker, D. H. (2007). Effects of parameters on nanofiber diameter determined from electrospinning model. Polymer, 48 (23), 6913–6922. doi: http://doi.org/10.1016/j.polymer.2007.09.017
- Burger, C., Hsiao, B. S., Chu, B. (2006). Nanofibrous materials and their applications. Annual Review of Materials Research, 36 (1), 333–368. doi: http://doi.org/10.1146/annurev.matsci.36.011205.123537
- Megelski, S., Stephens, J. S., Chase, D. B., Rabolt, J. F. (2002). Micro- and Nanostructured Surface Morphology on Electrospun Polymer Fibers. Macromolecules, 35 (22), 8456–8466. doi: http://doi.org/10.1021/ma020444a
- Sridhar, R., Venugopal, J. R., Sundarrajan, S., Ravichandran, R., Ramalingam, B., Ramakrishna, S. (2011). Electrospun nanofibers for pharmaceutical and medical applications. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 21 (6), 451–468. doi: http://doi.org/10.1016/s1773-2247(11)50075-9
- Fong, H., Chun, I., Reneker, D. (1999). Beaded nanofibers formed during electrospinning. Polymer, 40 (16), 4585–4592. doi: http://doi.org/10.1016/s0032-3861(99)00068-3
- Rowe, R. C., Sheskey, P. J., Owen, S. C. (Eds.) (2006). Handbook of Pharmaceutical Excipients. American Pharmaceutical Association. London-Chicago, 375.
- Noruzi, M. (2016). Electrospun nanofibres in agriculture and the food industry: a review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 96 (14), 4663–4678. doi: http://doi.org/10.1002/jsfa.7737
- Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W.-E., Lim, T.-C., Ma, Z. An introduction to electrospinning and nanofibers. World Scientific, 2005. 396 p. doi: http://doi.org/10.1142/9789812567611
- Koliada, M., Ishchenko, O., Plavan, V., Bessarabov, V. (2018). Characterisation of electrospun fibers made of PVA or PVAc and collagen derivative. Vlakna a textile, 25 (2), 48–52.
- Babitha, S., Rachita, L., Karthikeyan, K., Shoba, E., Janani, I., Poornima, B., Purna Sai, K. (2017). Electrospun protein nanofibers in healthcare: A review. International Journal of Pharmaceutics, 523 (1), 52–90. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.03.013
- Mendes, A. C., Stephansen, K., Chronakis, I. S. (2017). Electrospinning of food proteins and polysaccharides. Food Hydrocolloids, 68, 53–68. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.10.022
- Şenel, S., McClure, S. J. (2004). Potential applications of chitosan in veterinary medicine. Advanced Drug Delivery Reviews, 56 (10), 1467–1480. doi: http://doi.org/10.1016/j.addr.2004.02.007
- Plavan, V., Barsukov, V., Kovtunenko, O., Katashinsky, A. (2008). Chitosan as crosslinking agent of collagen for tanning improvement. Proceeding of 4 th Freiberg Collagen Symposium. Freiberg, Paper A IX.
- Plavan, V. (2012). Chrome Tanning Improvement by Chitosan Application. Journal- Society of Leather Technologists and Chemists, 96 (3), 89–93.
- Altiok, D., Altiok, E., Tihminlioglu, F. (2010). Physical, antibacterial and antioxidant properties of chitosan films incorporated with thyme oil for potential wound healing applications. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 21 (7), 2227–2236. doi: http://doi.org/10.1007/s10856-010-4065-x
- Brown, P., Stevens, K. (2007). Nanofibers and Nanotechnology in Textiles. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd., 518.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Olena Ishchenko, Viktoriia Plavan, Ilya Resnytskyi, Irina Liashok
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
