Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Utilization of Cereal and Milling Industry Products as Raw Materials for the Manufacture of Biopolymer Technical Products

Ciechańska D., Kaszuba L., Żakowska H., Sulak K., Mik T., Janiga M., Wietecha J., Gutowska A., Kapuśniak K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

175--180

EN

The pressure which is being exerted on manufacturers by the users of consumer goods towards more environmentally friendly applications, favours the use of already existing environmentally friendly raw materials or the search for new ones. One of the promising directions for research is aimed at developing new packaging materials based on biopolymers. Research recently conducted made it possible to use hydrothermally pre-treated starch/protein raw material in the manufacture of a new generation of biopolymer materials. Biopolymer products obtained by various modifications were used to produce an exemplary batches of mouldings and packaging materials (films, corrugated cardboard).

PL

Nacisk wywierany przez użytkowników dóbr konsumpcyjnych, ukierunkowany na zastosowanie bardziej proekologiczne, powoduje stosowanie już istniejących lub poszukiwanie nowych surowców i materiałów przyjaznych środowisku. Jednym z kierunków rokujących duże nadzieje są badania mające na celu opracowanie nowych materiałów opakowaniowych do wytworzenia, których wykorzystywane będą surowce biopolimerowe. Wykonane prace badawcze pozwoliły na wykorzystanie wstępnie zmodyfikowanego hydrotermicznie surowca skrobiowo-białkowego do wytworzenia nowej generacji materiałów biopolimerowych. Uzyskane w wyniku modyfikacji produkty posłużyły, z kolei, do wytworzenia demonstracyjnych partii materiałów biopolimerowe - folii, kształtek oraz klejów do tektur wielowarstwowych.

2

Investigation on the Structure and Properties of Modified Products from the Grain-Mill Industry for Use in the Preparation of Biopolymer Technical Materials

Ciechańska D., Kapuśniak J., Kaszuba L., Ciepliński M., Siemion P., Roczkowska M., Żarski A., Ptak S., Gutowska A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

181--188

EN

In the new century, the possible use of raw materials, half-products and materials derived from renewable resources is attracting growing attention. Green technologies come into play to exploit natural raw materials, including biopolymers such as cellulose, lignin chitin and chitosan, and starch. The company Lubella Sp. z o. o. S.K. (Lublin, Poland) is a manufacturer of innovative flour products of the Q-Farin series, which find use as starting materials in the preparation of new biodegradable and multifunctional biomaterials for packaging materials and paper processing. The preparation of innovative technology concepts opens ways toward the competitiveness and development of companies operating in the advanced sector of biodegradable packaging with the use of territorial renewable raw materials.

PL

W XXI wieku coraz większą uwagę zwraca się na możliwości wykorzystania surowców, półproduktów i produktów ubocznych pochodzących ze źródeł odnawialnych. Ogromnego znaczenia nabierają tzw. „zielone” technologie, wykorzystujące surowce pochodzenia naturalnego. Do takich surowców można zaliczyć m.in. biopolimery, takie jak: celuloza, ligniny, chityna i chitozan czy skrobia. Firma Lubella Sp. z o. o. S.K. (Lublin, Polska) jest producentem innowacyjnych wyrobów mącznych typu Q-Farin, które wykorzystano jako surowiec wyjściowy do opracowania nowych biodegradowalnych i wielofunkcyjnych biomateriałów dla sektora opakowań i przetwórstwa papierniczego. Opracowanie biopolimerowych produktów technicznych wymagało przeprowadzenia procesu modyfikacji i funkcjonalizacji surowców biopolimerowych otrzymywanych z przemiału oczyszczonego ziarna pszenicy w celu nadania im właściwości hydrofobowych, termoplastycznych i barierowych. Innowacyjne założenia technologiczne przygotowane dla firmy stanowią klucz do sukcesu na rzecz konkurencyjności i rozwoju przedsiębiorstwa w Polsce w zaawansowanym sektorze opakowań biodegradowalnych w oparciu o krajowe surowce odnawialne.

3

Chemical Modification of Starch-Protein Material Performed in Order to Obtain a Half Product for Thermoplastic Processing

Janiga M., Stufka-Olczyk J., Milczarek A., Michniewicz M., Ciechańska D., Tomaszewski W., Gutowska A., Kapuśniak J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

189--195

EN

This article presents the results of tests which were carried out on a starch-protein biomaterial produced from wheat. The research was performed in order to assess optimal conditions for performing the chemical modification (acetylation and oxidation reactions) and its influence on the physico-chemical properties of the new biomaterial. Modifying agents were acetic acid anhydride with the presence of NaOH and K2CO3 activators as well as hydrogen peroxide, whose effects were catalysed with Cu2+ ions. Modified polymers with a degrees of substitution from 0.38 to 2.45 and oxidation from 1.0 to 35% were obtained in the process. The polymers obtained were characterized with various levels of starch degradation, minimal when the acetylation reaction activated with the K2CO3 method was used, moderate to high when the acetylation reaction was activated by NaOH, and maximal starch degradation was observed when oxidation was catalysed with Cu2+ ions. The modified polymers showed minor thermal granulation abilities and did not achieve thermoplastic abilities. Evaluation of the modification effects was carried out with absorption spectroscopy in infra-red radiation with the Fourier transformation (FTIR) technique, DSC, scanning electron microscopy and determining the boundary viscosity value.

PL

Poszukiwanie nowych materiałów przyjaznych środowisku skłania do przeanalizowania możliwości wykorzystania powszechnie występujących i prostych w pozyskaniu surowców roślinnych. Jednym z takich surowców jest materiał skrobiowo-białkowy. W artykule przedstawiono badania, którymi objęto biomateriał skrobiowo-białkowy wytwarzany w warunkach przemysłowych z pszenicy. Wykonane badania miały na celu określenie optymalnych warunków prowadzenia modyfikacji chemicznej oraz jej wpływu na właściwości fizykochemiczne nowego biomateriału. Badania zostały ukierunkowane pod kątem przydatności uzyskanego modyfikatu do wytwarzania materiałów termoplastycznych. Modyfikacja chemiczna obejmowała acetylację i utlenianie skrobi. Jako czynniki modyfikujące wykorzystano bezwodniki kwasu octowego w obecności aktywatorów NaOH i K2CO3 oraz nadtlenek wodoru stosowany w obecności katalizatora CuSO4. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano zmodyfikowane chemicznie produkty o szerokim zakresie stopni podstawienia (od 0,38 do 2,45 - w badaniach wstępnych 2,99) oraz utlenienia (od 1,0 do 35%). Charakteryzowały się one różnym stopniem degradacji skrobi, od niewielkiej w reakcji acetylacji bezwodnikiem octowym w obecności aktywatora K2CO3 do drastycznej, w reakcji utleniania nadtlenkiem wodoru katalizowanej CuSO4. Zmodyfikowane biopolimery wykazywały niewielkie zdolności do krystalizacji termicznej, nie uzyskały jednak właściwości termoplastycznych. Do oceny efektów modyfikacji wykorzystywano techniki spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), elektronowej mikroskopii skaningowej do oceny stopnia zdegradowania skrobi posłużono się wynikami badań granicznej liczby lepkościowej.

4

Chemical Purity of Biodegradable Medical-Grade Fibres of Aliphatic Copolyesters

Gzyra-Jagieła K., Jóźwicka J., Gutowska A., Twarowska-Schmidt K., Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 6 (114)

143--149

EN

Fibres prepared on an experimental scale from biodegradable copolyester of glycolide and lactide (PLGA) and from PLGA with the addition of 9% of atactic poly([R,S]-3-hydroxybutyrate (PLGA+a-PHB) were characterised to assess their possible use in the preparation of surgery sutures. Commercial spinfinish Estesol PF 790 (Bozzetto Group, Italy) was applied on the fibres in the spinning step. A method was prepared for an organic extraction of the spinfinish from the PLGA fibres, and the process efficacy was assessed by scanning electron microscopy (SEM) and by estimating chemical purity. With spinfinish removed, the fibres were subjected to an extraction process which simulated the utilisation of the products in an aqueous medium. The aqueous extracts were analysed to estimate contamination contents. Also estimated was the time in which the fibres degrade when subjected to surplus extraction in an aqueous medium.

PL

Włókna wytworzone w skali doświadczalnej z biodegradowalnego kopoliestru glikolidu z laktydem (PLGA) i PLGA z dodatkiem 9% ataktycznego polihydroksykwasu masłowego (PLGA+a-PHB), z naniesioną handlową preparacją przędzalniczą Estesol PF 790 (Bozzetto Group), poddano charakterystyce fizykochemicznej w zakresie możliwości zastosowania ich jako potencjalne produkty o przeznaczeniu medycznym. Opracowano metodykę procesu ekstrakcji organicznej dla włókien PLGA, wyznaczono czas trwania procesu i oceniono jego efektywność za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz badań czystości chemicznej. Biodegradowalne włókna poddano procesowi ekstrakcji symulującej użytkowanie wyrobu w oparciu o normę PN-EN ISO 10993-12:2009. Wyznaczono również parametry fizykochemiczne, takie jak: stopień zmętnienia, zawartość jonów siarczanowych i chlorkowych, zawartość substancji rozpuszczalnych w wodzie, zawartość środków pianotwórczych, zawartość jonów metali ciężkich oraz odczyn pH. Określono czas resorpcji włókien w warunkach ekstrakcji nadmiernej oraz oznaczono zawartość metali ciężkich po całkowitej degradacji badanych włókien. Badaniom poddano również handlowe produkty: Resomer GL 903 - kopolimer glikolidu z laktydem firmy BOEHRINGE INGELHEIM oraz nici chirurgiczne MEDSORB wytworzone z kopolimeru glikolidu z laktydem firmy MEDEKS jako materiały odniesienia.

5

Biodegradowalne wyroby włókiennicze

Krucińska J., Gutowska A., Ciechańska D., Lichocik M.

Recykling

|

2014

|

nr 7-8

32--34

PL

Roczniki statystyczne wskazują, iż produkcja włókien na świecie kształtuje się obecnie na poziomie 84 mln ton, z czego ok. 52 mln ton to włókna syntetyczne. Roczna światowa produkcja włókien naturalnych wynosi 29 mln ton. Pozostała część włókien, czyli tylko ok. 3 mln ton, jest wytwarzana z pochodnych polimerów naturalnych, głównie z celulozy, pozyskiwanej przy użyciu metod chemicznych1. Ze statystyk wynika, że zdecydowana większość produkowanych włókien bazuje obecnie na surowcach pochodzących z przetwórstwa ropy naftowej, której zapasy wyczerpują się. Dlatego w celu zabezpieczenia bazy surowcowej należy wrócić do idei z przeszłości, czyli do myśli technologicznej opartej na wykorzystaniu surowców odnawialnych do produkcji włókien sztucznych.

6

Biomasa jako źródło funkcjonalnych materiałów polimerowych

Ciechańska D., Wietecha J., Kucharska M., Wrześniewska-Tosik K., Kopania E.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 5

383--392

PL

Artykuł jest przeglądem dorobku pracowników IBWCH i partnerów projektów w zakresie zawartej w tytule tematyki. Wskazano możliwy zakres zastosowań biomasy, niesłusznie często uznawanej za produkt odpadowy, mający wartość jedynie energetyczną. Do materiałów najczęściej pozyskiwanych z biomasy należą: celuloza ze słomy zbóż, liści i łodyg kukurydzy czy łupin orzechów, keratyna z ptasich piór, chityna i chitozan z pancerzy skorupiaków. Te naturalne polimery służą jako dodatek do bazowych polimerów, np. PE, PP, zwiększający wytrzymałość (celuloza), ognioodporność i izolacyjność akustyczną (keratyna) lub też chłonność i bakteriostatyczność (chitozan, chityna) biokompozytów wytworzonych z ich udziałem.

EN

The article is a summary of a lecture presented at the Conference „Polymeric Materials — Pomerania-Plast 2013”, 4—7.06.2013, Międzyzdroje, Poland, which gave an overview of the achievements of researchers associated with the Institute of Biopolymers and Chemical Fibres as well as their projects partners, related to the topic. The article does not describe the issue in a comprehensive manner, but merely indicates the possible applications of biomass, often mistakenly recognized as a waste having only fuel value. Cellulose is the most widely investigated polymer derived from plant biomass. Plants that are most often used in the production of cellulose fibres include: cotton, jute, agave, flax and hemp. Current research indicate the possibility for extraction of natural cellulose fibres with properties suitable for textile and paper industries, as a component of composite materials as well as for other industrial applications from cereal straws, banana and pineapple leaves, coconut shells, corn stalks and husks or from nettle. Keratin is an example of a polymer derived from animal biomass. Chicken feathers are the cheapest raw material for obtaining that protein due to their high keratin content (about 90—95 %) and high availability. Suitable processed feathers can be successfully used as a filler in composite materials with improved properties of acoustic and thermal insulation. Keratin has fire-retardant properties and the composition of its exhaust gases is similar to that produced by combustion of fuels belonging to the biomass group. Another interesting polymers derived from renewable sources are chitin and chitosan. The most common source of these polymers are marine crustaceans. They are also produced by fungi or bacteria in the course of microbial fermentation. Chitosan can be applied in waste water treatment, cosmetics, pharmaceuticals or for the production of haemostatic medical dressings, accelerating wound healing process.

7

In-Compost Biodegradation of PLA Nonwovens

Gutowska A, Jóźwicka J., Sobczak S., Tomaszewski W., Sulak K., Miros P., Owczarek M., Szalczyńska M., Ciechańska D., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 5 (107)

99--106

EN

Presented in this work are the results of an investigation into the biodegradation of selected nonwoven materials made of commercial poly[(DL)-lactide] – PLA 6252D supplied by Nature Works® LLC, USA. The biodegradation was examined under laboratory conditions, simulating composting by the mass-loss method at constant process parameters: temperature t = 58 ± 2 °C, pH 7 and inoculum humidity W = 52.6%. The nonwovens examined, with a surface density of about 60 g/m2, revealed a varied crystallinity degree in the range of 10.4 - 35.6% and fibre diameter of 8.2 - 10.9 μm. The nonwovens were formed by the spun-bond method from a melt at 211 - 213 °C on a laboratory stand. The commercial PLA 6252D was also examined. The polymer PLA 6252D and nonwoven materials made thereof are entirely biodegradable in the research environment applied, and after 16 weeks of biodegradation weight loss in the materials reaches 100%.

PL

Rozwój wiedzy w obszarze ochrony środowiska oraz rozporządzenia unijne stały się impulsem do ciągłego poszukiwania nowych materiałów, które będą degradowalne w środowisku naturalnym, a tym samym wzrastającą potrzebę wykorzystywania innowacyjnych metod badań ich biorozkładu. W artykule przedstawiono wyniki badań biorozkładu wybranych materiałów włókninowych wytworzonych z komercyjnie dostępnego poli[(DL)-laktydu)] – PLA o symbolu 6251D (Nature Works® LLC, USA). Badania prowadzono w symulowanych warunkach kompostowania laboratoryjnego, metodą wyznaczania ubytku masy w temperaturze 58 ± 2 °C, wilgotności podłoża badawczego 52.6% i przy odczynie środowiska pH 7. Włókniny poddane ocenie biodegradowalności o masie powierzchniowej ok. 60g/m2 charakteryzowały się różnymi stopniami krystaliczności w zakresie 10.4 - 36.5% i średnicami włókien w przedziale 8.2 - 10.9 μm. Formowano je ze stopu techniką spun-bonded w zakresie temperatur 211 - 213 °C. Badaniom biodegradacyjnym poddano również handlowy polimer PLA 6251D.

8

Biomechanical Studies of Novel Hernia Meshes with Enhanced Surface Behaviour

Struszczyk M. H., Komisarczyk A., Krucińska I., Gutowska A., Pałys B, Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 1 (103)

129--134

EN

Research on hernia implants, especially less-invasive implantation techniques, is an important focus of study around the world. Practitioners require that these elaborate structures, which are primarily designed using textile technology, possess biomimetic behaviour to significantly reduce post-implantation complications. Novel textile hernia implants are designed with surface modifications that prevent prosthesis migration after implantation. The specialised structural design and enhanced prosthesis surface with stitched loops enables increased surface contact with the fascia, which improves the integration of connective tissue with the prosthesis without overgrowth (thick scar formation). The main intra-operative clinical benefit of the novel implant is its potential utility in suture-less techniques. The aim of this study was to compare novel hernia implant designs to clinically proven, commercially available knitted hernia meshes in vitro. TEMA MOTION 3.5 software was used to analyse motion and estimate the tendency of the non-fixed implants to remain in a stable position at the sublay in a simulated hydrodynamic model of the abdominal wall hernia system. The mechanical resistance of the implant against simulated maximal intra-abdominal pressure, the height of the simulated abdominal wall in the reconstruction region and the curvature of the reconstructions were determined and compared with results obtained with commercial hernia meshes of low surface mass that differ in structure, stiffness and thickness.

PL

Badania nad konstrukcją implantów przepuklinowych, szczególnie stosowanych w zabiegach małoinwazyjnych, stanowią ważny obszar badawczy na całym świecie. Chirurdzy wymagają, aby struktury zaprojektowane przy zastosowaniu technologii włókienniczych charakteryzowały się biomimetyzmem, co w znaczący sposób obniża ryzyko powikłań po implantacji. Nowoczesne, włókiennicze implanty przepuklinowe zostały zaprojektowane w oparciu o modyfikację ich powierzchni, która przeciwdziałała migracji protezy po implantacji. Wysoce specjalistyczna struktura oraz rozwiniecie powierzchni implantu poprzez pętle wystające z jego powierzchni zwiększa powierzchnię kontaktu z powięzią, poprawiając integrację tkanki łącznej z protezą bez nadmiarowego przerostu tkanką łączną (formowanie grubej blizny pooperacyjnej). Główną zaletą nowych implantów dzianych jest ich potencjalne zastosowanie kliniczne w technikach wszczepiania bez szwu tzw. „suture-less”. Celem badań było porównanie nowych dzianych implantów przepuklinowych z klinicznie stosowanymi w warunkach in vitro (symulacja implantacji). Do analizy dynamicznej zachowania implantów pod wpływem stosowanej siły symulującej ciśnienie wewnątrzbrzuszne zastosowano oprogramowanie TEMA MOTION 3.5. Oceniono stabilność implantów przepuklinowych niemocowanych szwami w hydrodynamicznym modelu przepukliny brzusznej.

9

Accelerated Ageing of Implantable, Ultra-Light, Knitted Medical Devices Modified by Low-Temperature Plasma Treatment - Part 2. Effect on Chemical Purity

Jóźwicka J., Gzyra-Jagieła K., Gutowska A., Struszczyk M., Kostanek K., Cichecka M., Wilbik-Hałgas B., Kowalski K., Kopias K., Ciechańska D., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 3 (105)

133--139

EN

The impact of simulated storage conditions (accelerated ageing) for the chemical purity of innovative ultra-light textile implants (knitted) designed for use in urogynaecology and general surgery (procedures in the treatment of female incontinence, in hernia treatment and vagina plastic surgery) was estimated. The chemical purity of the knitted implants designed: untreated and with low-temperature plasma surface treatment in the presence of the fluoroorganic compounds was estimated. The acceptability of the risk related to the impact of storage conditions on the chemical purity of the implant products was simulated. The examination was based on Standard PN-EN ISO 10993-18:2008: “Biological evaluation of medical devices - Part 18: Chemical characterisation of materials” and was assessed in accordance with Polish and European standards.

PL

W niniejszej pracy dotyczącej badań w zakresie oceny czystości chemicznej zaprojektowanych implantowalnych wyrobów medycznych oszacowano profil substancji wymywalnych w warunkach symulowanego użycia (specyficzne warunki przetwarzania i przechowywania, natura i czas kontaktu wyrobu) w oparciu o wytyczne norm europejskich zharmonizowanych z Dyrektywami europejskimi odnoszącymi się do wyrobów medycznych. Ustalono wpływ symulowanych warunków przechowywania (przyspieszonego starzenia) na czystość chemiczną innowacyjnych ultra-lekkich implantów włókienniczych (dzianin) z przeznaczeniem na implantowalne wyroby medyczne do potencjalnego zastosowania w urologinekologii i chirurgii ogólnej (procedury zaopatrywania nietrzymania moczu u kobiet, procedury zaopatrywania przepuklin i plastyki pochwy u kobiet). Wybrane prototypy wyrobów medycznych poddano procesowi przyspieszonego starzenia zgodnie z programem badań opartym o wytyczne normy ASTM 1980F:2002. Ocenie czystości chemicznej poddano zaprojektowane implanty dziane o powierzchni modyfikowanej plazmą niskotemperaturową w obecności związku fluoroorganicznego oraz implanty niemodyfikowane plazmą. Dokonano oceny akceptowalności ryzyka w zakresie wpływu symulowanych warunków przechowywania na czystość chemiczną zaprojektowanych implantowalnych wyrobów medycznych. Badania przeprowadzono w oparciu o procedury badawcze opracowane zgodnie z normatywami polskimi i europejskimi.

10

Nanowłókna celulozowe wytwarzane z biomasy roślinnej

Kazimierczak J., Wietecha J., Ciechańska D., Bloda A., Antczak T

Chemik

|

2014

|

Vol. 68, nr 9

755--760

PL

W artykule opisano metodę otrzymywania mikro- i nanowłókien celulozowych z biomasy roślinnej (głównie słoma rzepaku, pszenicy konopi, lnu) oraz odpadów włókienniczych – niedoprzędu lnianego. Technologia ta opracowana została w Instytucie Biopolimerów i Włókien Chemicznych w ramach realizacji projektu POIG pt. „Zastosowanie biomasy do wytwarzania polimerowych materiałów przyjaznych środowisku” akronim BIOMASA. Opracowana technologia stanowi kombinację metod obróbki mechanicznej, chemicznej, termicznej i enzymatycznej wspomnianych surowców.

EN

The article describes the method of producing micro and nano fibres of cellulose from vegetal biomass (mostly rapeseed straw, wheat, hemp, flax) as well as textile waste – flax roving. This technology was developed at the Institute of Biopolymers and Chemical Fibres under POIG project titled “Use of biomass in production of environmentally friendly polymer materials”, acronym BIOMASA. Developed technology is a combination of mechanical, chemical, thermal and enzymatic processing of aforementioned raw materials.

11

Metody badania biodegradowalności materiałów biomasowych

Gutowska A., Michniewicz M., Ciechańska D., Szalczyńska M.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 10

945--954

PL

Powolny rozwój energetyki wiatrowej, geotermalnej oraz słonecznej spowodował, iż najważniejszym źródłem energii odnawialnej w Polsce jest biomasa. Biomasa może być pozyskiwana z obszarów leśnych, upraw roślin energetycznych i odzyskiwania z odpadów przemysłowych i komunalnych. Energetyka odnawialna w Polsce wiąże duże nadzieje z rosnącym wykorzystaniem tego źródła energii. Wraz z pojawieniem się nowych technologii wykorzystania biomasy, usprawniających dotychczasowe systemy gospodarki energią, konieczna jest kompleksowa ocena oddziaływania na środowisko oraz określenia uzyskanych efektów ekologicznych związanych z ich wykorzystaniem. Szczególnie odnosi się to do ustalenia właściwej metodyki oceny biodegradowalności tych materiałów.

EN

In view of slow development of wind, geothermal and solar power engineering, biomass is the most important sustainable energy source in Poland. Biomass can be obtained from forest and agricultural areas, energy crops, or recovered from industrial and communal waste. The renewable power sector in Poland has high hopes associated with increased use of that energy source. The advent of new technologies associated with biomass utilization, supplementing the power management systems used to date, necessitates complex assessment of the environmental impacts and determination of ecologic effects obtainable owing to implementation of such technologies. In particular, it is necessary to develop an appropriate methodology for assessment of biodegradability of such materials.

12

Surface Biomodification of Surgical Meshes Intended for Hernia Repair

Ciechańska D., Kazimierczak J., Wietecha J., Rom M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

107--114

EN

The article presents a method of producing a composite surgical mesh. A synthetic, macroporous mesh with mechanical properties similar to that of the abdominal wall and with reduced surface density compared to conventional surgical meshes was made of polypropylene (PP) monofilament. The mesh was used as a substrate for a layer of modified bacterial cellulose (MBC) produced by a microbial synthesis with the use of the Acetobacter xylinum strain. The PP mesh was coated with the MBC layer directly in the process of biosynthesis in liquid culture medium with the addition of chitosan modifier. During the resorption process, under the action of body enzymes, amino sugars are released from the MBC layer, which have the ability to stimulate tissue granulation and accelerate the wound healing process, while preventing formation of scars.

PL

W artykule przedstawiono sposób wytwarzania kompozytowych makroporowatych siatek chirurgicznych Makroporowate siatki, o właściwościach mechanicznych zbliżonych do anatomii brzucha i masie powierzchniowej obniżonej w stosunku do konwencjonalnej (masa powierzchniowa poniżej 80 g/m2, rozmiar mikro-porów powyżej 1 mm2, ciągliwość powyżej 16 N/cm), wykonanych z monofilamentu polipropylenowego, stanowiących matrycę dla biopolimeru wytwarzanego w drodze mikrobiologicznej syntezy. Modyfikację powierzchniową siatek polipropylenowych prowadzono bezpośrednio w procesie biosyntezy z udziałem bakterii Acetobacter xylinum w płynnym podłożu hodowlanym z dodatkiem modyfikatora chitozanowego. W trakcie resorpcji warstwy celulozowej uwalniane są oligomery chitozanu, które wykazują zdolność do stymulowania ziarninowania tkanki i przyspieszenia procesu gojenia ran, zapobiegając jednocześnie powstawaniu blizn.

13

Studies on Isolation of Cellulose Fibres from Waste Plant Biomass

Kopania E., Wietecha J., Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

167--172

EN

This paper presents the results of cellulose fibre extraction from plant biomass including: rape, hemp and flax straws. The selected materials were treated by thermal/mechanical/chemical method in order to remove non-cellulosic components such as lignin, hemicellulose, and pectin as well as to obtain cellulosic material with suitable structure and properties necessary for the manufacture of nanofibres. It has been shown that the use of multistage chemical treatment using oxygen and peroxide compounds as delignifing agents for hemp and flax straws, allowed the safe removal of lignin and other non-cellulosic components without degradation of the cellulose fibres obtained, while maintaining a polymerization degree above 1000 units. It was found out that it is possible to obtain cellulose fibres from hemp and flax straws (type retted flax straw-fibre variety, flax straw-oil variety), which can be processed into cellulose micro-and nanofibres.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu wyodrębniania celulozowych składników włóknistych z różnych biomasowych surowców roślinnych między innymi: słomy rzepaku, słomy konopnej, a także słom lnianych. Badane surowce roślinne charakteryzowały się zróżnicowanym składem chemicznym pod względem zawartości celulozy, ligniny czy substancji nieorganicznych, co jest istotnym elementem wpływającym na możliwość wyodrębnienia z nich włókien celulozowych. Wybrane surowce roślinne poddano obróbce termiczno-mechaniczno-chemicznej, w wyniku której w różnym stopniu następowało oczyszczenie biomasy od z niecelulozowych składników (ligniny, hemicelulozy i pektyn) oraz przygotowanie surowca celulozowego o założonej strukturze i właściwościach niezbędnych do ich przerobu na formy nanowłókniste.

14

Research into Isolation of Cellulose Microand Nanofibres from Hemp Straw Using Cellulolytic Complex from Aspergillus niger

Kazimierczak J., Bloda A., Wietecha J., Ciechańska D., Antczak T.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

40--43

EN

Cellulose micro- and nanofibers were produced on a base of pulp obtained as a result of thermal-mechanical and chemical pretreatment of hemp straw. Isolation of micro-and nanofibres was carried out using the enzymatic treatment with the use of a cellulolytic complex of Aspergillus niger and two-stage enzymatic and mechanical treatment. Nanofibres obtained by intense enzymatic treatment were characterized by a diameter of less than 100 nm. As a result of the two-stage enzymatic-mechanical treatment micro-and nanofibres were obtained with a diameter in the range of 25-400 nm and a length of several hundred nanometers to several micrometers.

PL

Mikro- i nanowłókna celulozowe zostały wytworzone na bazie masy celulozowej otrzymanej w wyniku wstępnej obróbki termo-mechanicznej i chemicznej słomy konopnej. Izolacja mikro- i nanowłókien była przeprowadzona przy wykorzystaniu obróbki enzymatycznej z zastosowaniem kompleksu celulolitycznego z Aspergillus niger oraz obróbki dwuetapowej – enzymatycznej i mechanicznej dezintegracji. Nanowłókna otrzymane w wyniku intensywnej obróbki enzymatycznej przypominały wyglądem nanokryształy celulozowe wytwarzane na drodze hydrolizy kwasowej i charakteryzowały się średnicą poniżej 100 nm. W wyniku dwuetapowej obróbki enzymatyczno-mechanicznej otrzymano mikro- i nanowłókna o średnicach w zakresie 25 - 400 nm i długości od kilkuset nanometrów do kilku mikrometrów. Dla porównania wyjściową masę celulozową poddano jedynie obróbce mechanicznej, jednak nie doprowadziła ona do powstania nanowłókien a jedynie do częściowej fibrylizacji włókien celulozowych.

15

Method to Produce Biodegradable Aliphatic- Aromatic Co-Polyesters with Improved Colour

Dutkiewicz S., Wesołowski J., Chojnacki D., Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

84--88

EN

A family of biodegradable aliphatic-aromatic co-polyesters (BAAC) was prepared by polycondensation in the melt. The synthesis was carried out with the addition of a small amount of alkaline metals salts which produced the effect of a distinctly improved colour of the polyesters as registered in the L*, a*, b* system. The yellow index of the tested samples was calculated from the chromaticity coordinates X, Y, Z. The colour could have been further improved by an exposure to UV radiation. No change was observed in the average molecular mass of the tested co-polyesters as result of the exposure, while an insignificant drop occurred of the inherent viscosity.

PL

Metodą polikondensacji w stanie stopionym otrzymano grupę biodegradowalnych kopoliestrów alifatyczno-aromatycznych (BAAC). Syntezę prowadzono z udziałem niewielkiej ilości soli metali alkalicznych otrzymując znaczną poprawę barwy kopoliestrów rejestrowaną w systemie L*, a*, b. Na podstawie współrzędnych trójchromatycznych X, Y, Z, obliczono indeks żółtości badanych próbek. Dodatkową poprawę barwy uzyskano naświetlając próbki polimerów promieniowaniem UV. Po naświetlaniu nie stwierdzono zmian w średnich masach molowych badanych kopoliestrów, stwierdzono natomiast niewielkie spadki wartości lepkości inherętnej.

16

Investigations into the Impact of the Processing Temperature on the Properties of Spun-Bonded Nonwovens Manufactured from PBSA

Lichocik M., Krucińska I., Ciechańska D., Puchalski M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

70--76

EN

This article presents the influence of the formation temperature of nonwovens from biodegradable aliphatic polyesters (trade name Bionolle) on their structure and mechanical properties. Nonwovens were produced by spun-bonded technique at a laboratory installation at IBWCh, changing one of the process parameters i.e. the temperature of the polymer. Basic parameters of the polymer were evaluated in order to determine the spun-bonded process condition. Phase transition temperature - glass transition temperature (Tg), -melting point (Tm) and mass flow index (MFI)were assessed. The effect of manufacturing conditions on the properties of the nonwovens obtained was identified on the basis of the analysis of their mechanical parameters, the sorption rate, crystallinity and compost biodegradation rate. It has been shown that 238 °C is the best formation temperature to produce nonwovens with good mechanical properties and at the same time accessible biodegrability.

PL

W artykule przedstawiono badania wpływu temperatury formowania na właściwości mechaniczne i strukturę włóknin otrzymywanych z biodegradowalnego poliestru alifatycznego (nazwa handlowa Bionolle). Włókniny wyprodukowano metodą spun-bonded na instalacji laboratoryjnej IBWCh. Ocenione zostały podstawowe parametry polimeru, które służyły do określenia warunków formowania włóknin, są to między innymi temperatury przemian fazowych: temperatura zeszklenia (Tg), temperatura topnienia (Tm) i masowy indeks płynięcia (MFI). Wpływ warunków wytwarzania na właściwości włóknin został określony na podstawie analizy ich parametrów mechanicznych, szybkości sorpcji, krystaliczności i biodegradacji w środowisku kompostowym. Wykazano, że temperatura wytwarzania włóknin 238 °C pozwala na produkcję włóknin o dobrych właściwościach mechanicznych.

17

Impact of PBSA (Bionolle) Biodegradation Products on the Soil Microbiological Structure

Lichocik M., Owczarek M., Miros P., Guzińska K., Gutowska A., Ciechańska D., Krucińska I., Siwek P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

179--185

EN

An impact of the decomposition products of Poly(butylene succinate adipate) (PBSA) (Bionolle 3001) in the form of polymer chips and nonwovens made of the polymer upon the qualitative and quantitative microbiological profile of the soil in which samples of the materials were incubated was investigated. The mass loss of the polymer and nonwovens as a result of their biodegradation proceeding in the soil was compared. Two kinds of the soil were applied in the biodegradation tests: garden soil and an agriculture soil taken from the experimental field plots of the Agriculture University (AU) of Cracow. The AU soil despite low moisture content is fertile and holds a great amount of microorganisms. The garden soil does not offer favourable conditions for the biodegradation process, confirmed by a low mass loss in the incubated Bionolle#3001 samples.

PL

W ostatnich dekadach ważnym kierunkiem badań jest opracowanie takich materiałów, które będą ulegały całkowitemu rozkładowi w bardzo krótkim czasie, a produkty ich biodegradacji będą przyjazne środowisku. Gleba jest źródłem wielu mikroorganizmów charakteryzujących się różnymi właściwościami biochemicznymi. Enzymami odgrywającymi główną rolę w degradacji polimerów są esterazy i proteazy zasadowe wytwarzane przez laseczki z rodzaju Bacillus sp., grzyby z rodzaju Tritrachium sp., promieniowce z rodzaju Amycolatopsis sp., oraz Paenibacillus sp. Określono wpływ produktów rozkładu polimeru PBSA (Bionolle#3001) i włókniny otrzymanej z tego polimeru na skład jakościowy i ilościowy profilu mikrobiologicznego gleby, w której inkubowano próby polimeru i włókniny. Dokonano również porównania stopnia ubytku masy polimeru i włókniny w wyniku biorozkładu w glebie ogrodniczej i pochodzącej z pól doświadczalnych Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.

18

Electrospinning of Aligned Fibrous Materials on an Inner Rapidly Rotating Cone Surface

Tomaszewski W., Kudra M, Ciechańska D., Szadkowski M., Gutowska A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

44--51

EN

The paper presents a new way for producing fibrous mats with aligned micro- and nanofibres by electrospinning technique using a fast rotating filter basket of a properly adapted commercial centrifugal juicer as the collecting electrode. This method was used to obtain the fibrous materials from polylactide (PLA) and polyvinyl alcohol (PVA) with different degrees of fibres aligned depending on the linear velocity of the rotating substrate. The highest degree of the fibre alignment, measured by the planar orientation factor, with a value of 0.8 - 0.9, was obtained at the linear speeds of the rotating substrate in the range of 22 - 36 m/s. Using the gravimetric method, the velocity of fibre formation during electrospinning was tested under different conditions, i.e. at the immobile substrate as well as rapidly rotating, reaching values ranging from 4 to 200 m/s. The investigations suggest that electrospinning of the fibres on the rapidly rotating substrate is not only a modification of their receiving, but also significantly changes the nature of the fibre formation in this spinning technique.

PL

W artykule przedstawiono nowy sposób wytwarzania mat włóknistych o uszeregowanych mikro- i nano-włóknach techniką elektroprzędzenia, wykorzystujący szybkoobrotowy kosz filtracyjny w odpowiednio dostosowanej komercyjnej sokowirówce odśrodkowej jako elektrodę odbiorczą. Metodą tą uzyskano materiały włókniste z polilaktydu (PLA) i polialkoholu winylowego (PVA) o różnym stopniu uszeregowania włókien, zależnym od szybkości liniowej obracającego się podłoża. Najwyższy stopień uszeregowania włókien, mierzony czynnikiem orientacji płaskiej, osiągnął wartości 0,8-0,9 przy szybkości liniowej obracającego się podłoża w zakresie 22-36 m/s. Stosując metodę grawimetryczną badano szybkość formowania włókien przy elektroprzędzeniu w różnych warunkach, tak przy nieruchomym jak i szybko obracającym się podłożu, osiągając wartości w zakresie od 4 do 200 m/s. Wskazano także, że elektroprzędzenie włókien z odbiorem na szybko obracające się podłoże nie jest tylko modyfikacją odbioru tych włókien, ale istotnie zmienia charakter formowania włókien w tej technice przędzenia.

19

Aspects of Chemical Characterisation of Leachables Profile from Ultra-Light Knitting Textiles for Uses as Medical Implants in Urogynaecology and General Surgery

Jóźwicka J., Gzyra-Jagieła K, Struszczyk M. H., Gutowska A., Ciechańska D., Krucińska I

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

128--134

EN

Ultra-light textiles (knitwear) designed as implantable medical devices for potential uses in urogynaecology (treatment procedures in women incontinence and vagina reconstructions) and general surgery (hernia treatments) are a response to the increasing demand for advanced medical devices in medicine. Chemical profile characterisation of leachable substances is an important factor in the use of the materials influencing their biocompatibility. The implant is made of undesired chemical substances in the main raw-material, and penetration into the tissue may cause local and/or systemic inflammation in the patient’s body. The characterisation and analysis of such substances is therefore essential to secure the safe use of implants. Most important is the characterisation of the matter that is extractable from the designed medical devices. To serve these purpose, ultra-light textile implants designed for potential use in urogynaecology and general surgery were examined concerning the chemical analysis of the undesired substance contained in the main material which constitutes the base of the implant. It was a goal of the work to set optimal parameters for the examination of chemical characterisation of the leachable implant’s material, bearing in mind their safe clinical use. Analysis of the chemical leachable profile was made in accordance with directives of standard PN-EN ISO 10993-18:2008 and some Polish and European testing procedures.

PL

Artykuł przedstawia innowacyjne ultra-lekkie implanty włókiennicze w postaci dzianiny z przeznaczeniem na implanty do potencjalnego zastosowania w urologinekologii i chirurgii ogólnej (procedury zaopatrywania przepuklin nietrzymania moczu u kobiet i plastyki pochwy). Badano własności?? charakterystyki substancji wymywalnych z projektowanych implantów. Ultralekkie dzianiny poddano ocenie czystości chemicznej pod kątem wpływu ewentualnych substancji wymywalnych na ich bezpieczeństwo kliniczne. Wyznaczono optymalne parametry badań czystości chemicznej implantowalnych wyrobów medycznych. Oceny czystości chemicznej wyselekcjonowanych dzianin dokonano w oparciu o metody badawcze opracowane na podstawie wytycznych normy PN-EN ISO 10993-18:2008: „Biologiczna ocena wyrobów medycznych – Część 18: Charakterystyka chemiczna materiałów” (ISO 10993-18:2009) oraz opracowanych procedur badawczych na bazie normatywów polskich i europejskich.

20

Strategiczne obszary działalności naukowo –badawczej Instytutu (BIO-NANO-TECH) w aspekcie współpracy nauka – biznes.

Ciechańska D., Niekraszewicz A.

Chemik

|

2012

|

Vol. 66, nr 12

1286--1293

PL

W artykule przedstawiono założenia polityki naukowej i działalności badawczo-rozwojowej Instytutu Biopolimerów i Włókien Chemicznych w aspekcie przyszłościowych działań na rzecz wzmocnienia współpracy między jednostkami naukowymi a podmiotami gospodarczymi. Omówiono strategiczne kierunki rozwoju instytutu w obszarach badawczych BIO-NANO-TECHNO

EN

Presented are outlines of the R&D policy of the Institute of Biopolymers and Chemical Fibres in the light of future activities directed toward the enhancement of cooperation between R&Dand business units. The Institute’s strategic BIO-NANO-TECHNO domain is highlighted.