Research into the Process of Manufacturing Alginate - Chitosan Fibres

• Autorzy: Stęplewski W. , Wawro D. , Niekraszewicz A. , Ciechańska D.

Warianty tytułu

PL

Badania procesu wytwarzania włókien alginianowo - chitozanowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The process of obtaining alginate-chitosan fibres intended for medical applications was the subject of our investigations. Two methods of forming two-component alginate-chitosan fibres of the core-skin type (calcium alginate and chitosan respectively) were developed. The first method of forming fibres (A), which consists in fibre spinning by feeding chitosan into a coagulation bath, allowed us to obtain alginate-chitosan fibres with a maximum chitosan content of about 3.1%. The second method (B) turned out to be more efficient. It consists in using chitosan in the finishing process, and enabled us to obtain alginate-chitosan fibres with a chitosan content of up to 9.2% wt. In order to further increase the chitosan content in the alginate-chitosan fibres manufactured by method B, polyvinylopyrrolidone (PVP), in amounts from 4% to 20% in relation to calcium alginate was introduced into the spinning solution. The two-component fibres manufactured with the use of PVP, and which included 11.6% wt of chitosan, were characterised by a tenacity of 22.2 cN/tex and an elongation at break of 19%. Additionally, the alginate-chitosan fibres of this type were characterised by very high water retention values (WRV) of up to 1300%, which makes these fibres suitable for use in sanitary and medical products.

PL

Badano proces otrzymywania włókien alginianowo-chitozanowych, przeznaczonych do zastosowań medycznych. Opracowano dwie metody formowania dwuskładnikowych włókien alginianowo-chitozanowych typu rdzeń – alginian wapnia, otoczka – chitozan. Metoda (A) formowania, polegająca na wprowadzeniu chitozanu do kąpieli koagulacyjnej, umożliwiła otrzymanie włókien alginianowo-chitozanowych o maksymalnym udziale chitozanu ok. 3,1%. Bardziej efektywna okazała się metoda (B), polegająca na zastosowaniu chitozanu w obróbce wykończalniczej, która umożliwiła otrzymanie włókien alginianowo-chitozanowych, zawierających zawierających do 9,2% wag. chitozanu. W celu zwiększenia udziału chitozanu we włóknach alginianowo-chitozanowych formowanych metodą (B), do roztworu przędzalniczego wprowadzono poliwinylopirolidon (PVP) w ilości od 4 do 20% w stosunku do alginianu sodu. Włókna dwuskładnikowe wytworzone z udziałem PVP zawierające 11,6% wag. chitozanu charakteryzowały się wytrzymałością 22,2 cN/tex, wydłużeniem zrywającym 19% oraz bardzo wysokimi wartościami wskaźnika wtórnego pęcznienia do 1300%, co uzasadnia zastosowanie tych włókien do celów sanitarno-medycznych.

Słowa kluczowe

EN

alginate-chitosan fibres; chitosan; core-skin type fibres; wet spinning; finishing; water retention value

PL

włókna alginianowo-chitozanowe; chitozan; włókna typu rdzeń-otoczka; przędzenie na mokro; wykańczanie; wartość retencji wody

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 14, no. 4 (58)
• Strony: 25--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stęplewski W.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres ul. Skłodowskiej-Curie 19/27, 90-570, Łódź, Poland

autor

Wawro D.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres ul. Skłodowskiej-Curie 19/27, 90-570, Łódź, Poland

autor

Niekraszewicz A.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres ul. Skłodowskiej-Curie 19/27, 90-570, Łódź, Poland

autor

Ciechańska D.

• Institute of Biopolymers and Chemical Fibres ul. Skłodowskiej-Curie 19/27, 90-570, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Skjåk-Braek G., Espevik T.: Application of alginate gels in biotechnology and biomedicine”, Carbohydrates in Europe, 14:19-25, 1996.
• 2. Winter G. D.: Formation of the scab and the rate of epithelialization of superficial wounds in the skin of the young domestic pig”, Nature, 193, 293-294, 1962.
• 3. Thomas S.: Wound Management and Dressings, Pharmaceutical Press, London, 1990.
• 4. Rybicki E., Stożek T.: Substancje pomocnicze w technologii postaci leku, PZWL, Warszawa, 1980.
• 5. Niekraszewicz A.: Chitosan medical dressings, Fibres & Textiles in Eastern Europe, 13, 6 (54), 16-18, 2005.
• 6. Sandford P. A.: Chitosan: commercial use and potential applications, In: Chitin and Chitosan, G. Skjåk-Braek, T. Anthonsen, P. Sandford (eds.), Elsevier Applied Science, London and New York 1989, pp. 51-69.
• 7. Majeti N.V. Ravi Kumar: A reviev of chitin and chitosan applications, Reactive & Functional Polymers, 46, 2000, 1-27.
• 8. Struszczyk H.: Medical Application of Chitosan, Monograph, Tampere, Finlandia, 199, 1991.
• 9. Muzzarelli R. A. A., Mattioli-Belmonte M., Pugnaloni A. Biagini G.: Biochemistry, histology and clinical uses of chitins and chitosans in wound healing, In: Chitin and Chitinases, P. Jolles and R. A. A. Muzzarelli (eds.), Birkhäuser verlag, Basel, 1999, pp. 251-264.
• 10. Manufacturing Chemist, 47, (10), 1984.
• 11. Pandit A.: Hemostatic wound dressing, Patent US 5 836 970, (1998).
• 12. Cole S. M., Nelson D. L.: Alginate wound dressing of good integrity, Patent US 5 197 945, 1993.
• 13. Hiroshi Tamura, Yukihiko Tsuruta, Seiichi Tokura: Preparation of chitosan-coated alginate filament, Materials Science and Engineering C 20, 2002, 143–147.
• 14. Knilla C. J., Kennedya J. F., Mistrya J., Miraftabb M., Smartb G., Groocockc M. R., Williamsd H. J.: Alginate fibres modified with unhydrolysed and hydrolysed chitosans for wound dressings,Carbohydrate Polymers, 55, 65–76, 2004.
• 15. Roberts G. A. F.: Chitin Chemistry, 1992, 106-110.
• 16. Su Ching Tan, Eugene Khor, Teck Koon Tan, Sek Man Wong: The degree of dacetylation of chitosan: advocating the first deritive UV-spectrophotometry method of determination, Talanta, 45, (1998), 713-719.
• 17. Standard working procedure (in Polish), SPR/BLF according to GLP No. G-016, Institute of Biopolymer and Chemical Fibres.
• 18. Hindeleh A. M., Johnson D. J.: J. Phys. D, Appl. Phys., 4 (1971), 259
• 19. Rabiej M.: Polimery 6, 2002, p. 423; 4, 2003, p. 288.
• 20. Prochazkowa S., Varum K. M., Østaard K.: Quantitative determination of chitosan by ninhydrin, Carbohydr. Polym., 38, 115-122, 1999.
• 21. Pęczek B., ‘Improvement of research methods in the analytical laboratory of IWCH. Elaboration of new analytical methods (in Polish).’ Report of statute research work P-60, Institute of Chemical Fibres (present IBWCh), 2005.
• 22. Struszczyk H.: J. Appl., Polymer Sci., 33, 177, 1987.
• 23. Polish Standard PN-ISO-1973:1997.
• 24. Polish Standard PN-EN –ISO-5075:1999.
• 25. Wienk I. M., Boom R. M., Beerlage M. A. M., Bulte A. M. W., Smolders C. A., Strathmann H.: Recent advances in the formation of phase inversion membranes made from amorphous or semi-crystalline polymers, J. of Membrane Sci., 113, (1999), 2220.
• 26. Bumsuk Jung, Joon Ki Yoo, Bokyung Kim, Hee-Woo Rhee: Effect of molecular weight of polymeric additives on formation, permeation properties and hypochlorite treatment of asymmetric polyacrylonitrile membranes, J. of Membrane Sci., 243, (2004), 45-57.