Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: chitin copolyesters

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Kopoliester butyrylo-acetylowy chityny jako nowy aktywny składnik nanokompozytów polimerowo-włóknistych

Draczyński Z.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2013

Z. 449

1--149

W pracy przedstawiono nowe perspektywiczne źródło chityny - ciała pszczół miodnych. Opracowano metodykę pozyskiwania i oczyszczania chityny o dogodnych do dalszych prac parametrach fizykochemicznych. Wykazano, iż chityna pozyskiwana z tego źródła charakteryzuje się budową i właściwościami fizykochemicznymi zgodnymi z chityną handlową, pozyskiwaną z odpadów przemysłu spożywczego. Wykazano możliwość przeprowadzenia syntezy nowego polimeru - estrowej pochodnej chityny zawierającej w łańcuchu polimerowym dwie różne grupy boczne, pochodzące od kwasu masłowego (grupy butyrylowe) oraz od kwasu octowego (grupy acetylowe). Ta pochodna chityny, odznaczająca się dobrą rozpuszczalnością w popularnych rozpuszczalnikach organicznych, powstaje w wyniku estryfikacji chityny mieszaniną bezwodników kwasu masłowego i octowego. W trakcie realizacji pracy opracowano optymalne warunki syntezy kopoliestru butyrylo-acetylowego chityny (BAC) o założonych parametrach fizyko-chemicznych. Do syntezy kopoliestru chityny zastosowano dwie metody otrzymywania: syntezę w warunkach homogenicznych w środowisku kwasu metanosulfonowego, będącego katalizatorem reakcji i jednocześnie rozpuszczalnikiem reagentów i produktu reakcji, oraz syntezę w warunkach heterogenicznych w obecności kwasu nadchlorowego jako katalizatora reakcji estryfikacji. Wykonano serię syntez kopoliestru chityny, które różniły się udziałem molowym grup butyrylowych i acetylowych oraz wartościami lepkości istotnej, proporcjonalnej w stosunku do masy molowej. Opracowane warunki prowadzenia syntezy pozwalają otrzymać gotowe produkty o odpowiednim, oczekiwanym składzie chemicznym w postaci proszku z przeznaczeniem na długotrwałe ich przechowywanie lub w postaci stabilnych roztworów w etanolu, przeznaczonych do formowania z nich włókien. Opracowano optymalne warunki wytwarzania włókien z kopoliestru butyrylo-acetylowego chityny metodą z roztworu na mokro, a także włókien z tego polimeru zawierających ceramiczne dodatki: hydroksyapatyt (HAp) bądź trójfosforan wapnia (TCP) w postaci nanocząstek. Różniące się budową chemiczną nanododatki HAp i TCP wprowadzano do roztworu przędzalniczego w postaci zawiesiny, uprzednio poddanej procesowi sonikacji. Uzyskane w optymalnych warunkach przędzenia włókna z BAC o składzie 95% grup butyrylowych i 5% grup acetylowych, zawierające nanododatki HAp bądź TCP, odznaczały się wytrzymałością właściwą w zakresie 16-24 cN/tex przy stopniu krystaliczności 24-25%. Jest to zakres wytrzymałości odpowiedni do uzyskania kompozytu polimerowo-włóknistego typu MD. Na bazie obu rodzajów włókien z kopoliestru BAC zawierających nanododatki wytworzono kompozyty polimer owo-włókniste, stosując jako matrycę kompozytu poli(ε-kaprolakton) (PCL). Kompozyty te zbadano pod względem możliwości zastosowania ich jako nowego materiału implantacyjnego. Wytworzono kompozyty o porowatej strukturze. Porowatość struktury 2D wytwarza się w wyniku resorpcji składnika włóknistego BAC po aplikacji implantu. Dwupoziomowa struktura porowata kompozytu 3D zostaje uzyskana w wyniku sublimacji rozpuszczalnika matrycy PCL w etapie jego wytwarzania, a następnie w wyniku stopniowej resorpcji składnika włóknistego w materiale implantacyjnym. Resorpcji BAC towarzyszy uwolnienie nanododatków HAp bądź TCP, które migrują do otaczającej implant tkanki kostnej, powodując jej odbudowę. Obecność w kompozytach kopoliestru chityny korzystnie wpływa na zwiększenie zwilżalności, zmianę profilu powierzchni, podwyższa trwałość oraz bioakty-wność tworzywa w środowisku in vitro szczególnie wówczas, gdy składnik włóknisty stanowią włókna z BAC zawierające nanododatek HAp. Stwierdzono, iż włóknista mikrostruktura kompozytów typu 3D stanowi środowisko sprzyjające adhezji komórek i późniejszej neowaskularyzacji tkanki łącznej. Kompozyty te wykazują biozgodność, charakteryzują się pozytywną odpowiedzią komórkową, a dzięki obecności fazy włóknistej wzrasta liczebność i aktywność komórek tkanki kostnej. W zależności od udziału fazy włóknistej w kompozycie, wprowadzonej w postaci krótkich włókien BAC, możliwe jest uzyskanie kontrolowanej biodegradowalności. Wytypowany na podstawie badań właściwości mechanicznych właściwy udział fazy włóknistej w kompozycie typu 2D powinien wynosić 2%. Dla kompozytów typu 3D korzystny okazuje się wyższy udział fazy włóknistej wynoszący 20%.

The paper presents a new perspective source of chitin - bodies of naturally dead honeybees. A method for obtaining and purification of chitin suitable for further work physicochemical parameters was developed. It has been shown that chitin obtained from this source has the structure and physicochemical properties compliant with commercial chitin extracted from the food industry. It has been shown possible to carry out the synthesis of a new polymer - ester derivative of chitin containing the two different pendant groups derived from butyric acid (butyryl groups) and acetic acid (acetyl groups). This derivative of chitin, which has good solubility in common organic solvents, is formed by esterification of chitin by a mixture of butyric acid anhydride and acetic acid anhydride. In the course of the work optimal synthesis conditions of the copolyester butyrylacetyl chitin (BAC) with established physical and chemical parameters was developed. For the synthesis of chitin copolyester two methods of preparation were used: synthesis in homogeneous conditions in an environment of methanesulfonic acid, which is the reaction catalyst and solvent of the reactants and reaction products at the same time, and the synthesis under heterogeneous conditions in the presence of the perchloric acid as the esterification catalyst. A series synthesis of a chitin copolyester, which involving differed molar of acetyl and butyryl moieties, and the intrinsic viscosity values which is proportional to the molar mass. Developed conditions of carrying out the synthesis allows to obtain final products with the appropriate, expected chemical composition in powder form intended for long-term storage thereof or in the form of stable solutions in ethanol, for the formation from them fibers. Optimal conditions of copolyester fiber made from the butyrylacetyl chitin solution using wet method as well as fibers from the polymer-containing ceramic additives: hydroxyapatite (HAp), or calcium triphosphate (TCP) in the form of nanoparticles was developed. Differing in chemical structure of TCP and HAp nanoadjectives were introduced into the spinning solution in the form of a suspension in a solvent previously subjected to the process of sonication. Obtained fiber BAC containing 95% of butyryl and 5% of the acetyl groups additionally contain the nanoparticles of HAp or TCP under the optimal conditions of a fiber spinning process, were characterized by tenacity of 16-24 cN/tex at the degree of crystallinity of 24-25%. This is an appropriate strength range to a produce the composite polymer-fiber type MD. On the basis of both the fibers of a copolyester BAC containing nanoadditives the polymer-fiber composites were prepared using the poly (ε-caprolactone) as a template (PCL) of composite. These composites were tested for their use as a new implant material. Prepared composites have a porous structure. Porosity of 2D structure is produced as a result of resorption of BAC fiber component after application of the implant. A two-level porous structure (3D) of the composite has been obtained by the solvent of the PCL matrix sublimation at the stage of its manufacture, and then as a result of gradual resorption of the fiber component from implantation material. BAC resorption is accompanied by the release of nanoadditives HAp or TCP, which migrate to the bone surrounding the implant, causing its reconstruction. The presence of chitin copolyester in the composites beneficial for increasing the wettability, change the profile of the surface, increases the stability and bioactivity of the material in an environment in vitro especially when the fiber are the fibers of the BAC containing nano HAp. It was found that microstructure of a fibrous composites 3D has a favorable environment for cell adhesion and the subsequent neovascularization of tissue. These composites exhibit the biocompatibility, characterized by positive response to the cell, and by the presence of fibrous phase increases the number and activity of bone cells. Depending on the presence of the fiber phase in the composite introduced in the form of short fibers BAC, it is possible to obtain a controlled its biodegradability. Thus selected on the basis of the mechanical properties appropriate participation phase in the composite fiber type 2D should be 2%. For 3D composites favorable higher proportion of fibrous phase of 20% appears.