Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: kapsuły

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Binary polyelectrolyte microcapsules based on natural polysaccharides

Bartkowiak A.

Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Instytut Polimerów

2001

Nr 566(3)

5-102

Immobilizacja materiałów w polimerowych mikrokapsułkach posiadających przepuszczalną lub półprzepuszczalną membranę, otaczającą ciekły rdzeń, w ostatnim okresie zwróciła na siebie dużą uwagę z powodu możliwości potencjalnego zastosowania w wielu gałęziach przemysłu (np. w przemyśle spożywczym, rolnictwie czy biotechnologii). Pomimo rozmaitych zastosowań, które są możliwe dzięki różnym technologiom mikrokapsułkowania, ciągle pozostaje problematyczne znalezienie odpowiednich substratów i warunków reakcji, które są kompatybilne z materiałami pochodzenia biologicznego. Jedną z nowych, szczególnie obiecujących metod mikrokapsułkowania, jest formowanie membrany dzięki zjawisku powstawania kompleksu polielektrolitowego na granicy faz stykających się roztworów wodnych polielektrolitów, posiadających grupy funkcyjne o przeciwnych ładunkach. Podczas ostatnich dziesięciu lat ukazały sie tylko nieliczne systematyczne prace badawcze dotyczące mechanizmu formowania dwuskładnikowych mikrokapsułek w układzie polianion/polikation. Dodatkowo, w dalszym ciągu brakuje jasnych i przejrzystych zależności pomiędzy właściwościami mikrokapsułek a warunkami ich otrzymywania, co pozwoliłoby na właściwą kontrolę ich porowatości i wytrzymałości mechanicznej. Głównym celem pracy było zbadanie mechanizmu jednoetapowego formowania mikrokapsułek w dwuskładnikowym układzie polielektrolitowym. Zaproponowana metoda formowania mikrokapsułek dotyczy bezpośredniej reakcji pomiędzy dwoma roztworami przeciwnie naładowanych polielektrolitów wobec braku w roztworze kationów metali wielowartościowych. Składa się ona z jednoetapowego procesu otrzymywania takowych mikrokapsułek. W skład modelowego systemu wchodzą naturalne polisacharydy, takie jak: anionowy alginian sodu lub iota-karagenian sodu, odpowienio kompleksowane z kationowym chitozanem. Taki system był badany z punktu widzenia formowania stabilnych mikrokapsułek, ich wytrzymałości mechanicznej i porowatości zewnętrznej membrany. Ciężar cząsteczkowy chitozanu okazał się kluczowym parametrem decydującym o formowaniu stabilnych i elastycznych kapsuł o odpowiednio wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Szczególnie oligomery chitozanu o ciężarze cząsteczkowym między 2 i 20 tysięcy są najbardziej odpowiednie dla formowania stabilnych mechanicznie mikrokapsułek. Dodatkowo stwierdzono istotny związek między rozpuszczalnością chitozanu i jego ciężarem cząsteczkowym. Stosowanie polimerów o niskich ciężarach cząsteczkowych polepsza ich rozpuszczalność w roztworach o pH zbliżonym do fizjologicznego. Dlatego też stosowanie oligochitozanów (<3000 g/mol) pozwoliło na utworzenie mikrokapsułek posiadających dobre właściwości mechaniczne w pH fizjologicznym, co dodatkowo stanowi przewagę nad innymi - opisanymi wcześniej - chitozanowymi mikrokapsułkami. kompleks polielektrolitowy, który buduje membranę mikrokapsułki, posiada asymetryczną strukturę, co zostało potwierdzone odpowiednimi badaniami mikroskopowymi i nowatorskimi doświadczeniami z zastosowaniem analitycznej ultrawirówki (AUC). Heterogeniczność struktury membrany determinuje właściwości ściany mikrokapsułek, których zewnętrzna część, tzw. "skórka", określa maksymalną porowatość (górna granicę wykluczania), a wewnetrzna część jej wytrzymałość mechaniczną. Względna liczba jonowych wiązań międzyłańcuchowych, która determinuje gęstość kompleksu polielektrolitowego i w rezultacie właściwości kapsuły, może być kontrolowana przez rozmaite parametry reakcji. Zaproponowane w pracy zależności między właściwościami mikrokapsułek i odległością ekranowania Debye'a lambda(D), jak również między maksymalnym wewnętrznym ciśnieniem przy zgniataniu i grubością ściany mikrokapsułki mogą być użyte jako narzędzia do modelowania właściwości mikrokapsułek. Podczas formowania membran zaobserwowano selektywną reakcję łańcuchów oligochitozanu o różnym ciężarze cząsteczkowym. Zwiększając siłę jonową roztworu, pH i temperaturę lub odpowiednio zmniejszając ciężar cząsteczkowy i stężenie polianionu, obserwuje się widoczne przesunięcie ciężaru cząsteczkowego reagującego oligochitozanu w kierunku wyższych wartości. Dlatego też wielce prawdopodobnym jest, iż zjawisko to leży u podstaw głównego mechanizmu, który odpowiada za różnice właściwości kapsuł otrzymanych w różnych warunkach reakcji. W pracy przedstawiono ogólny opis wpływu najbardziej istotnych parametrów reakcji, które mogą być użyte jako odpowiednie czynniki modelujące właściwości mikrokapsułek. Parametry te zostały podzielone na dwie grupy. Pierwsza - zawierająca ciężar cząsteczkowy polikationu, pH, siłę jonową i stężeniu obu polielektrolitów - może służyć do jednoczesnej zmiany struktury (porowatości) i wytrzymałości mechanicznej mikrokapsułek. Druga - zawierająca ciężar cząsteczkowy polianionu i czas reakcji - wpływa tylko na wytrzymałość mechaniczną bez widocznych zmian porowatości. Dlatego też te dwie grupy parametrów pozwalają na dużą swobodę podczas kontrolowanej manipulacji właściwości mikrokapsułek. Dodatkowo praca zawiera szczegółowy opis optymalnych warunków tworzenia mikrokapsułek w warunkach fizjologicznych. Reasumując: zaproponowane, nowe układy do mikrokapsułkowania, wykazuja wysoki stopień uniwersalnosci i moga być potencjalnie zastosowane jako biosztuczne organy w medycynie lub w biotechnologii jako odpowiednie nośniki.