Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nowej generacji wielofunkcyjne włókna alginianowe do zastosowań medycznych

Wołowska-Czapnik D.

Zeszyty Naukowe. Włókiennictwo / Politechnika Łódzka

|

2007

|

z. 63

110-138

PL

Istotą pracy było opracowanie warunków formowania różnego typu wielofunkcyjnych włókien alginianowych przeznaczonych do różnorodnych zastosowań medycznych. Na podstawie badań wpływu podstawowych parametrów procesu formowania, (wyciągu filierowego i deformacji w etapie rozciągu) wytypowano optymalne warunki wytwarzania włókien z kwasu alginowego, alginianu wapnia zawierającego nanododatek Si(?2, włókien z alginianu cynku oraz miedzi. Podano mechanizm procesu zestalania poszczególnych typów włókien. Dla wszystkich otrzymanych w optymalnych warunkach włókien alginianowych przeprowadzono analizę porównawczą wpływu budowy chemicznej tworzywa na strukturę nadmolekularną (oznaczoną metodą WAXS), porowatość, właściwości sorpcyjne, i wytrzymałość właściwą właściwości elektryczne i termiczne oraz właściwości antybakteryjne. Dla włókien z alginianu wapnia w oparciu o badania SEM+EDS oceniano równomierność rozłożenia nanododatku na powierzchni włókien. Dokonano oceny przerobowości poszczególnych rodzajów włókien techniką dziewiarską i tkacką.

EN

The aim of the present study was to develop spinning conditions of various multifunctional alginate fibres designed for miscellaneous medical application. Based on the tests of the basic spinning parameters (as-spun draw ratio and deformation during the drawing stage), optimal conditions were selected for the production of alginic acid fibers, in which the use of acid groups of the fiber-forming material makes it possible to incorporate an antibiotic of a new generation with gradual release capabilities. The degree of acid group substitution as well as the absorption properties and strength characteristics of the obtained fibers were determined. During the spinning stage, Distreptase was incorporated into the alginic acid fibers that are soluble (chaniging into gel) in the medium of wound. The optimization of the fiber-spinning process intended to obtain increased fiber strength has resulted in the selection of manufacturing conditions for zinc alginate fibers with antibacterial properties designed for wounds in a subsequent stage of healing. There was also developed a process for the manufacture of precursor fibers from calcium alginate containing silica nanoparticles. It has been found that the incorporation of silica nanoparticles in an amount of 3% allows one to obtain fibers with a tenacity of 20 cN/tex. Owing to the presence of calcium and silicon in the precursor fibers, the resultant carbon fibers will support the bone reconstruction process. The effect of basic spinning parameters on the porous structure, sorption properties and strength characteristics of fibers from copper alginate was assessed. It has been found that the fibers formed under optimal conditions show high moisture absorption and electro-conductive properties. For all the alginate fibers obtained under optimal conditions there was performed a comparative analysis of the effect of polymer chemical structure on the supermolecular structure of the fibers determined by the WAXS method) and their moisture absorption, tenacity as well as electric and thermal properties. It has been found that all the fibers are characterized by high sorption properties, which at a low total pore volume is connected mainly with the hydrophilic character of the fiber-forming material. The electro-conductivity and accompanying polarization processes are also dependent on the chemical structure of the fiber-forming matter. Antibacterial properties of all types of Dorota Wotowska-Czapnik alginate fibers were determined on the bassis of the stunting zone of bacterial growth, while in the case of alginic acid fibers, the release rate of the incorporated antibiotic was determined. The textile processing of individual types of fibers was assessed by performing weaving and knitting tests. All the types of obtained alginate fibers show features of multi-functional fibers that predispose them for thep medical applications in question.

2

Membranowe materiały kompozytowe na potrzeby medyczne - podstawowe badania materiałowe i biologiczne

Stodolak E., Zaczynska E., Błażewicz M., Wołowska-Czapnik D., Leszczyński R.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 4

47-51

PL

Badaniu poddano serie próbek kompozytowych: włókno z alginianu sodu w osnowie polimeru syntetycznego, różniących się udziałem procentowym włókien (1, 1,5, 2; 2,5 i 3% włókien). Za osnowę kompozytów posłużył terpolimer PTFE-PYDF-PP o zawartości procentowej poszczególnych merów: 56% PTFE, 27% PVDF i 17% PP. Czysta folia polimerowa niezawierająca włókien stanowiła odniesienie w stosunku do próbek kompozytowych. Wprowadzenie włókien z biopolimeru do hydrofobowego materiału polimerowego miało na celu poprawę biozgodności kompozytu. Dodatkowo spodziewano się, że włókna z alginianu sodu, rozpuszczanie w wodzie, ulegną w trakcie inkubacji rozpuszczeniu i wymyciu z osnowy polimerowej, a tym samym utworzą nowy rodzaj materiału: membranę, której średnica porów równa będzie przekrojowi pojedynczego włókna. Badaniu poddano zestaw kompozytów, dla których określono: wielkość kąta zwilżania przed i po wypłukiwaniu włókien, wyznaczono procentowy ubytek masy, a także zmianę grubości kompozytu przed i po inkubacji. Wykonano również test przepuszczalności otrzymanych membran kompozytowych, określając zmianę stężenia soli NaCl po przejściu przez membranę. Test prowadzono przez 14 dni w temperaturze 37 stop. C. Teksturę powierzchni i wzrost udziału porów obserwowano w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Membrany kompozytowe do zastosowań medycznych poddano ocenie cytotoksyczności. Próbki kontaktowano z ludzką linią komórek nabłonkopodobnych raka płuc po 24 i 72 godz. kontakcie komórka--materiał (ATCC CCL 185 - A549) określano zmiany ilościowe i morfologiczne komórek (odwrócony mikroskop kontrastowo--fazowy). W celu określenia przeżywalności komórek zastosowano metodę kolorymetryczną - barwienie błękitem trypanu.

EN

Polymer implant materials have been widely applied in medicine within the past several years. Polymers defined as biostable find use as vascular implants, surgical threads and elements of various types of endoprostheses. They are also useful as laryngological, dental, cardiosurgical and neurological implants. Recently, composites made of polymers combined with such materials as bioactive ceramics, ceramic or carbon fibres, are being increasingly used in clinical practises. Fibrous polymer implants become an alternative to pure ceramic or metal implants in biomaterials engineering. The distribution of fibers in polymer matrix affects not only its mechanical parameters, but also the surface properties, such as wettability, roughness, etc. It seems necessary to examine the effects of fibers on polymer matrix before commencing works on design of composite materials for medical applications. It is also important to define whether composites based on polymer matrix would not be toxic for living cells. The experiments were carried out on polymer membranes made of polymer and soluble alginate fibres. The aim of the work was the analysis of cellular response to polimer matrix, functionalized with use of resorbable (soluble) fibres. Materials in form of membranes and fibre/polymer composites of different microstructures were put in contact with one type of cell under in vitro conditions (viability of cells presented in Tables 2-3). The surface morphology of composite materials was observed using scaning electron microscope Jeol, JSM-5400. Figure 2 AI-EI shows surface images of polymer sample (foil), and surface of composite materials before dissolved the alginate fibres. Figure 2 AII-EII presents the photomicrographs of membrane surfaces. Changes of masses and thickness of composites material during dissolved biopolimer fibres (32 h/80°C) are shown in Table 1. Polymer membranes produced by washing out of alginate fibres have surfaces showing pores of irregular as well as spheroidal shape. This study suggests, that the composite materials which is compounds with biostable matrix and alginate fibres (biopolymer) may be used like membrane in ophthalmology (cornea implants).

3

Wpływ parametrów powierzchni kompozytowych materiałów włóknistych na odpowiedź komórkową

Stodolak E., Czajkowska B., Mikołajczyk T., Błażewicz M., Wołowska-Czapnik D.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 54-55

19-23

PL

Przedmiotem badań są próbki różniące się parametrami mikrostrukturalnymi (chropowatość, wielkość i kształt porów) oraz energią powierzchniową. Próbki wytworzono z polimeru, do którego wprowadzono włókna węglowe lub włókna alginianowe. Różnice odpowiedzi komórkowej na powierzchnię polimeru modyfikowanego fazą włóknistą dotyczą zarówno przeżywalności komórek (fibroblasty, osteoblasty) jak poziomu wydzielanego przez nie kolagenu. W oparciu o wyniki przedstawione w pracy można stwierdzić, że zastosowanie włókien do modyfikacji polimeru stanowić może przydatną metodę modyfikowania powierzchni wykorzystywaną w konstrukcji materiałów stosowanych do sterowanej regeneracji tkanek

EN

The aim of this study was to examine the samples with different surface topography and surface energy. Experimental materials were made of polymer, to which carbon or alginate were introduced. Differences in cellular response to polymer surfaces modified with fibrous phase concern both variability (fibroblasts and osteoblasts) and the level of their collagen production. Based on obtained results it may be concluded that application of fibres for polymer modification may become a useful method of construction functionality to the surface, suitable for construction of materials applicable in controlled tissue regeneration

4

Polimerowe kompozyty gradientowe o kontrolowanym czasie resorpcji

Chłopek J., Szaraniec B., Pitak A., Wołowska-Czapnik D., Sobczak A.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 58-60

101-106

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań "in vitro" resorbowalnych włókien PGLA, PGLA-HAP i alginianowych oraz modyfikowanych nimi błonek kompozytowych z poliglokolilaktydu. Badania te wykazały zróżnicowane zachowanie zarówno samych włókien resorbowalnych jak i kompozytów z ich udziałem. Na podstawie uzyskanych wyników zaprojektowano i wykonano kompozyty gradientowe o kontrolowanym czasie resorpcji. Zachowanie otrzymanych kompozytów gradientowych w sztucznym środowisku biologicznym przeanalizowano poprzez pomiar prędkości fali ultradźwiękowej przed i po inkubacji w wodzie destylowanej oraz obserwacje mikroskopowe. Tego typu resorbowalne kompozyty gradientowe mogą być wykorzystane na implanty do regeneracji tkanki kostnej, nerwowej i innych tkanek miękkich.

EN

This paper presents the results of "in vitro" examination of resorbable PGLA, PGLA-HAP and alginate fibres as well as poly(glycol)lactide composite thin foils modified with use of these fibres. The study confirmed different behavior of fibres and of composites made with their contribution. Based on obtained results the design was proposed and graded composites were manufactured with controlled resorption time. The behavior of obtained composites was examined in artificial biological environment by measuring the velocity of ultrasonic wave before and after incubation in distilled water, and additionally by microscopic observations. Such resorbable graded composites can be applied as implants in regeneration processes of bone, neural, and other soft tissues.

5

Multifunctional Alginate Fibres with Anti - bacterial Properties

Mikołajczyk T., Wołowska-Czapnik D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2005

|

Vol. 13, no. 3 (51)

35--40

EN

Conditions for the manufacture of fibres designed for medical applications from zinc alginate and copper alginate have been developed. The high moisture absorption and anti-bacterial effects of fibres from zinc or copper alginate will allow the production of a new generation of dressing materials. At the same time, the tenacity of copper alginate fibres at a level of 21.41 cN/tex and their modified electric properties will make it possible to obtain flat textile materials designed for medical application (hospital linen, compression bandages). A comparative analysis has been carried out to assess the effects of fibre spinning conditions on the porous structure, moisture absorption and strength properties of fibres from zinc and copper alginates.

PL

Opracowano warunki wytwarzania włókien z alginianu cynku i alginianu miedzi, przeznaczonych do zastosowań medycznych. Wysokie właściwości sorpcyjne i działanie antybakteryjne włókien z alginianu cynku i miedzi pozwoli na wytworzenie nowej generacji środków opatrunkowych. Jednocześnie wytrzymałość właściwa na poziomie 21,41 cN/tex włókien: alginianu miedzi oraz ich zmodyfikowane właściwości elektryczne pozwolą na otrzymanie płaskich wyrobów włókienniczych, przeznaczonych do zastosowań medycznych (bielizna szpitalna, opaski uciskowe). Przeprowadzono analizę porównawczą wpływu warunków formowania na strukturę porowatą, właściwości sorpcyjne i wytrzymałościowe włókien z alginianu cynku i miedzi.

6

Wpływ nanododatku SiO2 na właściwości prekursorowych włókien PAN i uzyskanych z nich włókien węglowych

Mikołajczyk T., Boguń M., Piekarczyk J., Błażewicz M., Wołowska-Czapnik D.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

R. 7, nr 38-42

224-228

PL

W poniższej pracy podjęto próbę otrzymania nowej generacji włókien PAN zawierających nano-cząstki krzemionki. Włókna poliakrylonitrylowe o wytrzymałościach przekraczających 26 cN/Tex, opracowano jako prekursor dla włókien węglowych. Włókna węglowe zawierające fazę ceramiczną mogą zostać wykorzystane jako materiały implantacyjne przyspieszające odbudowę tkanki kostnej. Przedmiotem pracy było określenie wpływu krzemionki na wytrzymałość i mikrostrukturę włókien PAN oraz otrzymanych z nich włókien węglowych.

EN

New generation PAN fibres containing silica nanoparticles with a tenacity of 26 cN/tex have been prepared to be used as precursor fibres to carbon fibres; the presence of silicon in carbon fibres will make it possible to use them for implants that can support and stimulate the process of bone reconstruction. The effect of silica nanoparticles on the strength properties and porous structure of the fibres has been assessed.

7

Badania in vitro, terpolimeru PVDF-PTFE-PP, modyfikowanego włóknami alginianowymi

Stodolak E., Czajkowska B., Błażewicz M., Mikołajczyk T., Wołowska-Czapnik D.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

R. 7, nr 38-42

208-211

8

Precursor Alginate Fibres Containing Nano-particles of SiO2

Mikołajczyk T., Wołowska-Czapnik D., Boguń M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2004

|

Vol. 12, no. 3 (47)

19--23

EN

Conditions for the manufacture of fibres from calcium alginate have been developed. These fibres contain nano-particles of SiO2, and are characterised by a high total volume and internal surface. Their tenacity at a level of 20 cN/tex makes it possible to use them as precursors to the preparation of carbon fibres, which, in turn, can facilitate the process of bone reconstruction owing to the presence of calcium and silicon. The effects of fibre spinning conditions and the quantity of incorporated SiO2 nano-particles on fibre sorption and strength characteristics have been assessed.

PL

Opracowano warunki wytwarzania włókien z alginianu wapniowego, zawierających nanododatek SiO2, charakteryzujących się dużą całkowitą objętością por i dużą powierzchnią wewnętrzną. Wytrzymałość właściwa na poziomie 20 cN/tex umożliwia ich zastosowanie jako prekursora do otrzymywania włókien węglowych, mających wspomagać proces odbudowy kości, ze względu na obecność wapnia i krzemu. Określono wpływ warunków formowania i ilości wprowadzonego nanododatku na strukturę porowatą właściwości sorpcyjne i wytrzymałościowe włókien.

9

Highly Porous Polyacrylonitrile Fibres with Antibacterial and Antifungal Properties

Mikołajczyk T., Wołowska-Czapnik D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2002

|

Vol. 8, no. 3 (38)

18--22

EN

Highly porous polyacrylonitrile fibres with antibacterial and antifungal properties were obtained. These fibres are characterised by a radial differentiation of their structure which is consistent with the assumed model. The influence of fibre spinning conditions on the porous structure and the moisture absorption and strength properties of fibres was examined. Under conditions selected to ensure advantageous fibre properties, PAN fibres were spun from spinning solutions containing bioactive agents. The tests of antibacterial and antifungal effects performed on the fibres obtained show that the addition of even low quantities of bioactive agents brings about the inhibition of bacteria and fungi growth.

PL

Uzyskano wysokoporowate włókna poliakrylonitrylowe o właściwościach antybakteryjnych i antygrzybiczych, charakteryzujących się radialnym zróżnicowaniem struktury zgodnej z założonym modelem. Zbadano wpływ warunków formowania na strukturę porowatą, właściwości sorpcyjne i wytrzymałościowe włókien. W wytypowanych warunkach, najbardziej korzystnych ze względu na uzyskiwane właściwości, wyprzędziono włókna z dodatkiem środków bioaktywnych do roztworu przędzalniczego. Przeprowadzone badania działania anty-bakteryjnego i antygrzybiczego uzyskanych włókien, wykazały iż wprowadzenie nawet niewielkich ilości środków bioaktywnych powoduje zahamowanie rozwoju bakterii i grzybów.