PL227115B1 - Method for producing composite material with bioactive and bactericidal properties - Google Patents
Method for producing composite material with bioactive and bactericidal propertiesInfo
- Publication number
- PL227115B1 PL227115B1 PL410427A PL41042714A PL227115B1 PL 227115 B1 PL227115 B1 PL 227115B1 PL 410427 A PL410427 A PL 410427A PL 41042714 A PL41042714 A PL 41042714A PL 227115 B1 PL227115 B1 PL 227115B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- composite material
- bioactive
- polyvinyl alcohol
- bactericidal properties
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 11
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims description 7
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 title claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 10
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 5
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 5
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 5
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 5
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 229940068984 polyvinyl alcohol Drugs 0.000 description 8
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005232 molecular self-assembly Methods 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005287 template synthesis Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiału kompozytowego o własnościach bioaktywnych i bakteriobójczych o osnowie powietrza znajdujący zastosowanie w obszarze medycznym w tym inżynierii tkankowej, farmakologii oraz dermatologii.The subject of the invention is a method of producing composite material with bioactive and bactericidal properties with air matrix, which is used in the medical field, including tissue engineering, pharmacology and dermatology.
Obecnie istnieje kilka sposobów otrzymywania nanowłókien polimerowych, należy do nich metoda: ciągnienia włókien, syntezy w szablonie, rozdzielania faz, samoorganizacji molekularnej, CVD, proces elektroprzędzenia oraz jego odmiany w tym proces elektroprzędzenia współosiowego opisane m.in. w patencie EP1274893 pozwalający otrzymywać nanowłókna zbudowane z wewnętrznego rdzenia oraz otoczone zewnętrzną powłoką.Currently, there are several methods of obtaining polymer nanofibers, including the following methods: fiber drawing, template synthesis, phase separation, molecular self-assembly, CVD, electrospinning process and its variations, including the coaxial electrospinning process described, among others. in patent EP1274893 allowing to obtain nanofibers composed of an inner core and surrounded by an outer shell.
Nanowłókna kompozytowe znajdują zastosowanie zarówno w celach naukowych jak przemysłowych w tym związanych z filtracją powietrza, inżynierią tkankową, dermatologią, tekstyliami, militariami, elektronice czy fotowoltaice. Nanowłókna kompozytowe z definicji są obiektami, których średnica jest mniejsza od 1 mikrometra. Cechą szczególną nanowłókien polimerowych jest ich wytrzymałość, duża powierzchnia właściwa, podobieństwo struktury do macierzy między komórkowej (ECM) występujących w naturalnych tkankach, porowatość, dobra przepuszczalność powietrza i jednoczesna barierowość.Composite nanofibers are used both for scientific and industrial purposes, including those related to air filtration, tissue engineering, dermatology, textiles, military, electronics and photovoltaics. Composite nanofibers are by definition objects that are less than 1 micrometer in diameter. A special feature of polymer nanofibers is their strength, large specific surface, similar structure to the intercellular matrix (ECM) found in natural tissues, porosity, good air permeability and simultaneous barrier properties.
Sposób wytwarzania materiału kompozytowego o własnościach bioaktywnych i bakteriobójczych o osnowie powietrza jako mikro i nanowłókna hybrydowe typu rdzeń-powłoka, który to materiał kompozytowy wytwarzany jest w procesie współosiowego elektroprzędzenia polega na tym, że zewnętrzną powłokę otrzymuje się z roztworu PCS będącego mieszaniną polialkoholu winylowego o udziale 20%, chitozanu do 15% i azotanu srebra do 3%, natomiast wewnętrzny rdzeń otrzymuje się z roztworu PHK będącego mieszaniną polialkoholu winylowego z udziałem do 10%, kwasu hialuronowego do 5% oraz kwasu askorbinowego z udziałem do 3%.The method of producing composite material with bioactive and bactericidal properties with air matrix as micro and nano-hybrid fibers of the core-shell type, which composite material is produced in the coaxial electrospinning process, consists in the fact that the outer shell is obtained from a PCS solution which is a mixture of polyvinyl alcohol with the participation of 20%, chitosan up to 15% and silver nitrate up to 3%, while the inner core is obtained from a PHK solution which is a mixture of polyvinyl alcohol with up to 10%, hyaluronic acid up to 5% and ascorbic acid with up to 3%.
Materiał kompozytowy otrzymany sposobem według wynalazku to mikro i nanowłókna polimerowe, które otrzymano według wynalazku z dwóch roztworów: roztworu PCS (polialkoholu winylowego, azotanu srebra oraz chitozanu) i roztworu PHK (polialkoholu winylowego, kwasu hialuronowego oraz kwasu askorbinowego).The composite material obtained by the method of the invention is polymer micro and nanofibers, which were obtained according to the invention from two solutions: PCS solution (polyvinyl alcohol, silver nitrate and chitosan) and PHK solution (polyvinyl alcohol, hyaluronic acid and ascorbic acid).
Do otrzymania roztworu PCS według wynalazku zastosowano 20-60% roztwór kwasu metamonokarboksylowego, do którego wprowadzono chitozan w ilości 5-15%, azotan srebra w ilości 0,5-3%, a następnie uzupełniono polialkoholem winylowym uzyskując stężenie 10-20%. Po połączeniu składników z zastosowaniem mieszadła magnetycznego w temperaturze 20-50°C w czasie 24-48 h rozpuszczono składniki poszczególnych roztworów.To obtain the PCS solution according to the invention, a 20-60% solution of methammonocarboxylic acid was used, into which chitosan was added in the amount of 5-15%, silver nitrate in the amount of 0.5-3%, and then supplemented with polyvinyl alcohol to obtain a concentration of 10-20%. After combining the ingredients with the use of a magnetic stirrer at the temperature of 20-50 ° C for 24-48 h, the components of the individual solutions were dissolved.
Do otrzymania roztworu PHK według wynalazku zastosowano 20-90% roztwór alkoholu etylowego w wodzie, do którego wprowadzono kwas hialuronowy w ilości 0,5-5%, kwas askorbinowy w ilości 1-3%, a następnie uzupełniono polialkoholem winylowym uzyskując stężenie 5-10%. Po połączeniu składników z zastosowaniem mieszadła magnetycznego w temperaturze 20-50°C w czasie 24-48 h rozpuszczono składniki poszczególnych roztworów.To obtain the PHK solution according to the invention, a 20-90% solution of ethyl alcohol in water was used, to which hyaluronic acid was added in the amount of 0.5-5%, ascorbic acid in the amount of 1-3%, and then supplemented with polyvinyl alcohol to obtain a concentration of 5-10 %. After combining the ingredients with the use of a magnetic stirrer at the temperature of 20-50 ° C for 24-48 hours, the components of the individual solutions were dissolved.
Otrzymany roztwór PCS oraz PHK umieszczono w zbiornikach na roztwór pojemności 10-50 ml, a następnie z zastosowaniem pomp infuzyjnych roztwór tłoczono do dyszy typu rdzeń-powłoka (coaxial) umieszczony w komorze roboczej. Po wypełnieniu całego układu roztworem na dystansie 15-25 cm, napięciu 15-35 kV oraz z przepływem roztworu wynoszącym 0,1-1,5 ml/h otrzymano mikro i nanowłókna. Roztwór PCS zastosowano do otrzymywania zewnętrznej powłoki, natomiast roztwór PHK zastosowano do otrzymywania wewnętrznego rdzenia.The obtained PCS and PHK solution were placed in 10-50 ml solution tanks, and then, using infusion pumps, the solution was pumped into a core-shell (coaxial) nozzle placed in the working chamber. After filling the entire system with the solution at a distance of 15-25 cm, voltage 15-35 kV and with the solution flow of 0.1-1.5 ml / h, micro and nanofibers were obtained. The PCS solution was used for the preparation of the outer shell, while the PHK solution was used for the preparation of the inner core.
Sposób wytwarzania materiału kompozytowego według wynalazku umożliwia uzyskać materiał charakteryzujący się podwyższonymi własnościami antybakteryjnymi, antyoksydacyjnymi, biokompatybilnością, nietoksycznością oraz bioaktywnością. Materiał kompozytowy według wynalazku w postaci płaskich oraz cylindrycznych obiektów może znaleźć zastosowanie w medycynie jako materiały opatrunkowe do ran trudno gojących się, nośniki substancji leczniczych o kontrolowanym uwalnianiu, jako materiały do oczyszczania roztworów z metali ciężkich.The method of producing the composite material according to the invention allows to obtain a material characterized by increased antibacterial and antioxidant properties, biocompatibility, non-toxicity and bioactivity. The composite material according to the invention in the form of flat and cylindrical objects can be used in medicine as dressing materials for difficult-to-heal wounds, as carriers for medicinal substances with controlled release, as materials for cleaning solutions from heavy metals.
P r z y k ł a dP r z k ł a d
Do przygotowania roztworu PCS przygotowano w dwóch osobnych pojemnikach roztwory. Do pierwszego pojemnika zawierającego 50% roztwór kwasu metamonokarboksylowego w wodzie destylowanej wprowadzono chitozan w ilości 5% pozostawiono do rozpuszczenia na 24 h. Do drugiego pojemnika zawierającego 50% roztwór kwasu metamonokarboksylowego wprowadzono azotan srebra, który poddano oddziaływaniu ultradźwięków w czasie 15 minut, a następnie wprowadzono polialPL 227 115 B1 kohol winylowy i podgrzewając w czasie 4 h w temperaturze 70°C przekształcono tak przygotowaną mieszaninę w roztwór. Po 24 h oba roztwory połączono i pozostawiono na kolejne 24 h w temperaturze 25°C w celu wymieszania. Roztwór PCS użyto do otrzymania zewnętrznej powłoki o własnościach bakteriobójczych.For the preparation of the PCS solution, solutions were prepared in two separate containers. Chitosan in the amount of 5% was added to the first container containing 50% methammonocarboxylic acid solution in distilled water and allowed to dissolve for 24 h. Silver nitrate was introduced into the second container containing 50% methammonocarboxylic acid solution, which was sonicated for 15 minutes, and then added polyvinyl alcohol and heating for 4 h at 70 ° C, transformed the mixture prepared in this way into a solution. After 24 h, both solutions were combined and allowed to mix for a further 24 h at 25 ° C. The PCS solution was used to obtain the outer coating with bactericidal properties.
Do przygotowania roztworu PHK w pierwszej kolejności przygotowano 50% roztwór alkoholu etylenowego w wodzie. Następnie do roztworu wprowadzono kwas askorbinowy w ilości %, kwas hialuronowy w ilości 1%, po czym poddano mieszaniu w czasie 24 h w temperaturze 30°C. W oddzielnym pojemniku do 50% roztworu alkoholu etylenowego w wodzie wprowadzono polialkohol winylowy i w temperaturze 70°C w czasie 4 h rozpuszczano. Po 24 h oba roztwory połączono i ponownie poddano mieszaniu na czas 24 h w temperaturze 25°C. Roztwór PHK zastosowano do otrzymania wewnętrznego rdzenia o własnościach bioaktywnych.To prepare the PHK solution, a 50% solution of ethylene alcohol in water was first prepared. Subsequently, ascorbic acid in the amount of% and hyaluronic acid in the amount of 1% were introduced into the solution, followed by stirring for 24 hours at the temperature of 30 ° C. In a separate container, polyvinyl alcohol was introduced into a 50% solution of ethylene alcohol in water and dissolved at 70 ° C for 4 hours. After 24 h, both solutions were combined and stirred again for 24 h at 25 ° C. The PHK solution was used to obtain an inner core with bioactive properties.
Oba roztwory (PCS oraz PHK) umieszczono w osobnych zbiornikach, do których podłączono pompy infuzyjne pozwalające regulować szybkość tłoczenia roztworu z zbiorników do dyszy. Następnie roztwory poddano oddziaływaniu pola elektrostatycznego napięciu 12-25 kV i przepływie 0,4-2 ml/h w celu przekształcenia w postać mikronanowłókien o własnościach bakteriobójczych i bioaktywnych.Both solutions (PCS and PHK) were placed in separate tanks, to which infusion pumps were connected to regulate the speed of pumping the solution from the tanks to the nozzle. Then, the solutions were subjected to an electrostatic field with a voltage of 12-25 kV and a flow of 0.4-2 ml / h in order to transform them into micronan fibers with bactericidal and bioactive properties.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL410427A PL227115B1 (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Method for producing composite material with bioactive and bactericidal properties |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL410427A PL227115B1 (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Method for producing composite material with bioactive and bactericidal properties |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL410427A1 PL410427A1 (en) | 2016-06-20 |
| PL227115B1 true PL227115B1 (en) | 2017-10-31 |
Family
ID=56120621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL410427A PL227115B1 (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Method for producing composite material with bioactive and bactericidal properties |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL227115B1 (en) |
-
2014
- 2014-12-08 PL PL410427A patent/PL227115B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL410427A1 (en) | 2016-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Recent progress of electrospun herbal medicine nanofibers | |
| Yan et al. | Biocompatible core–shell electrospun nanofibers as potential application for chemotherapy against ovary cancer | |
| Maliszewska et al. | Electrospun polymer nanofibers with antimicrobial activity | |
| Chen et al. | Bacterial cellulose-based biomaterials: From fabrication to application | |
| Zhang et al. | Alginate-based electrospun nanofibers and the enabled drug controlled release profiles: a review | |
| Antaby et al. | Electrospinning of chitosan for antibacterial applications—current trends | |
| Khalf et al. | Recent advances in multiaxial electrospinning for drug delivery | |
| Repanas et al. | Dipyridamole embedded in Polycaprolactone fibers prepared by coaxial electrospinning as a novel drug delivery system | |
| Taokaew et al. | Developments of core/shell chitosan-based nanofibers by electrospinning techniques: a review | |
| Elsadek et al. | Electrospun nanofibers revisited: an update on the emerging applications in nanomedicine | |
| EP2152785B1 (en) | Nontoxic polyethoxysiloxane material for the production of biologically resorbable and/or bioactive articles containing polyethoxysiloxane material, the production thereof, and the use thereof | |
| EA201691790A1 (en) | METHOD OF PRODUCTING GLASS CLEANER ACETATE PRODUCT | |
| WO2014189780A3 (en) | Apparatus and method for forming a nanofiber hydrogel composite | |
| CN102425039A (en) | Method for preparing water-soluble chitosan fiber membrane | |
| JP6576596B1 (en) | Microneedle sheet and manufacturing method thereof | |
| Arıkan et al. | Propolis extract-PVA nanocomposites of textile design: antimicrobial effect on gram positive and negative bacterias | |
| PL227115B1 (en) | Method for producing composite material with bioactive and bactericidal properties | |
| Cho et al. | Polymer-and Lipid-Based Nanostructures for Wound Healing with Barrier-Resolved Design | |
| CN104862787A (en) | System and method for partition electrospinning of multiple materials | |
| Ceylan et al. | Effects of gentamicin-loaded PCL nanofibers on growth of Gram positive and Gram negative bacteria | |
| Zhang et al. | Effects of emulsion electrospinning parameters on the morphology and structure of core-shell structured PLLA fibers | |
| PL225930B1 (en) | Method for producing composite material with bioactive and bactericidal properties | |
| CN105327357A (en) | Catechol modified hyaluronic acid drug carrier system and preparation method thereof | |
| CN102552152B (en) | Veterinary doxycycline hydrochloride-polymer composite particle and preparation method thereof | |
| KR20210021535A (en) | Electrospun fiber containing nanodispersion and its use for wound healing |