CZ2023120A3 - Způsob přípravy vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob přípravy vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2023120A3 CZ2023120A3 CZ2023-120A CZ2023120A CZ2023120A3 CZ 2023120 A3 CZ2023120 A3 CZ 2023120A3 CZ 2023120 A CZ2023120 A CZ 2023120A CZ 2023120 A3 CZ2023120 A3 CZ 2023120A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- hyaluronan
- hyaluronic acid
- air
- collector
- spinning
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0072—Hyaluronic acid, i.e. HA or hyaluronan; Derivatives thereof, e.g. crosslinked hyaluronic acid (hylan) or hyaluronates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/02—Preparation of spinning solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/04—Dry spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/06—Wet spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
- D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
- D01D5/0985—Melt spinning methods with simultaneous stretching by means of a flowing gas (e.g. melt-blowing)
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/12—Stretch-spinning methods
- D01D5/14—Stretch-spinning methods with flowing liquid or gaseous stretching media, e.g. solution-blowing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Vynález se týká způsobu a zařízení pro přípravu mikrovláken nebo nanovláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli, nebo směsi solí, a/nebo jejího derivátu metodou suchého zvlákňování a/nebo solution blow spinningu, a dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z těchto mikrovláken nebo nanovláken. Vzniklé 2D nebo 3D materiály mohou být například ve tvaru vrstvy nebo vaty. Dále se vynález týká zařízení pro provádění tohoto způsobu, které obsahuje extruzní dílec obsahující průchozí kanálek, který má přívodní otvor pro přívod zvlákňovaného roztoku a výdejní otvor pro výdej zvlákňovaného roztoku, a dále zařízení obsahuje vzduchovou trysku, jejíž výstupní otvor pro výstup vzduchu je uspořádaný pro směrování vystupujícího vzduchu do oblasti obklopující výdejní otvor extruzního dílce souběžně s osou výdejního otvoru extruzního dílce.
Description
Způsob přípravy vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro přípravu mikrovláken nebo nanovláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo směsi solí a/nebo jejího derivátu metodou suchého zvlákňování a/nebo solution blow spinningu, a dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z těchto mikrovláken nebo nanovláken. Dále se vynález týká zařízení pro provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Kyselina hyaluronová (HA nebo hyaluronan) je lineární polysacharid tvořený opakujícími se disacharidovými jednotkami složenými z D-glukuronové kyseliny a A-acctylglukosaminii podle vzorce I
kde R je H+ nebo kationt kovu.
Hyaluronan se nachází v mezibuněčných prostorech většiny lidských tkání, kde ovlivňuje řadu dějů včetně udržování homeostázy, regenerace a hojení ran. Výrobky z hyaluronanu mají nej různější podobu, tvoří je například injektovatelné roztoky a gely, fólie nebo textilie. Tyto výrobky se používají v medicíně a kosmetice například jako zdravotnické prostředky pro hojení ran, léčbu osteoartrózy, prevenci pooperačních srůstů nebo redukci vrásek.
Za účelem modifikace vlastností nativního hyaluronanu byla v minulosti připravena řada derivátů hyaluronanu.
Chloramid hyaluronanu je derivát kyseliny hyaluronové, ve kterém je většina vodíků amidické skupiny -NH-CO- substituována atomem chloru na -NC1-CO-. Jeho příprava a vlastnosti, mezi které patří antimikrobiální, antifúngální a antivirová účinnost, jsou popsány v dokumentu CZ 308010.
Síťovatelné (crosslinkovatelné) deriváty hyaluronanu jsou deriváty obsahující skupiny umožňující spojení polymemích řetězců kovalentními vazbami. Patří mezi ně 3-(2fúranyl)akryloyl ester hyaluronanu a tyramin hyaluronanu.
3-(2-furanyl)akryloyl ester hyaluronanu je možné síťovat UV zářením v pevné fázi. Jeho syntéza a elektrostatické zvlákňování jsou popsány v dokumentu CZ 304977 B6.
CZ 2023 - 120 A3
Tyramin hyaluronanu je označení pro různé konjugáty hyaluronanu s tyraminem, které je možné použít například k přípravě síťovaných hydrogelů. Syntéza tyraminu hyaluronanu podle vzorce II je popsána v dokumentu CZ 303879 B6. Síťování tyraminu hyaluronanu s použitím riboflavinu a UV záření je popsáno v publikaci Donnelly, P. E., Chen, T., Finch, A., Brial, C., Maher, S. A., & Torzilli, P. A. (2017). Photocrosslinked tyramine-substituted hyaluronate hydrogels with tunable mechanical properties improve immediate tissue-hydrogel interfacial strength in articular cartilage. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, 28(6), 582-600.
(Π).
Nepolární deriváty hyaluronanu obsahují hydrofobní substituenty. Lze je rozdělit na estery a acylované deriváty. Estery jsou benzylester hyaluronanu a ethylester hyaluronanu, jejich příprava je popsána v dokumentu US 5622707.
Acylované deriváty jsou deriváty hyaluronanu, ve kterých jsou přednostně primární alkohol Nacetyl-glukosaminu a v menší míře sekundární alkoholy kyseliny glukuronové acylovány mastnými kyselinami. Acylovou skupinou může být například kapronoyl (hexanoyl), kapryloyl (oktanoyl), kaprinoyl (dekanoyl), lauroyl (dodekanoyl), myristoyl (tetradekanoyl), palmitoyl (hexadekanoyl), stearoyl (oktadekanoyl) a oleoyl (oktadec-9-enoyl). Ukázky přípravy acylovaných derivátů jsou uvedeny v dokumentu WO 2014/082611 AI.
V oblasti zvlákňování hyaluronanu a jeho derivátů jednoznačně převažují dva typy technologií: elektrostatické zvlákňování a mokré zvlákňování.
Při elektrostatickém zvlákňování je roztok polymeru vytahován do tvaru vlákna působením elektrické síly. Příprava vláken z vodného roztoku hyaluronanu elektrostatickým zvlákňováním je velmi obtížná, proto se většinou připravují vlákna ze směsi hyaluronanu s jinými polymery, například polyethylenoxidem nebo želatinou. Případně lze čistý hyaluronan zvláknit rozpuštěný ve směsi vody s dimethylformamidem klasickým elektrostatickým zvlákňováním nebo rozpuštěný ve vodném roztoku HC1 při pH = 1,5 metodou electroblowing, která navíc k elektrickému poli využívá ještě proud vzduchu táhnoucí a vysoušející vlákno (Lee, K. Y., Jeong, L., Kang, Y. O., Lee, S. J., & Park, W. H. (2009). Electrospinning of polysaccharides for regenerative medicine. Advanced Drug Delivery Reviews, 61(12), 1020-1032).
Vlákna z hyaluronanu připravená elektrostatickým zvlákňováním jsou většinou zachytávána na kolektoru v podobě tenké netkané textilie (dvojrozměrného útvaru). Dokument WO 2020/124072 AI popisuje způsob expanze dvojrozměrných nanovlákenných vrstev do trojrozměrného útvaru vystavením bublinám plynu. Dokument CZ 2013-913 A3 popisuje podmínky zvlákňování, při kterých přímo vzniká objemná vrstva nanovláken.
Jedním z nedostatků technologie elektrostatického zvlákňování hyaluronanu je její omezení na přípravu vláken malých průměrů, ve většině případů méně než 1 mikrometr. Pro taková vlákna je charakteristická malá tuhost, malá pevnost a velmi rychlé rozpouštění ve vodném prostředí. Dále
-2CZ 2023 - 120 A3 rozpouštědla používaná pro zvlákňování čistého hyaluronanu jsou buď kvůli své toxicitě nevhodná pro používání ve zdravotnictví (např. dimethylformamid) nebo způsobují degradaci hyaluronanu (např. kyselá hydrolýza ve vodném roztoku HCl). V případě použití směsi hyaluronanu s dalším polymerem zase dochází k celkové změně vlastností materiálu.
Principem mokrého zvlákňování polymeru je extruze roztoku polymeru do koagulační lázně, ve které dochází ke koagulaci (srážení) polymeru do formy vlákna a k obousměrné difuzi původního rozpouštědla z vlákna do koagulační lázně a koagulační lázně do vlákna. Například dokument US 8753671 B2 popisuje přípravu kontinuálního vlákna (filamentu) z hyaluronanu mokrým zvlákňováním. Dokument WO 94/17837 popisuje přípravu netkaných textilií ze staplových vláken získaných krácením filamentu z esteru hyaluronanu připravených mokrým zvlákňováním, soudržnost těchto vláken je navíc zlepšována chemickým bondingem. Dokument CZ 304651 B6 popisuje přímou přípravu staplových vláken zvlákňováním hyaluronanu v nestacionární koagulační lázni a jejich následné zpracování do podoby netkané textilie kroky zahrnujícími minimálně filtraci a sušení vláken.
Hlavní nevýhodou technologie mokrého zvlákňování je obousměrný transfer hmoty při srážení vlákna, kvůli kterému je proces tvorby vlákna pomalejší než u ostatních typů zvlákňování. Vlákna je po vyjmutí z koagulační lázně nutné od zbytků koagulační lázně vysušit, často se z vláken musí nejprve vymýt residua málo těkavých složek koagulační lázně. V případě zvlákňování hyaluronanu se nejčastěji používají kyselé koagulační lázně, ve kterých dochází ke kyselé hydrolýze řetězců hyaluronanu a soli hyaluronanu jsou převáděny na kyselou formu. Netkané textilie z hyaluronanu nejsou mokrým zvlákňováním připravovány přímo, ale získaná vlákna je nutné do jejich podoby zpracovat v dalších krocích některým ze známých postupů, typicky mokrou nebo suchou cestou přípravy netkaných textilií.
Kvůli výše uvedeným nevýhodám mokrého zvlákňování se při zvlákňování polymerů většinou upřednostňuje suché zvlákňování nebo ještě lépe zvlákňování taveniny. Principem zvlákňování taveniny je extruze taveniny polymeru do chladicího plynu, kde proud taveniny ztuhne do podoby vláken. Není zde tedy přítomna ani koagulační lázeň ani rozpouštědlo a tuhé vlákno vzniká z kapalného stavu velmi rychle, protože proces není zpomalován transferem hmoty. Kyselinu hyaluronovou ale není možné tavit, protože kvůli přítomnosti silných intermolekulárních vazeb mezi jejími řetězci při zahřívání degraduje dříve, než začne tát. To samé platí i pro většinu jejích derivátů.
Pouze dokument WO 2005/028632 A2 popisuje přípravu esterů hyaluronanu, ve kterých alifatické acyly rozrušují intermolekulární vazby natolik, že se derivát hyaluronanu stává tavitelným. Dokument WO 2017/039335 A1 popisuje přípravu vláken z hyaluronanu s použitím zařízení pro zvlákňování taveniny, kde vlákno vzniká z hyaluronanu s obsahem 5 až 20 % vody při 150 až 200 °C a je následně tvrzeno ve směsích vody s ethanolem, nejedná se tedy o opravdové zvlákňování taveniny.
Principem suchého zvlákňování je extruze roztoku polymeru do sušicího plynu, ve kterém je roztok vysoušen do podoby vláken. Dochází zde k jednosměrnému transferu hmoty, rozpouštědla z roztoku do sušicího plynu, a proto se suché zvlákňování co do náročnosti a rychlosti produkce nachází mezi mokrým zvlákňováním a zvlákňováním taveniny. Suché zvlákňování hyaluronanu zatím není známo. Snetkov ve svém přehledném článku (Snetkov, P., Morozkina, S., Uspenskaya, M., & Olekhnovich, R. (2019). Hyaluronan-Based Nanofibers: Fabrication,
Characterization and Application. Polymers, 11(12), 2036) uvádí, že suché zvlákňování hyaluronanu je těžko realizovatelné kvůli rozpustnosti hyaluronanu ve vodě a pravděpodobně by mohlo být realizováno pro hydrofobní deriváty hyaluronanu, které jsou rozpustné ve snadno odpařitelných organických rozpouštědlech.
Dokument WO 89/10941 A1 se zabývá přípravou a zpracováním síťovaných esterů kyselých polysacharidů včetně hyaluronanu a jako jednu z možností jejich zvlákňování zmiňuje rozpuštění
- 3 CZ 2023 - 120 A3 síťovaného polysacharidu v organickém rozpouštědle a - pokud použité rozpouštědlo nemá příliš vysoký bod varu - odstranění rozpouštědla procesem suchého zvlákňování. V příkladech ale popisuje pouze mokré zvlákňování síťované karboxymethylcelulózy.
Nejblíže k suchému zvláknění hyaluronanu má dokument JP 2007-262595 A, který popisuje přípravu ultratenkého filamentu ze síťovaného hyaluronanu, který je připravován extruzí síťovaného gelu a jeho následným mechanickým vytahováním a protahováním pecí.
Dokument WO 2018/235745 A1 popisuje přípravu netkaných textilií extruzí vyhřívaného roztoku polymeru, který je zachytáván do proudu vzduchu vycházejícího z trysky, která není v kontaktu s extruzní tryskou. Od uspořádání, kdy vzduch proudí kolem extruzní trysky, vynález odrazuje. Vzduch odnáší roztok na kolektor, na kterém se ukládá v podobě částečně vysušených vláken, která potřebují dosušení lyofilizací, která v příkladech trvá 72 hodin, což proces výrazně komplikuje a prodlužuje. Dokument se navíc zaměřuje hlavně na zvlákňování želatiny, pro kterou jsou i všechny příklady, hyaluronan pouze zmiňuje a neuvádí pro něj žádné parametry.
Na podobném principu jako suché zvlákňování je založeno odstředivé zvlákňování roztoků. Principem je vytlačování roztoku odstředivou silou otvory ve stěnách rotujícího zásobníku, proud vytlačeného roztoku je pak vytahován do podoby vlákna působením odstředivé síly a třecí síly vyvolané odporem vzduchu a vzniklá vlákna jsou zachytávána na kolektoru kruhového půdorysu, v jehož středu se rotující zásobník nachází. Dokument US 2013/0312638 A1 popisuje zařízení pro odstředivé zvlákňování polymerů, pro hyaluronan ale neuvádí žádné příklady ani konkrétní parametry. Dokument CN 110424059 A popisuje odstředivé zvlákňování směsí biopolymerů s pomocnými polymery (např. polyethylenoxidem, polyvinylalkoholem a polyvinypyrrolidonem), pro hyaluronan ale neuvádí žádné příklady ani konkrétní parametry. Dokument WO 2014/127099 A2 pak uvádí, že odstředivé zvlákňování v klasickém uspořádání se nehodí pro roztoky s pomalu se odpařujícími rozpouštědly (jako je voda) a doporučuje pro ně technologii označenou jako „immersed rotary jet spinning“, která se od klasického odstředivého zvlákňování liší lázní kapaliny, do které jsou zachytávána vlákna. Jedná se tedy o jakousi kombinaci odstředivého a mokrého zvlákňování. I tento dokument hyaluronan pouze zmiňuje a neuvádí pro něj žádné příklady ani parametry. Použití technologie „immersed rotary jet spinning“ přímo pro zvlákňování hyaluronanu pak ve své publikaci popisuje Chantre (Chantre, C. O., Gonzalez, G. M., Ahn, S., Cera, L., Campbell, P. H., Hoerstrup, S. P., & Parker, K. K. (2019). Porous Biomimetic Hyaluronic Acid and Extracellular Matrix Protein Nanofiber Scaffolds for Accelerated Cutaneous Tissue Repair. ACS Applied Materials & Interfaces, 11(49), 4549845510).
Dokument CN 110424059 A pak pro zvlákňování biopolymerů odstředivým zvlákňováním doporučuje přídavek dalšího polymeru (např. polyethylenglykolu nebo polyvinylalkoholu) podobně jako v případě elektrostatického zvlákňování.
Poměrně novou technologií zvlákňování polymerních roztoků, kterou poprvé popsal Medeiros v roce 2009 (Medeiros, E. S., Glenn, G. M., Klamczynski, A. P., Orts, W. J., & Mattoso, L. H. C. (2009). Solution blow spinning: A new method to produce micro- and nanofibers from polymer solutions. Journal of Applied Polymer Science, 113(4), 2322-2330) je solution blowing nazývaný také solution blow spinning. Jeho principem je dávkování polymerního roztoku do proudu vysokorychlostního neohřívaného plynu jehlou souose umístěnou ve vzduchové trysce. Publikace popisuje zpracování syntetických polymerů rozpuštěných v organických rozpouštědlech do vláken o průměrech od stovek nanometrů po jednotky mikrometrů. V dokumentu US 8641960 B1 pak stejný autor zmiňuje i zvlákňování dalších polymerů, např. polyethylenoxidu, polyvinylpyrrolidonu a polyvinylalkoholu, touto technologií.
Dokument IN 201741017782 A popisuje jednoduché zařízení pro solution blow spinning a ve výčtu zvláknitelných materiálů uvádí i deriváty hyaluronanu, ale neuvádí pro ně žádné konkrétní parametry ani nespecifikuje, o jaké deriváty se jedná.
- 4 CZ 2023 - 120 A3
Podstata vynálezu
Nevýhody a omezení technických řešení uvedených ve stavu techniky řeší vynález způsobu přípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo na bázi ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo na bázi derivátu kyseliny hyaluronové, kde podstata způsobu založeného na principu suchého zvlákňování a/nebo solution blow spinningu spočívá v tom, že se připraví zvlákňovací roztok obsahující kyselinu hyaluronovou a/nebo její kovovou nebo nekovovou sůl nebo směs solí a/nebo derivát kyseliny hyaluronové, který se následně zvlákní vytlačením do proudu sušicího vzduchu a vlákna se zachytí na kolektoru ve formě netkané textilie. Předkládaný vynález je výhodný a od stavu techniky se významně odlišuje v tom, že umožňuje současně:
1. zvláknit hyaluronan s příměsí dalších polymerů přijatelných ve zdravotnictví a s použitím rozpouštědel přijatelných ve zdravotnictví;
2. zvláknit hyaluronan bez použití koagulační lázně;
3. směrovat vlákna na kolektor proudem vzduchu bez použití elektrického napětí;
4. zachytit vlákna na kolektoru přímo v podobě ploché i objemné netkané textilie z hyaluronanu, kterou lze po ukončení zvlákňování z kolektoru ihned sejmout jako hotový produkt;
5. uschnutí vláken na kolektoru v řádu jednotek až desítek vteřin, s výhodou do 30 vteřin.
Předkládaný vynález se od názorů odborníků odlišuje v tom, že princip suchého zvlákňování úspěšně používá pro zvlákňování hyaluronanu a jeho derivátů rozpustných ve vodě.
Vynález se tedy týká způsobu přípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo na bázi ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo na bázi derivátu kyseliny hyaluronové metodou suchého zvlákňování a/nebo solution blow spinningu, kde se připraví zvlákňovací roztok kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové obsahující 0,5 až 22 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové, 0,1 až 13 % hmotn. polymeru usnadňujícího zvlákňování vybraného ze skupiny zahrnující polyethylenoxid, polyvinylpyrrolidon, polyvinylalkohol a pullulan, 0 až 54 % hmotn. organického rozpouštědla a 44 až 98 % hmotn. vody a po úplném rozpuštění polymeru se zvlákňovací roztok vytlačuje alespoň jedním otvorem pro výdej roztoku o průměru 80 až 410 μm rychlostí 0,01 až 0,52 ml/min do proudu sušicího vzduchu za vzniku vláken, která jsou unášena na kolektor. Ve vodě rozpustnou kovovou, resp. nekovovou solí je míněna například sloučenina alkalických kovů, například Na+, K+, Li+, nebo kovů alkalických zemin, například Ca2+, Mg2+, nebo kovů, například Ag+, Au+, Zn2+, Cu2+, resp. nekovů, například NH+. Ve vodě rozpustná směs kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové může kromě monovalentních kovů či nekovů obsahovat i sůl bi- nebo tri-valentního kovu či nekovu. Derivát kyseliny hyaluronové je s výhodou vybrán ze skupiny zahrnující chloramid hyaluronanu, 3-(2-furanyl)akryloyl ester hyaluronanu, tyramin hyaluronanu, benzylester hyaluronanu, ethylester hyaluronanu a acylované deriváty hyaluronanu vybrané ze skupiny zahrnující kapronoyl, kapryloyl, kaprinoyl, lauroyl, myristoyl, palmitoyl, stearoyl, oleoyl hyaluronan.
- 5 CZ 2023 - 120 A3
Hmotnostně střední molekulová hmotnost kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli a/nebo jejího derivátu je s výhodou v rozmezí 10 kDa až 2,5 MDa.
Ve výhodném provedení je organické rozpouštědlo vybráno ze skupiny zahrnující methanol, tetrahydrofuran, methylacetát, methylethylketon, 1,2-dimethoxyethan, acetonitril, izopropylalkohol, 1-propanol, ethanol a aceton, s výhodou izopropylalkohol v množství 40 až 45 % hmotn.
Polymer usnadňující zvlákňování je vybrán ze skupiny zahrnující polyethylenoxid, polyvinylpyrrolidon, polyvinylalkohol a pullulan, s výhodou polyethylenoxid o viskozitně střední molekulové hmotnosti 0,4 až 1 MDa. Zvlákňovací roztok se s výhodou připraví tak, že se nejprve kyselina hyaluronová a/nebo její ve vodě rozpustná kovová nebo nekovová sůl nebo ve vodě rozpustná směs kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivát kyseliny hyaluronové a polymer usnadňující zvlákňování dispergují v organickém rozpouštědle a ke vzniklé disperzi se za intenzivního míchání přidá voda, nebo se kyselina hyaluronová a/nebo její ve vodě rozpustná kovová nebo nekovová sůl nebo ve vodě rozpustná směs kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivát kyseliny hyaluronové a polymer usnadňující zvlákňování přímo rozpustí ve vodě. Poté se roztok míchá až do úplného rozpuštění polymeru po dobu 1 až 24 hodin při teplotě 20 až 30 °C. Připravený zvlákňovací roztok se například naplní do kartuše, která se uzavře a připojí k tlakovému vzduchu o přetlaku +5 až +7 bar (500 kPa až 700 kPa) na dobu 1 až 8 hodin za účelem rozpuštění bublin plynu.
V dalším výhodném provedení je otvor pro výdej roztoku obtékán chladnějším vzduchem, který odnáší zvlákňovací roztok do proudu teplejšího sušicího vzduchu. Teplota sušicího vzduchu je s výhodou 15 až 250 °C, ještě výhodněji 15 až 190 °C, a absolutní vlhkost sušicího vzduchu je s výhodou 0 až 14 g/m3, ještě výhodněji 0 až 2 g/m3, a rychlost sušicího vzduchu je s výhodou 1,6 až 315 m/s, ještě výhodněji 5 až 260 m/s. Sušicí vzduch může být s výhodou usměrňován jedním nebo více dutými válci.
V dalším výhodném provedení je kolektor pokrytý inertním materiálem s nízkou povrchovou energií, například polytetrafluorethylenem nebo polyethylenem, ze kterého se vlákna snadno sejmou, nebo je pokryt textilií, například polyesterovou pleteninou, na níž se deponují vlákna a která zůstane součástí výsledného výrobku.
Vlákna mají s výhodou průměr 100 nm až 100 μm a na kolektoru vytvoří netkanou textilii o plošné hmotnosti 0,1 až 120 g/m2.
V dalším provedení zvlákňovací roztok obsahuje vedle polymeru usnadňujícího zvlákňování 3(2-furanyl)akryloyl ester hyaluronanu, nebo směs kyseliny hyaluronové nebo její ve vodě rozpustné soli a 3-(2-furanyl)akryloyl ester hyaluronanu, o celkové koncentraci směsi 1 až 5 % hmotn., a vzniklá vlákna se ve formě netkané textilie následně síťují zářením o vlnové délce v rozmezí 280 až 750 nm, s výhodou 302 nm, po dobu 2 až 60 minut, přičemž stupeň substituce hyaluronanu 3-(2-furanyl)akryloylem je v rozmezí 0,1 až 20%, a přičemž podíl 3-(2furanyl)akryloyl esteru hyaluronanu ve směsi s nativní HA je alespoň 0,1 %, s výhodou 0,1 až 75 %.
V kterémkoliv z výše uvedených provedení může zvlákňovací roztok dále s výhodou obsahovat další polymer, například karboxymethyl celulózu nebo oxycelulózu, a/nebo farmaceuticky a/nebo kosmeticky přijatelnou nízkomolekulární látku, kterou lze rozpustit nebo dispergovat v použité směsi rozpouštědel, vybranou ze skupiny zahrnující antibakteriální činidla, např. oktenidindihydrochlorid nebo karbethopendeciniumbromid, antivirotika, např. acyclovir, antimykotika, např. klotrimazol nebo terbinafin, léčiva, např. lidokain-hydrochlorid, vitamíny, např. riboflavin, rostlinné extrakty, např. bisabolol, surfaktanty, např. polysorbát 80, peptidy, např. antimikrobiální peptidy, např. cathelicidine LL-37, pexiganan MSI-78, WR-12, peptidy podporující hojení ran,
- 6 CZ 2023 - 120 A3 např. dalargin, TP-508, biotin-GHK, hormonální peptidy, např. lysipressin, terlipressin, barviva, např. Patentní modř VF.
Způsob podle vynálezu se provede tak, že se nejprve připraví zvlákňovací roztok kyseliny hyaluronové a/nebo ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové obsahující 0,5 až 22 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové nebo nekovové soli nebo ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové, 0,1 až 13 % hmotn. polymeru usnadňujícího zvlákňování, 0 až 54 % hmotn. organického rozpouštědla a 44 až 98 % hmotn. vody, s výhodou 1 až 22 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její kovové nebo nekovové soli nebo směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo jejího derivátu, 0,25 až 3 % hmotn. polymeru usnadňujícího zvlákňování, 30 až 45 % hmotn. 2-propanolu a 52 až 68 % hmotn. vody.
Výchozí kyselina hyaluronová a/nebo její ve vodě rozpustná kovová nebo nekovová sůl a/nebo její derivát má hmotnostně střední molekulovou hmotnost (stanovenou metodou Size Exclusion Chomatography coupled to Multi-Angle Laser Light Scattering, SEC-MALLS) 10 kDa až 2,5 MDa Použité molekulové hmotnosti je třeba přizpůsobit koncentraci polymeru ve zvlákňovacím roztoku pro dosažení jeho optimální viskozity, pro vyšší molekulové hmotnosti je tedy třeba volit nižší koncentrace a naopak. Při příliš vysoké viskozitě zvlákňovacího roztoku nedochází k efektivnímu dloužení vznikajícího vlákna a vytlačovaný proud roztoku se namísto toho trhá.
Polymerem usnadňujícím zvlákňování se myslí farmaceuticky přijatelný polymer, který je metodou suchého zvlákňování snadněji zvláknitelný než kyselina hyaluronová. Příměs takového polymeru usnadňuje proces tvorby vláken a umožňuje částečně nebo úplně nahradit organické rozpouštědlo ve zvlákňovacím roztoku vodou. Ve výhodném provedení je podíl hmotnosti polymeru usnadňujícího zvlákňování na celkové sušině zvlákňovacího roztoku menší než 50 %, s výhodou menší než 25 %.
Je-li použit derivát kyseliny hyaluronové, např. lauroyl hyaluronan, je v příkladech definován obsahem vázané mastné kyseliny, který udává hmotnostní podíl vázané mastné kyseliny na celkové hmotnosti derivátu.
Ve výhodném provedení je podíl hmotnosti kyseliny hyaluronové a/nebo její soli a/nebo jejího derivátu na celkové sušině zvlákňovacího roztoku roven nebo větší než 50 %, s výhodou roven nebo větší než 75 %.
Ve výhodném provedení zvlákňovací roztok obsahuje roztok derivátu kyseliny hyaluronové, kterým je chloramid hyaluronanu, nebo směs derivátu kyseliny hyaluronové, kterým je chloramid hyaluronanu, a nativní kyseliny hyaluronové, přičemž stupeň substituce chloramidu hyaluronanu je v rozmezí 0,1 % až 100 %, s výhodou 50 až 100 %.
Postup přípravy zvlákňovacího roztoku je s výhodou takový, že se nejprve kyselina hyaluronová a/nebo její kovová nebo nekovová sůl nebo ve vodě rozpustná směs kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivát kyseliny hyaluronové a polymer usnadňující zvlákňování dispergují v organickém rozpouštědle a k vzniklé disperzi se za intenzivního míchání přidá voda, případně se dispergují přímo ve vodě, roztok se míchá do úplného rozpuštění polymeru po dobu 1 až 24 hodin za teploty 20 až 30 °C. Zvlákňovací roztok se poté naplní do kartuše pneumatického dávkovacího zařízení (funguje na principu vytlačování roztoku ze zásobní kartuše tlakovým vzduchem, příkladem takového dávkovacího zařízení je Vieweg DC 1200), kartuše se uzavře a připojí se k tlakovému vzduchu o přetlaku +5 až +7 bar (500 kPa až 700 kPa) do rozpuštění bublin plynu na dobu 1 až 8 hodin.
- 7 CZ 2023 - 120 A3
Zvlákňovací roztok se vytlačuje extruzním dílcem s alespoň jedním výdejním otvorem o vnitřním průměru 80 až 410 mikrometrů, s výhodou 100 až 210 mikrometrů. Termínem extruzní dílec se v tomto popisu s výhodou myslí běžná dávkovací jehla s tupým zakončením as 1 až 4 kapilárami, které mohou být rovné nebo ohnuté, aby bylo možné je lépe umístit do proudu vzduchu, nebo kuželová dávkovací jehla, jejíž vnitřní průměr se postupně zmenšuje až k výdejnímu otvoru, díky čemuž jí lze dávkovat viskózní roztoky při nižším tlaku, nebo tryska obsahující více než jeden výdejní otvor, s výhodou více než 10, ještě výhodněji více než 50 výdejních otvorů uspořádaných například v řadě.
Zvlákňovací roztok se z výdejního otvoru vytlačuje rychlostí 0,01 až 0,52 ml/min. Při nižší dávkovací rychlosti je efektivnější vytahování i vysoušení vláken sušicím vzduchem a vlákna na kolektor dopadají lépe vysušená, ale zároveň se zvlákňovací roztok v extruzním dílci více ohřívá a zejména když je extruzní dílec obtékán vzduchem o vyšší teplotě, hrozí zaschnutí roztoku a ucpání výdejního otvoru.
Zvlákňovací roztok se z výdejního otvoru vytlačuje do proudu sušicího vzduchu, který obtéká extruzní dílec. Proud sušicího vzduchu vytahuje vytlačovaný zvlákňovací roztok do tvaru vlákna, urychluje odpařování rozpouštědla ze zvlákňovacího roztoku a vznikající vlákna unáší na kolektor.
Ve výhodném provedení vynálezu je extruzní dílec obtékán menším množstvím chladnějšího vzduchu, který odnáší zvlákňovací roztok do proudu většího množství teplejšího sušicího vzduchu, toto provedení zabraňuje přehřívání zvlákňovacího roztoku už v extruzním dílci.
Teplota sušicího vzduchu je 15 až 250 °C, s výhodou 15 až 190 °C, absolutní vlhkost sušicího vzduchu je 0 až 14 g/m3, s výhodou 0 až 2 g/m3, rychlost proudění sušicího vzduchu je 1,6 až 315 m/s, s výhodou 5 až 260 m/s. Rychlost vzduchu na výstupu trysky závisí na kombinaci průřezu trysky a objemového průtoku. Obecně platí, že při použití vyšší rychlosti proudění sušicího vzduchu lze pro efektivní vysušení vláken použít nižší teplotu sušicího vzduchu a naopak, protože rychleji proudící sušicí vzduch efektivněji vytahuje vznikající vlákno na vlákno o nižším průměru, ze kterého sušicí vzduch snáze odstraňuje rozpouštědla. Podobně tvorbu vlákna o nižším průměru podporuje i použití výdejního otvoru s menším vnitřním průměrem.
Ve výhodném provedení vynálezu je sušicí vzduch unášející vznikající vlákno usměrňován jedním nebo více dutými válci, které brání rozšiřování proudu sušicího vzduchu a jeho mísení s okolním vzduchem, a tím poklesu jeho rychlosti a teploty.
Vlákna jsou v podobě netkané textilie zachytávána na kolektor, který má tvar válce, příček, pásu nebo desky. V jednom výhodném provedení je kolektor ve tvaru převráceného jehlanu umístěného ve válcové nádobě, kde boční hrany jehlanu tvoří příčky. Kolektor je nepohyblivý nebo s výhodou pohyblivý, například válec otáčející se kolem své osy nebo pás převíjený z válce na válec. Povrch kolektoru je s výhodou pokrytý inertním materiálem s nízkou povrchovou energií, například polytetrafluorethylenem nebo polyethylenem, vlákna pak lze z kolektoru snadno sejmout. Vzdálenost kolektoru od výdejního otvoru je s výhodou v rozmezí 5 cm až 140 cm. V dalším provedení vynálezu je kolektor pokryt textilií nebo fólií, například polyesterovou nebo polyamidovou, která tvoří jednu z vrstev výsledného výrobku, a připravovaná vlákna jsou jako další vrstva nanesena přímo na ni.
Ve výhodném provedení vynálezu je uspořádání kolektoru takové, že vlákna zachycená na kolektoru visí většinou své délky ve vzduchu a mohou tak efektivněji dosychat. V tomto provedení je například kolektor tvořen příčkami nebo je pokryt textilií s většími oky.
V dalším výhodném provedení vynálezu lze kolektorem tvaru válce otáčejícího se kolem své osy pohybovat podél této osy tak, aby vlákna dopadala postupně na celý jeho povrch do rovnoměrně silné vrstvy.
- 8 CZ 2023 - 120 A3
V dalším výhodném provedení vynálezu je kolektorem předmět, na jehož povrchu se vytvoří vrstva netkané textilie, která pak spolu s tímto předmětem tvoří výsledný výrobek. Jde například o implantovatelný zdravotnický prostředek (pacemaker, kloub...), na jehož povrchu se vytvoří biokompatibilizující nebo antimikrobiální vrstva, např. na bázi chloramidu hyaluronanu, nebo z hyaluronanu s přídavkem oktenidin dihydrochloridu, apod.
Předmětem vynálezu je dále dvojrozměrný nebo trojrozměrný materiál z mikrovláken nebo nanovláken připravený výše popsaným způsobem. Netkaná textilie podle vynálezu má s výhodou plošnou hmotnost 0,1 až 120 g/m2 a je tvořena vlákny o průměru v rozmezí 100 nm až 100 mikrometrů. Netkané textilie vyšších gramáží, cca od 5 g/m2, lze použít jako samonosné dvojrozměrné materiály, netkané textilie nižších gramáží nejsou natolik tuhé, aby udržely tvar plošného útvaru, a po sejmutí z kolektoru se samovolně skládají do trojrozměrného útvaru podobného vatě.
Jak bylo uvedeno v předchozím popisu, volbou parametrů (zejména rychlosti dávkování zvlákňovacího roztoku, průměru výdejního otvoru, teploty sušicího vzduchu a rychlosti proudění sušicího vzduchu) lze ovlivnit množství rozpouštědel obsažených ve vláknech při dopadu na kolektor. Pro vznik kvalitních vláken a jimi tvořené netkané textilie se s výhodou zvolí taková kombinace parametrů, aby vlákna dopadala na kolektor natolik vysušená (tedy s tak nízkým zbytkovým obsahem rozpouštědel), aby si zachovala tvar vlákna a aby dosychala natolik rychle (nejlépe do maximálně několika desítek vteřin), aby se na kolektoru nevytvářela narůstající vrstva gelu. Pokud na sebe dopadají ne zcela vysušená vlákna, dochází v místech jejich vzájemného křížení k jejich slinutí. Ve výhodném provedení vynálezu na kolektor dopadají vlákna natolik vysušená, že nedochází k jejich vzájemnému slinování. Vzniklá netkaná textilie se vyznačuje nižší objemovou hmotností. V dalším výhodném provedení vynálezu na kolektor dopadají vlákna natolik vysušená, že přímo vytváří trojrozměrný útvar podobný vatě, tedy bez nutnosti tento útvar skládat z tenkých dvourozměrných vrstev.
Předmětem vynálezu je dále i zařízení pro přípravu dvojrozměrných nebo trojrozměrných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken, které obsahuje extruzní dílec obsahující průchozí kanálek, který má přívodní otvor pro přívod zvlákňovaného roztoku a alespoň jeden výdejní otvor pro výdej zvlákňovaného roztoku. Dále zařízení obsahuje vzduchovou trysku, jejíž základní výstupní otvor pro výstup vzduchu je uspořádaný pro směrování vystupujícího vzduchu do oblasti obklopující výdejní otvor extruzního dílce souběžně s osou výdejního otvoru extruzního dílce, vzduchová tryska obsahuje doplňkové výstupní otvory, které jsou uspořádané pro směrování doplňkového proudu vzduchu do oblasti pod výdejním otvorem do proudu vzduchu ze základního výstupního otvoru pod úhlem 30 až 60°, lépe 40 až 50°, nejlépe 45°. Zařízení dále obsahuje alespoň jeden chladicí kanálek pro vedení chladicí kapaliny stěnami vzduchové trysky.
Ve výhodném provedení zařízení obsahuje zdroj sušicího vzduchu, vzduchovou trysku, zařízení pro dávkování zvlákňovacího roztoku, extruzní dílec, např. dávkovací jehlu, umístěnou souose se vzduchovou tryskou a kolektor, který je uspořádaný s odstupem od extruzního dílce a k jeho sběrné ploše je přivrácený výdejní otvor extruzního dílce.
Kolektor může být například ve formě válce, válce tvořeného příčkami, převráceného jehlanu tvořeného příčkami, nebo ve formě implantovatelného zdravotnického prostředku.
Ve výhodném provedení obsahuje zařízení topné těleso pro ohřev vzduchu přiváděného do doplňkových výstupních otvorů vzduchové trysky.
V dalším výhodném provedení vynálezu je proud sušicího vzduchu unášející proud zvlákňovacího roztoku veden vymezeným prostorem, který brání jeho mísení s okolním vzduchem, a to prostřednictvím fokusačního dílce uspořádaného mezi kolektorem a výdejním otvorem extruzního dílce a obsahujícího průchozí dutinu, jejíž osa je totožná s osou výdejního
- 9 CZ 2023 - 120 A3 otvoru. Základní výstupní otvor vzduchové trysky je uspořádaný souose s výdejním otvorem extruzního dílce a je s výhodou prstencovitý nebo kruhový, přičemž oblast extruzního dílce obsahující výdejní otvor je uspořádána v oblasti základního výstupního otvoru vzduchové trysky, a/nebo je základní výstupní otvor vzduchové trysky uspořádán dále od kolektoru než výdejní otvor.
Připravené dvojrozměrné a trojrozměrné vlákenné materiály lze použít v medicíně jako kryty nebo výplně pro léčbu ran, nebo jako obaly na implantovatelné zdravotnické prostředky.
Objasnění výkresů
Obr. 1 znázorňuje provedení zařízení s horkovzdušnou pistolí (neznázorněna) jako zdrojem vzduchu, které nespadá do rozsahu vynálezu.
Obr. 2 znázorňuje druhé provedení zařízení s kompresorem jako zdrojem vzduchu a s extruzní kuželovou jehlou souose umístěnou ve středu vzduchové trysky, které nespadá do rozsahu vynálezu.
Obr. 3A znázorňuje příkladné provedení zařízení podle vynálezu s kombinací neohřívaného a ohřívaného vzduchu.
Obr. 3B znázorňuje detail řezu 3D modelem příkladného provedení zařízení s kombinací neohřívaného a ohřívaného vzduchu.
Obr. 3C znázorňuje detail střední části vzduchové trysky příkladného provedení zařízení s kombinací neohřívaného a ohřívaného vzduchu.
Obr. 4 znázorňuje další příkladné provedení zařízení na principu technologie solution blow spinning.
Obr. 5 znázorňuje otočný kolektor tvořený příčkami.
Obr. 6 znázorňuje stacionární kolektor ve tvaru převráceného jehlanu, tvořený příčkami.
Obr. 7 znázorňuje vlákna ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu připravená dle příkladu 4.
Obr. 8A znázorňuje netkanou textilii ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu na podkladové polyesterové pletenině připravenou dle příkladu 5.
Obr. 8B znázorňuje detail netkané textilie ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu na podkladové polyesterové pletenině připravené dle příkladu 5.
Obr. 9 znázorňuje vlákna ze směsi lauroylu hyaluronanu a polyethylenoxidu připravená dle příkladu 9.
Obr. 10A znázorňuje vlákna ze směsi chloramidu hyaluronanu a polyethylenoxidu připravená dle příkladu 10.
Obr. 10B znázorňuje pacemaker nasazený na ose kolektoru pokrytý netkanou textilií ze směsi chloramidu hyaluronanu a polyethylenoxidu připravenou dle příkladu 10.
Obr. 11A znázorňuje strukturu netkané textilie ze směsi 3-(2-furanyl)akryloyl esteru hyaluronanu a polyethylenoxidu připravené dle příkladu 11.
- 10 CZ 2023 - 120 A3
Obr. 11B znázorňuje strukturu zesítěných vláken ze směsi 3-(2-furanyl)akryloyl esteru hyaluronanu a polyethylenoxidu připravených dle příkladu 11 po 2 týdnech v demineralizované vodě.
Obr. 12 znázorňuje vlákna ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu připravená dle příkladu 14.
Obr. 13 znázorňuje vlákna ze směsi hyaluronanu sodného a polyvinylpyrrolidonu připravená dle příkladu 15.
Obr. 14 znázorňuje vlákna ze směsi hyaluronanu sodného a pullulanu připravená dle příkladu 18.
Obr. 15 znázorňuje vatu ze směsi hyaluronanu sodného, polyvinylpyrrolidonu a oktenidinu připravenou dle příkladu 24.
Obr. 16 znázorňuje vatu ze směsi hyaluronanu sodného, polyethylenoxidu, tartrazinu a Patentní modř VF připravenou dle příkladu 25.
Obr. 17 znázorňuje vlákna ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu připravená dle příkladu 29.
Obr. 18 znázorňuje vlákna ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu připravená dle příkladu 30.
Obr. 19 znázorňuje vatu ze směsi hyaluronanu sodného a polyethylenoxidu připravenou dle příkladu 31.
Příklady uskutečnění vynálezu
Zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu tedy obsahuje extruzní dílec 11 obsahující průchozí kanálek, který má přívodní otvor pro přívod zvlákňovaného roztoku 9 a výdejní otvor 11a pro výdej zvlákňovaného roztoku, a vzduchovou trysku 5, jejíž základní výstupní otvor 4 pro výstup vzduchu je uspořádaný pro směrování vystupujícího vzduchu do oblasti obklopující výdejní otvor 11a extruzního dílce 11 souběžně s osou výdejního otvoru 11a extruzního dílce 11. Dále zařízení s výhodou obsahuje kolektor 14 uspořádaný s odstupem od extruzního dílce 11, k jehož sběrné ploše je přivrácený výdejní otvor 11a extruzního dílce 11.
Ve výhodném provedení vynálezu zařízení obsahuje fokusační dílec 13 uspořádaný mezi kolektorem 14 a výdejním otvorem 11a extruzního dílce 11 a obsahující průchozí dutinu, jejíž osa je totožná s osou výdejního otvoru 11a.
S výhodou je základní výstupní otvor 4 vzduchové trysky 5 prstencovitý a uspořádaný souose s výdejním otvorem 11a extruzního dílce 11 a/nebo základní výstupní otvor 4 vzduchové trysky 5 je uspořádán dále od kolektoru 14 než výdejní otvor 11a.
Zařízení může obsahovat kompresor 1 pro přívod vzduchu do vzduchové trysky 5.
V dalším výhodném provedení obsahuje zařízení i topné těleso 2 pro ohřev vzduchu přiváděného do vzduchové trysky 5.
Na obr. 1 je schematicky znázorněno první provedení (mimo rozsah vynálezu) zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken, které obsahuje extruzní dílec 11 ve formě extruzní jehly, kterou prochází průchozí
- 11 CZ 2023 - 120 A3 kanálek, který má přívodní otvor a výdejní otvor 11a. Na straně přívodního otvoru je extruzní dílec 11 uzpůsoben pro fluidní propojení s dávkovacím zařízením 8, v tomto případě ve formě kartuše s pístem 81.
Alespoň v oblasti výdejního otvoru 11a má průchozí kanálek průměr 80 až 410 mikrometrů, s výhodou 100 až 210 mikrometrů.
Zařízení dále zahrnuje vzduchovou trysku 5, v tomto případě ve formě horkovzdušné pistole. Vzduchová tryska 5 má základní výstupní otvor 4, který je nasměrovaný a uzpůsobený pro směrování proudu horkého vzduchu tak, aby obtékal extruzní dílec 11 souběžně se směrem výstupu zvlákňovaného roztoku z výdejního otvoru 11a extruzního dílce 11. Za tímto účelem je vzduchová tryska 5 uspořádána tak, že osa jejího základní výstupního otvoru 4 odpovídá ose výdejního otvoru 11a extruzního dílce 11.
Dále zařízení obsahuje kolektor 14 pro ukládání vytvořených vláken, v tomto případě ve formě otočně uloženého válce, přičemž výdejní otvor 11a extruzního dílce 11 je přivrácený k úložné ploše kolektoru 14.
Mezi kolektorem 14 a výdejním otvorem 11a extruzního dílce 11 je uspořádán fokusační dílec 13 s průchozí dutinou, jejíž osa odpovídá ose výdejního otvoru 11a. Průchozí dutina fokusačního dílce 13 je válcovitá.
Pomocí pístu 81 se z dávkovacího zařízení 8 vytlačuje roztok 9 polymeru zahnutou extruzní jehlou tvořící extruzní těleso 11 a umístěnou souose pod základním výstupním otvorem 4 vzduchové trysky 5. Vznikající vlákna 12 jsou vedena fokusačním dílcem 13 na kolektor 14.
Na obr. 2 je schematicky znázorněno druhé provedení (mimo rozsah vynálezu) zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken, které se liší od zařízení z obr. 1 zejména tím, že extruzní těleso 11 je částečně uloženo uvnitř vzduchové trysky 5 a současně vyčnívá ze vzduchové trysky 5 tou částí, která obsahuje výdejní otvor 11a. Navíc je zařízení z obr. 2 doplněno kompresorem 1, který je fluidně propojený se vzduchovou tryskou 5 pro dodávání proudu vzduchu do vzduchové trysky 5. V potrubí propojujícím kompresor 1 se vzduchovou tryskou 5 je uspořádáno topné těleso 2 pro ohřev vzduchu dodávaného do vzduchové trysky 5.
Z dávkovacího zařízení 8 se přivádí roztok 9 polymeru do extruzního tělesa 11, které obsahuje trubici 10 a na ni navazující extruzní jehlu. Proud vzduchu generovaný kompresorem 1 je ohříván topným tělesem 2 a ze vzduchové trysky 5 vystupuje základní výstupním otvorem 4 tvaru mezikruží, s nímž je souose uspořádán výdejní otvor 11a extruzního tělesa 11, resp. extruzní jehly. Vznikající vlákna 12 jsou vedena fokusačním válcem 13 na kolektor 14.
Na obr. 3A, 3B a 3C je schematicky znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z mikrovláken nebo nanovláken podle vynálezu s kombinací neohřívaného a ohřívaného vzduchu.
Zařízení z obr. 3A, 3B a 3C se liší od zařízení z obr. 2 zejména tím, že výdejní otvor 11a extruzního dílce 11 je uspořádaný v podstatě ve stejné rovině jako základní výstupní otvor 4 vzduchové trysky 5 a do oblasti pod výdejním otvorem 11a extruzního dílce 11 jsou namířeny doplňkové výstupní otvory 4a, 4b vzduchové trysky 5.
Osy doplňkových výstupních otvorů 4a, 4b vzduchové trysky 5 protínají osu výdejního otvoru 11a extruzního dílce 11 a svírají s ní úhel 45°.
Jak je zřejmé z obr. 3C, vzduchová tryska 5 obsahuje chladicí kanálek 15 pro chladicí kapalinu pro chlazení vzduchové trysky 5, přičemž tento chladicí kanálek 15 má přiváděcí otvor 15a
- 12 CZ 2023 - 120 A3 uzpůsobený pro připojení hadice pro přívod chladicí kapaliny a odváděcí otvor 15b uzpůsobený pro připojení hadice pro odvod chladicí kapaliny. Mezi přiváděcím otvorem 15a a odváděcím otvorem 15b prochází chladicí kanálek 15 labyrintově materiálem stěny vzduchové trysky 5 pro účinné chlazení stěn vzduchové trysky 5.
Dávkovací zařízení 8 vytlačuje roztok 9 polymeru rovnou extruzní jehlou tvořící extruzní těleso 11 umístěnou souose v základním výstupním otvoru 4 vzduchové trysky 5, do které je přiváděn vzduch z kompresoru 1. Tento vzduch odnáší roztok do proudu teplejšího (ohřívaného) vzduchu vystupujícího z výstupních otvorů 4a a 4b. Kanálkem 15 protéká chladicí kapalina, která brání přenosu tepla z ohřívaného na neohřívaný vzduch tělem trysky 5. Vznikající vlákna 12 jsou vedena na kolektor 14.
Na obr. 4 je schematicky znázorněno další příkladné provedení zařízení pro výrobu dvojrozměrných nebo trojrozměrných vlákenných materiálů z nanovláken podle vynálezu na principu technologie solution blow spinning s kompresorem 1 jako zdrojem vzduchu a úzkou vzduchovou tryskou 5, kterou vzduch vystupuje vysokou rychlostí. Průměr vzduchové trysky 5 je v rozmezí 2 až 4 mm, rychlost vzduchu je v rozmezí 50 až 315 m/s. Průměr jehly je 80 až 210 mikrometrů. Dávkovací zařízení 8 vytlačuje roztok polymeru 9 zahnutou extruzní jehlou tvořící extruzní těleso 11 umístěnou souose ve výstupním otvoru 4 vzduchové trysky 5. Vznikající vlákna 12 jsou zachytávána na kolektoru 14.
Na obr. 5 je příklad kolektoru 14 ve formě otočně uložené válcovité klece.
Na obr. 6 je příklad kolektoru 14 ve formě stacionární kuželovité klece.
Následující příklady demonstrují různá provedení způsobu podle vynálezu. Rychlost vzduchu je uváděna primárně v l/min, v některých příkladech je přepočítána na přibližnou rychlost vzduchu v m/s na výstupu ze vzduchové trysky 5.
Pod pojmy „kyselina hyaluronová“, „hyaluronan“ a „nativní kyselina hyaluronová“ se vždy rozumí kyselina hyaluronová, její sodná sůl i směs kyseliny a sodné soli, není-li uvedeno jinak.
Příklad 1 gramy hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 0,67 gramu polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa se dispergují v 27,4 ml 2-propanolu. Ke vzniklé disperzi se za intenzivního míchání přidá 86,1 ml vody, roztok se míchá do úplného rozpuštění polymeru po dobu 8 hodin za teploty 21 °C za vzniku roztoku o koncentraci 1,81 % hmotn. hyaluronanu sodného a 0,60 % hmotn. polyethylenoxidu. Zvlákňovací roztok 9 se poté naplní do kartuše pneumatického dávkovacího zařízení 8, kartuše se uzavře a připojí se k tlakovému vzduchu o přetlaku +6,0 bar (600 kPa) do rozpuštění bublin plynu na dobu 6 hodin. Následně se zvlákňovací roztok 9 zvlákní na zařízení znázorněném na obr. 1. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačuje extruzním dílcem 11, kterým je zahnutá tupá dávkovací jehla délky 12,7 mm o vnitřním průměru 160 mikrometrů rychlostí 0,1 ml/min. Dávkovací jehla je souose umístěna pod vzduchovou tryskou 5, která je tvořena bodovou tryskou horkovzdušné pistole Wagner FURNO 750 tak, že konec dávkovací jehly se nachází 15 mm pod základním výstupním otvorem 4 vzduchové trysky 5. Vzduchová tryska 5 vyfukuje sušicí vzduch o teplotě 140 °C a absolutní vlhkosti 6 g/m3 objemovým průtokem 280 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 17 m/s. Sušicí vzduch je usměrňován válcem 13 umístěným souose s dávkovací jehlou, tento válec 13 vnitřního průměru 3,7 cm a délky 27,5 cm začíná v hloubce 1 cm pod koncem dávkovací jehly. Vznikající vlákna 12 jsou proudem vzduchu unášena na kolektor 14 tvaru válce o průměru 15 cm tvořeného 38 příčkami tloušťky 3 mm (znázorněn na obr. 5) otáčející se rychlostí 2 otáček za minutu umístěný v hloubce 100 cm pod dávkovací jehlou. Povrch kolektoru 14 je potažen folií z polytetrafluorethylenu. Vzniklá vlákna 12 o
- 13 CZ 2023 - 120 A3 průměru 0,8 až 5,5 mikrometrů byla z kolektoru 14 snímána v podobě tenkých vrstev, které byly sbaleny do objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 2 gramy hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 0,67 gramu polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa se dispergují v 27,4 ml 2-propanolu. Ke vzniklé disperzi se za intenzivního míchání přidá 86,1 ml vody, roztok se míchá do úplného rozpuštění polymeru po dobu 19 hodin za teploty 22 °C za vzniku roztoku o koncentraci 1,81 % hmotn. hyaluronanu sodného a 0,60 % hmotn. polyethylenoxidu. Zvlákňovací roztok 9 se poté naplní do kartuše pneumatického dávkovacího zařízení 8, kartuše se uzavře a připojí se k tlakovému vzduchu o přetlaku +5,5 bar (550 kPa) do rozpuštění bublin plynu na dobu 5 hodin. Následně se zvlákňovací roztok 9 zvlákní na zařízení znázorněném na obr. 2. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačuje extruzním dílcem 11, kterým je tupá dávkovací jehla délky 6,4 mm o vnitřním průměru 160 mikrometrů rychlostí 0,1 ml/min. Dávkovací jehla je souose umístěna ve středu vzduchové trysky 5, konec jehly se nachází 20 mm pod koncem vzduchové trysky 5. Sušicí vzduch proudí ze vzduchové trysky 5 výstupním otvorem 4 tvaru mezikruží s vnitřním průměrem 19 mm a vnějším průměrem 25 mm, sušicí vzduch má teplotu 100 °C a absolutní vlhkost 0,2 g/m3 a proudí objemovým průtokem 400 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 32 m/s. Vznikající vlákna 12 jsou proudem vzduchu unášena na stacionární kolektor 14 (znázorněn na obr. 6) tvaru převráceného jehlanu umístěného ve válcové nádobě o výšce 12 cm a vnitřním průměru 26 cm, boční hrany jehlanu tvoří 12 příček délky 34 cm a tloušťky 2 mm a protilehlé boční hrany spolu svírají úhel 90°. Dno válcové nádoby, která je součástí kolektoru 14, se nachází v hloubce 112 cm pod dávkovací jehlou. Povrch kolektoru 14 je pokryt folií z polytetrafluorethylenu. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,5 až 2,2 mikrometry na příčkách kolektoru přímo vytvářejí objemný 3D materiál (vatu).
Příklad 3 gramů hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 76 kDa a 2,5 gramu polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa se dispergují v 45,4 ml 2propanolu. Ke vzniklé disperzi se za intenzivního míchání přidá 83,2 ml vody, roztok se míchá do úplného rozpuštění polymeru po dobu 18 hodin za teploty 24 °C za vzniku roztoku o koncentraci 7,62 % hmotn. hyaluronanu sodného a 1,91 % hmotn. polyethylenoxidu. Zvlákňovací roztok 9 se poté naplní do kartuše pneumatického dávkovacího zařízení 8, kartuše se uzavře a připojí se k tlakovému vzduchu o přetlaku +5,0 bar (500 k Pa) do rozpuštění bublin plynu na dobu 4 hodin. Následně se zvlákňovací roztok 9 zvlákní na zařízení znázorněném na obr. 3A. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačuje extruzním dílcem 11, kterým je tupá dávkovací jehla délky 6,4 mm o vnitřním průměru 160 mikrometrů rychlostí 0,04 ml/min. Dávkovací jehla je souose umístěna v základním výstupním otvoru 4 vzduchové trysky 5 o průměru 3 mm, konec jehly se nachází 1 mm nad spodní stranou těla trysky 5. Tímto základním výstupním otvorem 4 proudí vzduch o teplotě 30 °C a absolutní vlhkosti 0,2 g/m3 objemovým průtokem 30 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 71 m/s. Tento vzduch odnáší proud zvlákňovacího roztoku 9 do proudu ohřátého vzduchu o teplotě 185 °C a absolutní vlhkosti 0,2 g/m3 a objemovém průtoku 200 l/min vycházejícího současně ze dvou doplňkových otvorů 4a, 4b trysky 5, které navzájem svírají úhel 90° a které mají průřez tvaru obdélníku o stranách 2 a 30 mm a jsou od sebe vzdáleny 20 mm. Kanálkem 15 na chladicí kapalinu o průměru 4 mm protéká voda o teplotě 10 °C objemovým průtokem 250 ml/min. Vznikající vlákna 12 jsou proudem vzduchu unášena na stacionární kolektor 14 (znázorněn na obr. 6) tvaru převráceného jehlanu umístěného ve válcové nádobě o výšce 12 cm a vnitřním průměru 26 cm, boční hrany jehlanu tvoří 12 příček délky 34 cm a tloušťky 2 mm a protilehlé boční hrany spolu svírají úhel 90°. Dno válcové nádoby, která je součástí kolektoru 14, se nachází v hloubce 124 cm pod dávkovací jehlou. Povrch kolektoru 14 je pokryt folií z polytetrafluorethylenu. Vzniklá vlákna 12 o průměru 5 až 20 mikrometrů na příčkách kolektoru 14 přímo vytvářejí objemný 3D materiál (vatu).
- 14 CZ 2023 - 120 A3
Příklad 4 gramy hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 0,67 gramu polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa se dispergují v 70 ml 2-propanolu. Ke vzniklé disperzi se za intenzivního míchání přidá 67,2 ml vody, roztok se míchá do úplného rozpuštění polymeru po dobu 16 hodin za teploty 20 °C za vzniku zvlákňovacího roztoku 9 o koncentraci 1,60 % hmotn. hyaluronanu sodného a 0,53 % hmotn. polyethylenoxidu. Zvlákňovací roztok 9 se poté naplní do plastového dávkovacího zařízení 8, kterým je injekční stříkačka, která se vloží do stříkačkové pumpy. Následně se zvlákňovací roztok 9 zvlákní na zařízení znázorněném na obr. 4. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačuje extruzním dílcem 11, kterým je zahnutá tupá dávkovací jehla délky 12,7 mm o vnitřním průměru 160 mikrometrů, rychlostí 0,01 ml/min. Dávkovací jehla je souose umístěna ve vzduchové trysce 5 tvořené polyamidovou hadičkou o vnitřním průměru 4 mm tak, že konec jehly přesahuje o 1 mm konec hadičky. Vzduchová tryska 5 vyfukuje sušicí vzduch o teplotě 29 °C a absolutní vlhkosti 0,2 g/m3 objemovým průtokem 15 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 20 m/s. Vznikající vlákna 12 jsou proudem vzduchu unášena na kolektor 14 tvaru válce o průměru 7 cm otáčející se rychlostí 40 otáček za minutu umístěný ve vzdálenosti 30 cm od dávkovací jehly. Povrch kolektoru 14 je pokryt fólií z nízkohustotního polyethylenu. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,4 až 10 mikrometrů byla z kolektoru 14 snímána v podobě tenkých vrstev, které byly sbaleny do 3D útvaru (vaty) (obr. 7).
Příklad 5
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval tupou dávkovací jehlou o vnitřním průměru 340 mikrometrů rychlostí 0,4 ml/min. Vznikající vlákna 12 byla proudem vzduchu unášena na kolektor 14 tvaru válce o průměru 15 cm otáčející se rychlostí 6 otáček za minutu umístěný v hloubce 74 cm pod dávkovací jehlou. Povrch kolektoru 14 byl pokryt netuženou polyesterovou pleteninou Zuzana (výrobce: SILK & PROGRESS). Vzniklá netkaná textilie má plošnou hmotnost 93 g/m2 a je tvořena vlákny 12 o průměru 10 až 82 mikrometrů. Takto připravená netkaná textilie je z kolektoru 14 sejmuta spolu s polyesterovou pleteninou, na které je nanesena, a může být takto použita jako výsledný dvojvrstvý výrobek, nebo může být netkaná textilie z polyesterové pleteniny sejmuta (obr. 8A; obr. 8B).
Příklad 6
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 3,01 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 1,15 MDa a 0,60 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 3 gramů hyaluronanu sodného, 0,6 gramu polyethylenoxidu, 72,0 ml vody a 30,6 ml 2propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,7 až 5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 7
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 0,55 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa a 0,55 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 1 gramu hyaluronanu sodného, 1 gramu polyethylenoxidu, 90,5 ml vody a 115,2 ml 2propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,6 až 1,8 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
- 15 CZ 2023 - 120 A3
Příklad 8
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,59 % hmotn. lauroylu hyaluronanu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 0,3 MDa a obsahu vázané kyseliny laurové 16,4 % hmotn. a 1,59 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 2 gramů lauroylu hyaluronanu, 2 gramů polyethylenoxidu, 67,2 ml vody a 70,0 ml 2-propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,08 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 2 až 9 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 9
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,60 % hmotn. lauroylu hyaluronanu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 1,06 MDa a obsahu vázané kyseliny laurové 6,5 % hmotn. a 0,80 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 2 gramů lauroylu hyaluronanu, 1 gramu polyethylenoxidu, 67,2 ml vody a 70,0 ml 2-propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1,5 až 4 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 9).
Příklad 10
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 3,57 % hmotn. chloramidu hyaluronanu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 0,1 MDa a stupni substituce 96 % a 0,51 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 5 gramů chloramidu hyaluronanu, 0,71 gramů polyethylenoxidu, 87,3 ml vody a 59,8 ml 2-propanolu. Jako kolektor 14 byl použit pacemaker Biotronik Actros DR nasazený na osu kolektoru 14 otáčející se rychlostí 13,5 otáčky za minutu v hloubce 45 cm pod dávkovací jehlou. Vzniklá netkaná textilie pokrývající pacemaker má plošnou hmotnost 42 g/m2 a je tvořena vlákny 12 o průměru 0,5-2,5 mikrometrů (obr. 10A; obr. 10B).
Příklad 11
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 3,47 % hmotn. 3-(2-furanyl)akryloyl esteru hyaluronanu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 98 kDa a stupni substituce 12,5 % a 0,50 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven ze 4 gramů 3-(2-furanyl)akryloyl esteru hyaluronanu, 0,57 gramů polyethylenoxidu, 88,6 ml vody a 28,2 ml 2-propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,06 ml/min. Vznikající vlákna 12 byla proudem vzduchu unášena na kolektor 14 tvaru válce o průměru 15 cm otáčející se rychlostí 24 otáček za minutu umístěný v hloubce 74 cm pod dávkovací jehlou. Povrch kolektoru 14 byl pokryt fólií z polytetrafluorethylenu. Vzniklá netkaná textilie, kterou lze z povrchu kolektoru 14 snadno sejmout, má plošnou hmotnost 7 g/m2 a je tvořena vlákny 12 o průměru 0,5 až 2,5 mikrometrů. Zesítění 3-(2-furanyl)akryloyl esteru hyaluronanu obsaženého v textilii bylo provedeno v zařízení UVP Crosslinker CL-3000 (Analytik Jena), kde byla textilie po dobu 60 minut vystavena záření o vlnové délce 302 nm a energetické intenzitě 350 μJ/cm2. Pro ověření nerozpustnosti byl vzorek textilie umístěn do demineralizované vody při teplotě 23 °C, po 2 týdnech byla vlákenná struktura zachována (obr. 11A; obr. 11B).
Příklad 12
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,92 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa a 0,64 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 100 kDa byl
- 16 CZ 2023 - 120 A3 připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 0,67 gramů polyethylenoxidu, 56,0 ml vody a 58,4 ml 2-propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 4 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 13
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,39 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa a 1,92 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 400 kDa byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 1,6 gramů polyethylenoxidu a 80 ml vody. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 14
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,34 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa a 0,29 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 5 MDa byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 0,25 gramů polyethylenoxidu a 83,3 ml vody. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,5 až 6 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 12).
Příklad 15
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,35 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa a 3,76 % hmotn. polyvinylpyrrolidonu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 1,3 MDa byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 3,2 gramů polyvinylpyrrolidonu a 80 ml vody. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,25 až 6 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 13).
Příklad 16
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,66 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa a 1,78 % hmotn. polyvinylpyrrolidonu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 1,3 MDa byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 1,33 gramů polyvinylpyrrolidonu, 57,4 ml vody a 18,3 ml 2-propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,5 až 9 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 17
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,63 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 3,48 % hmotn. pullulanu byl připraven z 3 gramů hyaluronanu sodného, 3,96 gramů pullulanu a 107,1 ml vody. Viskozita 10% hmotn. vodného roztoku použitého pullulanu při 30 °C je 141 mPa^s. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 4 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 18
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,97 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 1,97 % hmotn. pullulanu byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 2 gramů pullulanu,
- 17 CZ 2023 - 120 A3 ml vody a 18,7 ml 2-propanolu. Viskozita 10% hmotn. vodného roztoku použitého pullulanu při 30 °C je 141 mPa^s. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,7 až 3,5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 14).
Příklad 19
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 4,17 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 76 kDa a 12,5 % hmotn. pullulanu byl připraven z 5 gramů hyaluronanu sodného, 15 gramů pullulanu a 100 ml vody. Viskozita 10% hmotn. vodného roztoku použitého pullulanu při 30 °C je 141 mPa^s. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 20
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,14 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 0,11 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 0,1 gramu polyethylenoxidu, 50,4 ml vody a 52,5 ml 2propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,16 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,6 až 5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 21
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,93 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 1,29 % hmotn. polyvinylpyrrolidonu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 1,3 MDa byl připraven z 1,17 gramů hyaluronanu sodného, 0,78 gramů polyvinylpyrrolidonu, 26,4 ml vody a 40,9 ml ethanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 8 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 22
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,55 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa a 0,62 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 0,98 gramů hyaluronanu sodného, 0,39 gramů polyethylenoxidu, 46,1 ml vody a 19,6 ml acetonu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,4 až 4 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 23
Postupovalo se stejně jako v příkladu 1, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,64 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,05 MDa, 1,64 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa a 0,41 % hmotn. chloridu vápenatého byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 2 gramů polyethylenoxidu, 0,5 gramů chloridu vápenatého a 117,6 ml vody. Absolutní vlhkost sušicího vzduchu byla 4 g/m3 a sušicí vzduch nebyl usměrňován válcem. Kolektor 14 byl umístěný v hloubce 80 cm pod dávkovací jehlou. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 6 mikrometrů byla z kolektoru 14 snímána v podobě tenkých vrstev, které byly sbaleny do objemného 3D útvaru (vaty).
- 18 CZ 2023 - 120 A3
Příklad 24
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 2,66 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa, 1,78 % hmotn. polyvinylpyrrolidonu o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 1,3 MDa a 0,018 % hmotn. oktenidin-dihydrochloridu byl připraven z 3 gramů hyaluronanu sodného, 2 gramů polyvinylpyrrolidonu, 0,02 gramu oktenidin-dihydrochloridu, 86,1 ml vody a 27,4 ml 2propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,16 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,5 až 10 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 15).
Příklad 25
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,96 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,12 MDa, 0,65 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa, 0,118 % hmotn. tartrazinu a 0,013 % hmotn. Patentní modř VF byl připraven z 1,5 gramu hyaluronanu sodného, 0,5 gramu polyethylenoxidu, 90 miligramů tartrazinu, 10 miligramů Patentní modř VF, 59,6 ml vody a 19,0 ml 2-propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,5 až 20 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 16).
Příklad 26
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 5,46 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 85 kDa, 1,82 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa a 1,82 % hmotn. sodné soli karboxymethylcelulózy o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 700 kDa byl připraven z 6 gramů hyaluronanu sodného, 2 gramů polyethylenoxidu, 2 gramů karboxymethylcelulózy a 100 ml vody. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,12 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1 až 5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
V podstatě stejného výsledku lišícího se pouze nahrazením karboxymethylcelulózy oxycelulózou lze dosáhnout stejným postupem pouze s tím rozdílem, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 5,46 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 85 kDa, 1,82 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa a 1,82% hmotn. oxycelulózy (Okcel Ca-L, Synthesia a.s., Česká republika) se připraví z 6 gramů hyaluronanu sodného, 2 gramů polyethylenoxidu, 2 gramů oxycelulózy a 100 ml vody. Vzniklá vlákna 12 mají průměr 0,4 až 1,4 mikrometrů a z kolektoru 14 se sejmou v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 27
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval extruzním dílcem 11, kterým je dávkovací jehla o vnitřním průměru 210 mikrometrů, rychlostí 0,08 ml/min. Ohřátý vzduch měl teplotu 80 °C a jeho objemový průtok byl 300 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 42 m/s. Vzniklá vlákna 12 o průměru 2 až 8 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 28
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval dávkovací jehlou o vnitřním průměru 210 mikrometrů rychlostí 0,08 ml/min. Základním výstupním otvorem 4 ve středu vzduchové trysky 5, ve kterém byla souose umístěn extruzní dílec
- 19 CZ 2023 - 120 A3
11, kterým je dávkovací jehla, proudil vzduch o teplotě 32 °C objemovým průtokem 60 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 142 m/s. Ohřátý vzduch měl teplotu 231 °C a jeho objemový průtok byl 150 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 21 m/s. Vzniklá vlákna 12 o průměru 9 až 25 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 29
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval dávkovací jehlou o vnitřním průměru 210 mikrometrů rychlostí 0,08 ml/min. Výstupním otvorem 4 ve středu vzduchové trysky 5, ve kterém byla souose umístěna dávkovací jehla, proudil vzduch o teplotě 29 °C objemovým průtokem 40 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 94 m/s. Ohřátý vzduch měl teplotu 105 °C a jeho objemový průtok byl 400 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 56 m/s. Vzniklá vlákna 12 o průměru 1,5 až 9 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 17).
Příklad 30
Postupovalo se stejně jako v příkladu 2, jen s tím rozdílem, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval extruzním dílcem 11, kterým byla kuželová dávkovací jehla Tecdia ARQUE-S o vnitřním průměru 100 mikrometrů. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,5 až 2,5 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 18).
Příklad 31
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval extruzním dílcem 11, kterým byla dávkovací jehla o vnitřním průměru 410 mikrometrů rychlostí 0,2 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 20 až 70 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty) (obr. 19).
Příklad 32
Postupovalo se stejně jako v příkladu 2, jen s těmi rozdíly, že extruzním dílcem 11 byla dávkovací jehla, která měla 4 kapiláry délky 20 mm o vnitřním průměru 200 mikrometrů a tupé konce kapilár tvořily vrcholy čtverce o straně 4,5 mm, zvlákňovací roztok 9 byl vytlačován rychlostí 0,1 ml/min na jednu kapiláru. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,3 až 10 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 33
Postupovalo se stejně jako v příkladu 5, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval dávkovací jehlou o vnitřním průměru 210 mikrometrů rychlostí 0,08 ml/min. Povrch kolektoru 14 byl pokryt fólií z nízkohustotního polyethylenu (LDPE). Vzniklá netkaná textilie, kterou lze z povrchu kolektoru 14 snadno sejmout, má plošnou hmotnost 11 g/m2 a je tvořena vlákny 12 o průměru 5 až 20 mikrometrů.
Příklad 34
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 3,07 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 86 kDa a 2,05 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 2,5 gramů hyaluronanu sodného, 1,67 gramů polyethylenoxidu, 46,4 ml vody a 39,4 ml 2propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval dávkovací jehlou o vnitřním průměru 210 mikrometrů rychlostí 0,52 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 6 až 60 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě porézní netkané textilie.
- 20 CZ 2023 - 120 A3
Příklad 35
Postupovalo se stejně jako v příkladu 4, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval rychlostí 0,1 ml/min, objemový průtok sušicího vzduchu byl 75 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 100 m/s, a vzdálenost kolektoru 14 od dávkovací jehly byla 50 cm. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,25 až 5 mikrometrů byla z kolektoru 14 snímána v podobě tenkých vrstev, které byly sbaleny do 3D útvaru (vaty).
Příklad 36
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 1,60 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 2,15 MDa a 0,53 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 2 gramů hyaluronanu sodného, 0,67 gramů polyethylenoxidu, 67,2 ml vody a 70 ml 2propanolu. Základním výstupním otvorem 4 ve středu vzduchové trysky 5, ve kterém byla souose umístěna dávkovací jehla, tedy extruzní dílec 11, proudil vzduch o teplotě 28 °C objemovým průtokem 50 l/min, což odpovídá průměrné rychlosti vzduchu 118 m/s. Ze dvou doplňkových výstupních otvorů 4a, 4b trysky 5 neproudil žádný vzduch. Vzniklá vlákna 12 o průměru 0,6 až 3,2 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Příklad 37
Postupovalo se stejně jako v příkladu 3, jen s těmi rozdíly, že zvlákňovací roztok 9 o obsahu 20,3 % hmotn. hyaluronanu sodného o hmotnostně střední molekulové hmotnosti 30 kDa a 1,63 % hmotn. polyethylenoxidu o viskozitně střední molekulové hmotnosti 1 MDa byl připraven z 25 gramů hyaluronanu sodného, 2 gramů polyethylenoxidu, 72,0 ml vody a 30,6 ml 2propanolu. Zvlákňovací roztok 9 se vytlačoval extruzním dílcem 11, kterým byla dávkovací jehla o vnitřním průměru 340 mikrometrů rychlostí 0,36 ml/min. Vzniklá vlákna 12 o průměru 41 až 88 mikrometrů byla z kolektoru 14 sejmuta v podobě objemného 3D útvaru (vaty).
Claims (10)
1. Způsob přípravy vláken na bázi kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo na bázi ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo na bázi derivátu kyseliny hyaluronové metodou suchého zvlákňování a/nebo solution blow spinningu, vyznačující se tím, že se připraví zvlákňovací roztok, který obsahuje:
- 0,5 až 22 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové, přičemž ve vodě rozpustná kovová nebo nekovová sůl kyseliny hyaluronové je vybrána ze skupiny zahrnující Na+, K+, Li+, Ca2+, Mg2+, Ag+, Au+, Zn2+, Cu2+, NH+ sůl kyseliny hyaluronové a derivát kyseliny hyaluronové je vybrán ze skupiny zahrnující chloramid hyaluronanu, 3-(2-furanyl)akryloyl ester hyaluronanu, tyramin hyaluronanu, benzylester hyaluronanu, ethylester hyaluronanu a acylované deriváty hyaluronanu vybrané ze skupiny zahrnující kapronoyl-, kapryloyl-, kaprinoyl-, lauroyl-, myristoyl-, palmitoyl-, stearoyl- a oleoyl hyaluronan,
- 0,1 až 13 % hmotn. polymeru usnadňujícího zvlákňování vybraného ze skupiny sestávající z polyethylenoxidu, polyvinylpyrrolidonu, polyvinylalkoholu a pullulanu,
- 0 až 54 % hmotn. organického rozpouštědla a
- 44 až 98 % hmotn. vody, a po úplném rozpuštění polymeru se zvlákňovací roztok vytlačuje extruzním dílcem s alespoň jedním otvorem o průměru 80 až 410 μm rychlostí 0,01 až 0,52 ml/min do proudu sušicího vzduchu za vzniku vláken, která jsou unášena na kolektor.
2. Způsob přípravy vláken podle nároku 1, vyznačující se tím, že zvlákňovací roztok obsahuje: - 1 až 22 % hmotn. kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli nebo ve vodě rozpustné směsi kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové,
- 0,25 až 3 % hmotn. polymeru usnadňujícího zvlákňování,
- 30 až 45 % hmotn. organického rozpouštědla, kterým je izopropylalkohol, a
- 52 až 68 % hmotn. vody.
3. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že polymerem usnadňujícím zvlákňování je polyethylenoxid o viskozitně střední molekulové hmotnosti v rozmezí 0,4 až 1 MDa.
4. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se použije zvlákňovací roztok obsahující derivát kyseliny hyaluronové, kterým je chloramid hyaluronanu, nebo směs derivátu kyseliny hyaluronové, kterým je chloramid hyaluronanu, a nativní kyseliny hyaluronové, přičemž stupeň substituce chloramidu hyaluronanu je v rozmezí 0,1 až 100 %, s výhodou 50 až 100 %.
5. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že hmotnostně střední molekulová hmotnost kyseliny hyaluronové a/nebo její ve vodě rozpustné kovové nebo nekovové soli a/nebo derivátu kyseliny hyaluronové je v rozmezí 10 kDa až 2,5 MDa.
6. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že organické rozpouštědlo je vybráno ze skupiny zahrnující methanol, tetrahydrofuran, methylacetát, methylethylketon, 1,2-dimethoxyethan, acetonitril, izopropylalkohol, 1-propanol, ethanol a aceton.
7. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že zvlákňovací roztok se připraví tak, že se nejprve kyselina hyaluronová a/nebo její ve vodě rozpustná kovová nebo nekovové sůl nebo ve vodě rozpustná směs kovových a/nebo nekovových solí kyseliny hyaluronové a/nebo derivát kyseliny hyaluronové disperguje v organickém rozpouštědle a k vzniklé disperzi se
- 22 CZ 2023 - 120 A3 za intenzivního míchání přidá voda, načež se roztok míchá až do úplného rozpuštění polymeru po dobu 1 až 24 hodin při teplotě 20 až 30 °C.
8. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se připravený zvlákňovací roztok naplní do kartuše, která se uzavře a připojí k tlakovému vzduchu o přetlaku +500 až +700 kPa na dobu 1 až 8 hodin za účelem rozpuštění bublin plynu.
9. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že zvlákňovací roztok dále obsahuje další polymer, s výhodou karboxymethyl celulózu nebo oxycelulózu, a/nebo farmaceuticky a/nebo kosmeticky přijatelnou nízkomolekulární látku vybranou ze skupiny zahrnující antibakteriální činidla, s výhodou oktenidin-dihydrochlorid nebo karbethopendeciniumbromid, antivirotika, s výhodou acyclovir, antimykotika, s výhodou klotrimazol nebo terbinafin, léčiva, s výhodou lidokain-hydrochlorid, vitamíny, s výhodou riboflavin, rostlinné extrakty, s výhodou bisabolol, surfaktanty, s výhodou polysorbát 80, peptidy, s výhodou antimikrobiální peptidy, s výhodou cathelicidine LL-37, pexiganan MSI-78, WR-12, peptidy podporující hojení ran, s výhodou dalargin, TP-508, biotin-GHK, hormonální peptidy, s výhodou lysipressin, terlipressin, barviva, s výhodou Patentní modř VF.
10. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že teplota sušicího vzduchu je 15 až 250 °C, s výhodou 15 až 190 °C, a absolutní vlhkost sušicího vzduchu je 0 až 14 g/m3, s výhodou 0 až 2 g/m3, a rychlost sušicího vzduchu je 1,6 až 315 m/s, s výhodou 5 až 260 m/s.
11. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že se vlákna deponují na kolektor, který je pokrytý inertním materiálem s nízkou povrchovou energií, s výhodou polytetrafluorethylenem nebo polyethylenem, ze kterého se vlákna snadno sejmou, nebo na kolektor, který je pokryt textilií, s výhodou polyesterovou pleteninou, která zůstane součástí výsledného výrobku.
12. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že se vlákna deponují na kolektor, kterým je implantovatelný zdravotnický prostředek.
13. Způsob přípravy vláken podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že vlákna mají průměr 100 nm až 100 μm a že na kolektoru vytvoří netkanou 2D nebo 3D textilii o plošné hmotnosti 0,1 až 120 g/m2.
14. Zařízení pro provádění způsobu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že obsahuje:
- extruzní dílec (11) obsahující průchozí kanálek, který má přívodní otvor pro přívod zvlákňovaného roztoku (9) a alespoň jeden výdejní otvor (11a) pro výdej zvlákňovaného roztoku (9), a
- vzduchovou trysku (5), jejíž základní výstupní otvor (4) pro výstup vzduchu je uspořádaný pro směrování vystupujícího vzduchu do oblasti obklopující výdejní otvor (11a) extruzního dílce (11) souběžně s osou výdejního otvoru (11a) extruzního dílce (11), vzduchová tryska (5) obsahuje doplňkové výstupní otvory (4a, 4b), které jsou uspořádané pro směrování doplňkového proudu vzduchu do oblasti pod výdejním otvorem (11a) do proudu vzduchu ze základního výstupního otvoru (4) pod úhlem 30 až 60°, lépe 40 až 50°, nejlépe 45°,
- alespoň jeden chladicí kanálek (15) pro vedení chladicí kapaliny stěnami vzduchové trysky (5).
15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že obsahuje kolektor (14), který je uspořádaný s odstupem od extruzního dílce (11) a k jehož sběrné ploše je přivrácený výdejní otvor (11a) extruzního dílce (11).
16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že kolektor (14) je ve formě válce, válce tvořeného příčkami, převráceného jehlanu tvořeného příčkami, nebo ve formě implantovatelného zdravotnického prostředku.
- 23 CZ 2023 - 120 A3
17. Zařízení podle nároku 14 nebo 15 nebo 16, vyznačující se tím, že obsahuje fokusační dílec (13) uspořádaný mezi kolektorem (14) a výdejním otvorem (11a) extruzního dílce (11) a obsahující průchozí dutinu, jejíž osa je totožná s osou výdejního otvoru (11a).
18. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 14 až 17, vyznačující se tím, že základní výstupní otvor 5 (4) vzduchové trysky (5) je prstencovitý nebo kruhový, a uspořádaný souose s výdejním otvorem (11a) extruzního dílce (11) a/nebo základní výstupní otvor (4) vzduchové trysky (5) je uspořádán dále od kolektoru (14) než výdejní otvor (11a).
19. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 14 až 18, vyznačující se tím, že obsahuje kompresor (1) pro přívod vzduchu do vzduchové trysky (5).
10 20. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 14 až 19, vyznačující se tím, že obsahuje topné těleso (2) pro ohřev vzduchu přiváděného do doplňkových výstupních otvorů (4a, 4b) vzduchové trysky (5).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2023-120A CZ2023120A3 (cs) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | Způsob přípravy vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu |
PCT/CZ2024/050016 WO2024199558A1 (en) | 2023-03-28 | 2024-03-27 | Method of production of fibers and a device for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2023-120A CZ2023120A3 (cs) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | Způsob přípravy vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ310133B6 CZ310133B6 (cs) | 2024-09-18 |
CZ2023120A3 true CZ2023120A3 (cs) | 2024-09-18 |
Family
ID=91076753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2023-120A CZ2023120A3 (cs) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | Způsob přípravy vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2023120A3 (cs) |
WO (1) | WO2024199558A1 (cs) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118895607A (zh) * | 2024-10-09 | 2024-11-05 | 苏州大学 | 利用溶液喷吹技术的聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5040888B2 (ja) * | 2008-10-17 | 2012-10-03 | 旭硝子株式会社 | 繊維の製造方法および触媒層の製造方法 |
CZ302994B6 (cs) * | 2010-12-31 | 2012-02-08 | Cpn S.R.O. | Hyaluronová vlákna, zpusob jejich prípravy a použití |
JP5535389B1 (ja) * | 2012-10-22 | 2014-07-02 | 株式会社リメディオ | 乾式紡糸装置、不織布製造装置、および紡糸方法 |
CZ308492B6 (cs) * | 2013-10-25 | 2020-09-23 | Contipro A.S. | Kosmetická kompozice na bázi kyseliny hyaluronové, způsob její přípravy a použití |
DE102016125182A1 (de) * | 2016-12-21 | 2018-06-21 | Groz-Beckert Kg | Verfahren zur Herstellung von Fasern und Vliesstoffen durch Solution-Blow-Spinnen und damit hergestellter Vliesstoff |
EP4559487A3 (en) * | 2018-12-12 | 2025-08-20 | Wild Type, Inc. | Synthetic food compositions |
-
2023
- 2023-03-28 CZ CZ2023-120A patent/CZ2023120A3/cs unknown
-
2024
- 2024-03-27 WO PCT/CZ2024/050016 patent/WO2024199558A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ310133B6 (cs) | 2024-09-18 |
WO2024199558A1 (en) | 2024-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Muthukrishnan | An overview on electrospinning and its advancement toward hard and soft tissue engineering applications | |
Elahi et al. | Core-shell fibers for biomedical applications-a review | |
Elsabee et al. | Chitosan based nanofibers, review | |
Mokhena et al. | A review on electrospun bio-based polymers for water treatment | |
Geng et al. | Electrospinning of chitosan dissolved in concentrated acetic acid solution | |
Rostamitabar et al. | Drug‐eluting medical textiles: From fiber production and textile fabrication to drug loading and delivery | |
US9044410B2 (en) | Filament based on hyaluronic acid in the form of free acid and method for obtaining it | |
Gu et al. | High-efficiency production of core-sheath nanofiber membrane via co-axial electro-centrifugal spinning for controlled drug release | |
Aznar-Cervantes et al. | Influence of the protocol used for fibroin extraction on the mechanical properties and fiber sizes of electrospun silk mats | |
Gultekinoglu et al. | Preparation of poly (glycerol sebacate) fibers for tissue engineering applications | |
EP3658197B1 (en) | Electrospun nanofibers and membrane | |
Yukseloglu et al. | Biomaterial applications of silk fibroin electrospun nanofibres | |
WO2024199558A1 (en) | Method of production of fibers and a device for carrying out the method | |
Matsuda et al. | Preparation of chitosan nanofiber tube by electrospinning | |
CZ2013913A3 (cs) | Objemný nanovlákenný materiál na bázi kyseliny hyaluronové, jejích solí nebo jejich derivátů, způsob jeho přípravy, způsob jeho modifikace, modifikovaný nanovlákenný materiál, nanovlákenný útvar a jejich použití | |
Ardestani et al. | The improvement of the sodium caseinate based electrospun nanofiber by modifying solvent system: Study of microstructure and physical properties | |
US20250230582A1 (en) | Method of production of fibers and a device for carrying out the method | |
Das et al. | Electrospinning: the state of art technique for the production of nanofibers and nanofibrous membranes for advanced engineering applications | |
Lim et al. | Preparation of cellulose-based nanofibers using electrospinning | |
Sebe et al. | Polymers and formulation strategies of nanofibrous systems for drug delivery application and tissue engineering | |
Goudarzi et al. | Control of drug release from cotton fabric by nanofibrous mat | |
Corradini et al. | Preparation of polymeric mats through electrospinning for technological uses | |
CZ310134B6 (cs) | Způsob přípravy vláken | |
Sunar et al. | Elektroeğrilmiş nanoliflerin ilaç taşıyıcı sistem olarak ve doku mühendisliğinde kullanımı | |
AlJbour et al. | Fabrication of blended chitosan nanofibers by the free surface wire electrospinning |