CZ303911B6 - Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby - Google Patents
Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303911B6 CZ303911B6 CZ20120549A CZ2012549A CZ303911B6 CZ 303911 B6 CZ303911 B6 CZ 303911B6 CZ 20120549 A CZ20120549 A CZ 20120549A CZ 2012549 A CZ2012549 A CZ 2012549A CZ 303911 B6 CZ303911 B6 CZ 303911B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanofibres
- tetraalkoxysilane
- sol
- immobilized
- organic
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 9
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 8
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 7
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 7
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 5
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- VGKONPUVOVVNSU-UHFFFAOYSA-N naphthalen-1-yl acetate Chemical compound C1=CC=C2C(OC(=O)C)=CC=CC2=C1 VGKONPUVOVVNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 108090000371 Esterases Proteins 0.000 description 1
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 1
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 1
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 1
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 241000588770 Proteus mirabilis Species 0.000 description 1
- 241000588767 Proteus vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010041925 Staphylococcal infections Diseases 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007922 dissolution test Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000001744 histochemical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 208000015688 methicillin-resistant staphylococcus aureus infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNXZLZNEIYFZGU-UHFFFAOYSA-N n-(4-amino-2,5-diethoxyphenyl)benzamide Chemical compound C1=C(N)C(OCC)=CC(NC(=O)C=2C=CC=CC=2)=C1OCC CNXZLZNEIYFZGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006053 organic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 229940007042 proteus vulgaris Drugs 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 1
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 1
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 1
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/70—Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
- D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
- D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
- A61K47/6921—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
- A61K47/6923—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being an inorganic particle, e.g. ceramic particles, silica particles, ferrite or synsorb
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
- A61K47/6953—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a fibre, a textile, a slab or a sheet
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
- A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
- A61K9/5115—Inorganic compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
- A61K9/5192—Processes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0004—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing inorganic materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
- A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L26/0066—Medicaments; Biocides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
- C04B35/6224—Fibres based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
- C04B35/62844—Coating fibres
-
- 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
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/402—Amides imides, sulfamic acids
- D06M13/415—Amides of aromatic carboxylic acids; Acylated aromatic amines
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/402—Amides imides, sulfamic acids
- D06M13/418—Cyclic amides, e.g. lactams; Amides of oxalic acid
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M16/00—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic
- D06M16/003—Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic with enzymes or microorganisms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/12—Nanosized materials, e.g. nanofibres, nanoparticles, nanowires, nanotubes; Nanostructured surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/441—Alkoxides, e.g. methoxide, tert-butoxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5264—Fibers characterised by the diameter of the fibers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2400/00—Specific information on the treatment or the process itself not provided in D06M23/00-D06M23/18
- D06M2400/01—Creating covalent bondings between the treating agent and the fibre
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens, která je tvorena ciste kremicitými nanovlákny s povrchem modifikovaným aminoalkylalkoxysilanem a s následne imobilizovanými organickými agens. Zpusob výroby nanovlákenné struktury s imobilizovaným organickým agens, u kterého se z výchozího solu syntetizovaného metodou sol-gel z tetraalkoxysilanu elektrostatickým zvláknováním vytvorí ciste kremicitá nanovlákna, která se následne tepelne zpracují a následne se povrch nanovláken modifikuje roztokem aminoalkylalkoxysilanu, nacez se na takto modifikovaný povrch nanovláken imobilizují organická agens.
Description
Vynález se týká nanovlákenné struktury s imobilizovaným organickým agens.
Vynález se také týká způsobu výroby nanovlákenné struktury s imobilizovaným organickým agens.
Dosavadní stav techniky
V řadě medicínských nebo biotechnologických aplikací se funkční organická agens (léky, enzymy atd.) aplikují přidáním do příslušného prostředí, ve kterém mají tato agens působit, tj. aplikují se do rány, nebo do biochemického reaktoru atd. Někdy je však nutné značně předimenzovat potřebné dávky funkčního organického agens, protože v místě aplikace agens dochází ke ztrátám agens jeho rozptýlením nebo vyplavováním (typicky např. u vyplavování antibiotik z rány apod.), neboje nezbytné aplikaci často obnovovat. Toto však může způsobit průnik aplikovaných agens do dalších oblastí organismu a způsobovat nežádoucí vedlejší účinky nebo naopak nedostatečnou účinnost aplikovaných agens.
Při biochemických aplikacích se již přidané organické agens (většinou enzym) zpravidla nepodaří zpětně izolovat z oblasti aplikace pro další použití, např. pro použití v další výrobní dávce, a je tak nezbytné přidat do další výrobní dávky nové množství funkčního organického agens. Tím však značně stoupají náklady a navíc produkt reakce obsahuje volný enzym, který je z hlediska dalšího použití produktu nežádoucí.
Výše popsané nedostatky je možno eliminovat nebo alespoň omezit pomocí imobilizace organických agens na vhodné substráty, tj. pokud možno trvalým, nebo alespoň co nejdéle trvajícím, zachycením organických agens na vhodné nosiče. Nezbytnou podmínkou, kromě vyhovující stability imobilizace organických agens na substrátu, je však také zachování účinnosti a funkce agens a také dostatečné množství imobilizovaného agens.
Množství imobilizovaného agens na substrátu přitom závisí na počtu vhodných vazebných míst pro imobilizaci a na měrném povrchu substrátu. Z tohoto hlediska jsou obzvláště výhodným substrátem nanovlákna, protože mají měrný povrch v jednotkách až desítkách m2/g při zachování vhodných mechanických vlastností, díky nimž je možno vytvořit tvarovatelné nanovlákenné vrstvy, které lze do rány nebo do držáku v biochemickém reaktoru lehce vložit a po ukončení aplikace je lze opět vyndat.
Z CZ PV 2003 - 2421, respektive z WO 2005024101, je znám postup výroby nanovláken elektrostatickým zvlákňováním. V CZ PV 2003 - 2421, respektive ve WO 2005024101, však nejsou podrobněji specifikovány polymemí roztoky pro přípravu nanovláken.
V dokumentu WO 2009018104 je pro přípravu křemičitých nanovláken jako výchozí prekurzor používán methyltrimethoxysilan. Bez tepelného zpracování nanovláken podle WO 2009018104 nebo při nízkých teplotách tepelného zpracování nanovláken podle WO 2009018104 mají tato nanovlákna v důsledku přítomnosti methylskupin na svém povrchu hydrofobní vlastnosti a vykazují nízký počet Si-OH skupin na povrchu potřebných pro případnou následnou modifikaci povrchu aminoalkylalkoxysilanem. Z těchto důvodů není řešení podle WO 2009018104 vhodné pro přípravu výchozích křemičitých nanovláken pro následnou modifikaci povrchu a imobilizaci organických agens.
- 1 CZ 303911 B6
Dokumenty JP 20040041335, JP 20040161234 a JP 20040243580 popisují přípravu organickoanorganického nanovlákenného kompozitu složeného z pravidelné kostry polyethylenimidových vláken s vrstvami oxidu křemičitého nanesenými metodou sol-gel. Výsledný kompozitní materiál má sloužit k záchytu nebo koncentraci různých látek v připravené struktuře, k záchytu žádaných částic však dochází pouze jako u filtru, tj. v mezerách mezi jednotlivými nanovlákny, nebo prostou adsorpcí žádaných částic do objemu nanovlákenného kompozitu.
Balicí papír podle KR 20090058155 je vyrobený z nanovláken, která byla získána elektrostatickým zvlákňováním biodegradabilního organického polymeru s přídavkem sólu oxidu křemičitého a dusičnanu stříbrného. Výsledný produkt má antiseptické a antibakteriální vlastnosti avšak není uzpůsoben pro imobilizaci organických agens.
KR 20100058372 uvádí přípravu katalyzátoru z mezoporézních nanovláken oxidu křemičitého připravených růstem z plynné fáze a následným zavedením katalyzátoru pomocí sílánu na povrch a do pórů takto vytvořených nanovláken. Výsledný produkt je deklarován jako katalyzátor různých organických reakcí a neslouží pro imobilizaci organických agens.
Nedostatkem dosavadního stavu techniky je absence vytvoření dostatečně biochemicky stabilní struktury schopné dostatečně vysoké, účinné a časově stálé imobilizace organickými agens.
Cílem tohoto vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo nanovlákennou strukturou s imobilizovaným organickým agens, jejíž podstata spočívá v tom, že je tvořena čistě křemičitými nanovlákny s povrchem modifikovaným reakcí s aminoalkylalkoxysilanem s následnou imobilizaci organické agens na modifikovaném povrchu peptidickou a/nebo vodíkovou vazbou.
Křemičitá nanovlákna jsou vhodná zejména z důvodu vysoké stability při biochemických reakcích a kvůli rozpouštění se v tělních tekutinách. U křemičitých nanovláken je rychlost rozpouštění v tělních tekutinách řízena teplotou tepelného zpracování křemičitých nanovláken, takže nanovlákna lze po předem určené době aplikace z rány vyndat i s imobilizovaným agens a případně zbytky křemičitých nanovláken uvolněné v místě aplikace, např. v ráně nebo v bioreaktoru, např. ulomením apod., se v tělních tekutinách nebo v bioreaktoru dodatečně rychle rozpustí bez vedlejších negativních důsledků. Křemičitá nanovlákna mají i další výhodu spočívající v tom, že jejich povrch obsahující vysoké množství Si-OH skupin je velmi dobře modifikovatelný reakcemi, při kterých jsou na tyto Si-OH skupiny kovalentní vazbou navázány aminoalkylalkoxysilany, které následně svojí aminoskupinou zajišťují vznik relativně pevné peptidické a/nebo o něco slabší vodíkové vazby s imobilizovanými organickými agens.
Podstata způsobu výroby nanovlákenné struktury s imobilizovaným organickým agens spočívá v tom, že se připraví výchozí sol metodou sol-gel z tetraalkoxysilanu, načež se tento sol zvlákní metodou elektrostatického zvlákňování, poté se takto zvlákňováním vytvořená nanovlákenná struktura tepelně zpracuje, následně se povrchově modifikuje aminoalkylalkoxysilanem a potom se nanovlákenná struktura vystaví působení roztoku organických agens, v němž se organická agens imobilizuje peptidickou a/nebo vodíkovou vazbou na povrchu nanovláken nanovlákenné struktury.
Základem tohoto řešení je proto vytvoření nanovlákenné struktury, např. ve formě nanovlákenné vrstvy, z čistě křemičitých nanovláken metodou elektrostatického zvlákňování sólu vytvořeného metodou sol-gel z tetraalkoxysilanu za kyselé katalýzy a bez pomocných organických polymerů. Pro získání sólu s vhodnými vlastnostmi pro elektrostatické zvlákňování je nutné dodržet molámí
-2CZ 303911 B6 poměr vody ku tetraalkoxysilanu k = [H2O]/[tetraalkoxysilan] v rozmezí hodnot k= 1,6 až 3, molámí poměr kyseliny ku tetraalkoxysilanu m = [HA]/[tetraalkoxysilan] v rozmezí hodnot m = 0,001 až 1 a sol před zvlákňováním zahustit odpařením rozpouštědla na obsah SiO2 v sólu v rozmezí hodnot 28 až 44 hmotn. %. Touto metodou lze připravit čistě křemičitá nanovlákna o středním průměru v rozmezí 100 až 1000 nm (podle podmínek přípravy výchozího sólu a podmínek elektrostatického zvlákňování), která již tvoří nanovlákennou strukturu (vrstvu) přímo použitelnou pro následující operace bez nutnosti odstranění pomocných látek tepelným zpracováním při vysokých teplotách. Měrný povrch takto připravené nanovlákenné struktury (vrstvy) se pohybuje v jednotkách až desítkách m2/g a tím je zajištěn velký povrch pro imobilizaci organických agens i při nanovlákenné struktuře ve formě tenké nanovlákenné vrstvy.
Na výsledné vlastnosti nanovlákenné struktury, např. na počet aktivních Si-OH skupin pro následnou vazbu aminoalkylalkoxysilanu a na chemickou odolnost nanovlákenné struktury proti vodě a proti tělním tekutinám, má zásadní vliv dodatečné tepelné zpracování nanovlákenné vrstvy před imobilizací organickými agens. Morfologie křemičitých nanovláken se až do teplot kolem 850 °C, kdy přecházejí do formy křemenného skla, prakticky nemění (až na mírné zmenšení jejich průměru v důsledku zhuštění struktury při vysokých teplotách). Během tepelného zpracování křemičitých nanovláken se však postupně snižuje chemická rozpustnost nanovláken a také počet aktivních Si-OH skupin pro následnou vazbu aminoalkylalkoxysilanu. Dostatečná chemická rozpustnost křemičitých nanovláken v tělních tekutinách je nutná, protože velikost případných úlomků nanovláken uvolněných při manipulaci s nanovlákennou strukturou a jejich náhodném vdechnutí je již v oblasti velikostí částic s prokázanou karcinogenitou při dlouhodobém lokálním působení (doby nad 40 dní). Při dynamickém a statickém testu rozpouštění křemičitých nanovláken (střední průměr kolem 180 nm) v simulované plicní tekutině byla rychlost rozpouštění nanovláken silně závislá na teplotě tepelného zpracování nanovláken. Při nízkých teplotách tepelného zpracování nanovláken (180 °C/2 hodiny) se nanovlákna rozpouštěla během 7 dní a lze je tedy považovat za bezpečná při manipulaci a náhodném vdechnutí úlomků. Při vyšších teplotách tepelného zpracování se však rozpustnost nanovláken v tělních tekutinách postupně snižovala, takže je nutné takto tepelně zpracovaná nanovlákna považovat za potenciálně karcinogenní.
Většina lékařsky nebo biochemicky aktivních organických agens obsahuje karboxylovou (-COOH) nebo alespoň hydroxylovou (-COH) skupinu. Pro dosažení potřebné míry a spolehlivosti imobilizace takovýchto organických agens na povrch křemičitých nanovláken je však nutné povrch nanovláken modifikovat tak, aby na nich byly pevně vázané aminoskupiny, se kterými karboxylové skupiny tvoří peptidickou vazbu, respektive se kterými tvoří hydroxylové skupiny vodíkovou vazbu. Tím se dosáhne dostatečné imobilizace organických agens na povrchu nanovláken. Povrch nanovláken je proto modifikován roztokem aminoalkylalkoxysilanu, který se póly kondenzací přes alkoxyskupiny naváže kovalentní vazbou na povrchové Si-OH skupiny křemičitých nanovláken a volnou aminoalkylskupinou zajišťuje primární funkční aminoskupinu pro vznik peptidické a/nebo vodíkové vazby s organickým agens. Vznik této vazby mezi aminoskupinou a organickým agens je již při použití vhodného rozpouštědla nebo prostředí (vodné, alkoholické nebo jiné organické roztoky) samovolný. Imobilizace organických agens na povrchu křemičitých nanovláken s povrchem modifikovaným dle tohoto vynálezu je dostatečně pevná na to, aby při následné aplikaci nanovlákenné struktury s imobilizovaným organickým agens, např. ve vodném prostředí nebo v prostředí tělních tekutin, jako jsou otevřené rány apod., docházelo pouze k působení organických agens bez jejich uvolňování z nanovlákenné struktury nebo aby k případnému uvolňování imobilizovaných organických agens docházelo pouze v malé, rozuměj co nejmenší, míře. Tím je umožněno dosáhnout dlouhodobé, kontaktní a vysoké koncentrace organických agens v místě aplikace bez vyplavování organických agens z místa aplikace a bez nadměrného uvolňování z místa aplikace.
-3 CZ 303911 B6
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález bude popsán na příkladech vytvoření nanovlákenné struktury ve formě vrstvy čistě křemičitých nanovláken s modifikovaným povrchem, na kterém jsou imobilizována organická agens. Vynález je také v dalším textu dokumentován konkrétními příklady provedení, jimiž však nejsou popsány všechny možnosti uskutečnění vynálezu, přičemž tyto zde blíže nepopsané možnosti jsou průměrnému odborníkovi při znalosti tohoto vynálezu zřejmé z tohoto textu bez vynaložení další vynálezecké činnosti.
Příklad 1
Výchozí sol pro přípravu čistě křemičitých nanovláken byl připraven modifikovanou metodou sol-gel. 400 ml tetraethoxysilanu bylo rozpuštěno v 330 ml izopropylalkoholu a byly přidány voda a HC1 tak, aby molární poměr k = [H2O]/[tetraalkoxysilan] byl k = 2,3 a molární poměr m = [HCI]/[tetraalkoxysilan] byl m = 0,01. Po proběhnutí hydrolyzačních a polykondenzačních reakcí byl sol zahuštěn odpařením rozpouštědla na obsah 36 hmotn. % SiO2.
Připravený sol byl použit k elektrostatickému zvlákňování při napětí 50 kV a vzdálenosti elektrody od sběrného povrchu nanovláken 15 cm. Střední velikost (průměr) takto vyrobených nanovláken byla 180 nm. Výsledná nanovlákenná struktura byla ve formě vrstvy nanovláken tepelně zpracována při 180 °C po dobu 2 hodiny v sušárně a následně byla, pro provedení modifikace povrchu čistě křemičitých nanovláken, ponořena do 2% roztoku 3-aminopropyltriethoxysilanu v bezvodém ethanolu po dobu 1 hodiny při laboratorní teplotě. Takto modifikovaná nanovlákenná struktura byla následně třikrát promyta bezvodým ethanolem a pro imobilizaci organických agens ponořena do 2% roztoku tetracyklinu nebo penicilinu v bezvodém ethanolu na dobu 2 hodin při laboratorní teplotě. Na závěr byla nanovlákenná struktura s již imobilizovaným antibiotikem (organickým agens) propláchnuta dvakrát bezvodým ethanolem a byla volně vysušena v exsikátoru.
Funkčnost nanovlákenné struktury s imobilizovaným antibiotikem byla ověřena pomocí antibakteriálních testů na vybraném spektru patogenních bakteriálních kmenů, které činí problémy zejména v dermatologii. Konkrétně se jednalo o bakteriální kmeny Staphylococcus aureus, MRSA, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Próteus vulgaris, Próteus mirabilis a Pseudomonas aeruginosa. Vzorky nanovlákenné struktury s imobilizovaným antibiotikem byly umístěny do středu Petriho misky, na které bylo vyočkováno příslušné bakteriální inokulum vybraného bakteriálního kmene. Vzorky byly inkubovány v termostatu po dobu 24 hodin při teplotě 37 °C. Dále byla hodnocena velikost tzv. halo zón (tj. oblastí kolem nanovlákenné struktury s imobilizovaným antibiotikem).
Výsledky antibakteriálních testů byly vynikající, velikost testovaných halo zón byla hodnocena jako 100% inhibiční schopnost antibiotika na vybrané patogenní bakteriální kmeny. Tím byla potvrzena imobilizace obou antibiotik na nanovlákennou strukturu z čistě křemičitých nanovláken s modifikovaným povrchem dle tohoto vynálezu bez ztráty funkčnosti.
Příklad 2
Výchozí sol pro přípravu čistě křemičitých nanovláken byl připraven modifikovanou metodou sol-gel. 400 ml tetraethoxysilanu bylo rozpuštěno v 330 ml izopropylalkoholu a byly přidány voda a HC1 tak, aby molární poměr k = [H2O]/[tetraalkoxysilan] byl k = 2,0 a molární poměr m = [HCl]/[tetraalkoxysilan] byl m = 0,01. Po proběhnutí hydrolyzačních a polykondenzačních reakcí byl sol zahuštěn odpařením rozpouštědla na obsah 40 hmotn. % SiO2.
-4CZ 303911 B6
Připravený sol byl použit k elektrostatickému zvlákňování při napětí 50 kV a vzdálenosti elektrody od sběrného povrchu nanovláken 15 cm. Střední velikost (průměr) připravených nanovláken byla 580 nm. Výsledná nanovlákenná struktura byla ve formě vrstvy tepelně zpracována při teplotě 180 °C po dobu 2 hodiny v sušárně a následně byl povrch nanovláken modifikován ponořením nanovlákenné struktury do čerstvě připraveného 2% roztoku 3-aminopropyltrimethoxysilanu v destilované vodě na dobu 1 hodiny při laboratorní teplotě. Nanovlákenná struktura s takto modifikovaným povrchem byla třikrát promyta destilovanou vodou a jednou roztokem fosfátového pufru (pH= 7,2) a následně byla pro imobilizaci organických agens ponořena do 2% roztoku enzymu esterázy nebo lipázy ve fosfátovém pufru na dobu 10 minut při laboratorní teplotě. Na závěr byla nanovlákenná struktura s již imobilizovaným enzymem dvakrát propláchnuta fosfátovým pufrem a byla volně vysušena v laboratorním prostředí.
Imobilizace enzymů na nanovlákenné struktuře byla ověřena pomocí histochemické azokopulační reakce alfa-naftylacetátu a chromogenního barviva s enzymem. Roztok alfa-naftylacetátu a barviva Fast Blue BB ve fosfátovém pufru tvoří s enzymem v mikroskopu viditelná barevná depozita imobilizovaného enzymu, která jsou jeho průkazem. Testy byly provedeny jako srovnávací oproti nanovlákenné struktuře z čistě křemičitých nanovláken bez imobilizace enzymů dle tohoto vynálezu, přičemž na této srovnávací nanovlákenné struktuře bez enzymů nebyla pozorována žádná výše popsaná depozita.
Claims (11)
1. Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens, vyznačující se tím, že je tvořena čistě křemičitými nanovlákny s povrchem modifikovaným aminoalkylalkoxysilanem a s následně imobilizovanými organickými agens.
2. Způsob výroby nanovlákenné struktury s imobilizovaným organickým agens, vyznačující se tím, že z výchozího sólu syntetizovaného metodou sol-gel z tetraalkoxysilanu se elektrostatickým zvlákňováním vytvoří čistě křemičitá nanovlákna, která se následně tepelně zpracují a následně se povrch nanovláken modifikuje roztokem aminoalkylalkoxysilanu, načež se na takto modifikovaný povrch nanovláken imobilizují organická agens.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že výchozí sol je připraven metodou sol-gel z roztoku tetraalkoxysilanu v alkoholu s přídavkem vody za kyselé katalýzy řízenou hydrolýzou a polykondenzací a zahuštěním oddestilováním rozpouštědla na viskozitu potřebnou pro elektrostatické zvlákňování.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že alkoholem je ethanol nebo izopropylalkohol, kyselou katalýzu hydrolýzy a polykondenzace tetraalkoxysilanu zajišťuje přídavek anorganické nebo organické kyseliny, výchozí molární poměr vody ku tetraalkoxysilanu k = [H2O]/[tetraalkoxysilan] je v rozmezí hodnot k= 1,6 až 3, molámí poměr kyseliny ku tetraalkoxysilanu m = [HA]/[tetraalkoxysilan] je v rozmezí hodnot m = 0,001 až 1 a sol je před zvlákňováním zahuštěn odpařením rozpouštědla na obsah SiO2 v sólu v rozmezí hodnot 28 až 44 % hmotn.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že tetraalkoxysilanem je tetraethoxysilan a kyselinou je kyselina chlorovodíková nebo dusičná.
6. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se elektrostatickým zvlákňováním vytvoří čistě křemičitá nanovlákna o středním průměru 100 až 1000 nm, která se následně tepelně zpracují v rozmezí teplot 30 až 900 °C po dobu 10 minut až 10 hodin.
-5CZ 303911 B6
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že čistě křemičitá nanovlákna se tepelně zpracují při teplotě v rozmezí 150 °C až 250 °C po dobu 1 až 3 hodiny.
5
8. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že roztok aminoalkylalkoxysilanuje ve vodě, alkoholu nebo jiném organickém rozpouštědle a má koncentraci 0,1 až 10 % hmotn.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že aminoalkylalkoxidem je 3aminopropyltriethoxysilan nebo 3-aminopropyltrimethoxysilan.
10. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že organická agens se na modifikovaný povrch nanovláken imobilizují v kapalném prostředí po dobu 30 vteřin až 48 hodin.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že kapalným prostředím jsou voda, 15 vodný roztok biochemického pufru, ethanol, izopropylalkohol nebo aceton a doba imobilizace je v rozmezí od 3 minut do 24 hodin.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20120549A CZ303911B6 (cs) | 2012-08-14 | 2012-08-14 | Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby |
EP12818872.9A EP2884968A1 (en) | 2012-08-14 | 2012-12-10 | Nanofiber structure with immobilized organic agens and the method of its preparation |
PCT/CZ2012/000128 WO2014026656A1 (en) | 2012-08-14 | 2012-12-10 | Nanofiber structure with immobilized organic agens and the method of its preparation |
US14/421,256 US20150240411A1 (en) | 2012-08-14 | 2012-12-10 | Nanofiber structure with immobilized organic substance and the method of its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20120549A CZ303911B6 (cs) | 2012-08-14 | 2012-08-14 | Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2012549A3 CZ2012549A3 (cs) | 2013-06-19 |
CZ303911B6 true CZ303911B6 (cs) | 2013-06-19 |
Family
ID=47605254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20120549A CZ303911B6 (cs) | 2012-08-14 | 2012-08-14 | Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150240411A1 (cs) |
EP (1) | EP2884968A1 (cs) |
CZ (1) | CZ303911B6 (cs) |
WO (1) | WO2014026656A1 (cs) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3617173A1 (en) | 2018-12-14 | 2020-03-04 | Fyzikální ústav AV CR, v.v.i. | Use of a layer for surface protection and/or preservation of a tangible cultural heritage |
CZ309644B6 (cs) * | 2021-10-14 | 2023-06-07 | Technická univerzita v Liberci | Biokompatibilní a biodegradabilní netkaná vlákenná struktura s obsahem submikronových vláken na bázi oxidu křemičitého, biogenních iontů a funkčním povrchem pro vazbu aktivních látek a způsob její výroby |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201720462A (zh) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 昱程科技股份有限公司 | 生物載體 |
WO2017186201A1 (en) | 2016-04-26 | 2017-11-02 | Pardam, S.R.O. | Precursor fibers intended for preparation of silica fibers, method of manufacture thereof, method of modification thereof, use of silica fibers |
CZ306773B6 (cs) * | 2016-04-26 | 2017-06-28 | Pardam, S.R.O. | Prekurzorové vlákno určené pro přípravu křemíkových vláken, způsob jeho výroby, způsob jeho modifikace a jeho použití |
CN107383401B (zh) * | 2017-07-03 | 2020-10-27 | 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 | 一种表面枝接磺胺类药物基团的抗菌ncc薄膜的制备方法 |
JP7445979B2 (ja) * | 2018-04-02 | 2024-03-08 | アメリカン ナノ, エルエルシー | シリカ繊維を含有する、局所適用組成物 |
CN113061596B (zh) * | 2021-03-29 | 2023-07-14 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种固定化酶催化剂及其制备方法及其在合成维生素a棕榈酸酯中的应用 |
EP4166699A1 (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-19 | Technicka univerzita v Liberci | Biocompatible and biodegradable fibrous structure containing silica-based submicron fibers, biogenic ions and with a functional surface for binding active substances and a method of its production |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ20032421A3 (cs) * | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu |
WO2009018104A2 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Dow Corning Corporation | Fiber structure and method of making same |
KR20090058155A (ko) * | 2007-12-04 | 2009-06-09 | 주식회사 에이엠오 | 기능성이 부가된 나노섬유를 이용한 포장지 |
KR20100058372A (ko) * | 2008-11-24 | 2010-06-03 | 서울대학교산학협력단 | 경질 주형안에서 제조된 메조 기공 실리카 나노 섬유를 이용한 촉매로의 응용 및 이의 촉매 활성도 조절 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60318136T2 (de) | 2002-02-13 | 2008-12-04 | Société de Technologie Michelin | Vorrichtung zur Befestigung von einem Modul eines Reifenüberwachungssystem auf ein Rad |
JP3990215B2 (ja) | 2002-07-10 | 2007-10-10 | 株式会社ニデック | 眼科用レーザ治療装置 |
JP4317371B2 (ja) | 2003-02-12 | 2009-08-19 | 新日本製鐵株式会社 | エンボス加工樹脂フィルム被覆金属板の製造における冷却制御方法 |
CN100556944C (zh) * | 2006-10-16 | 2009-11-04 | 中国科学院化学研究所 | 纳米二氧化硅微粒增强的超疏水聚苯乙烯薄膜及其制备方法 |
US9023743B2 (en) * | 2009-01-14 | 2015-05-05 | Japan Vilene Company, Ltd. | Inorganic fiber structure and process for producing same |
-
2012
- 2012-08-14 CZ CZ20120549A patent/CZ303911B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2012-12-10 EP EP12818872.9A patent/EP2884968A1/en not_active Withdrawn
- 2012-12-10 US US14/421,256 patent/US20150240411A1/en not_active Abandoned
- 2012-12-10 WO PCT/CZ2012/000128 patent/WO2014026656A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ20032421A3 (cs) * | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu |
WO2009018104A2 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Dow Corning Corporation | Fiber structure and method of making same |
KR20090058155A (ko) * | 2007-12-04 | 2009-06-09 | 주식회사 에이엠오 | 기능성이 부가된 나노섬유를 이용한 포장지 |
KR20100058372A (ko) * | 2008-11-24 | 2010-06-03 | 서울대학교산학협력단 | 경질 주형안에서 제조된 메조 기공 실리카 나노 섬유를 이용한 촉매로의 응용 및 이의 촉매 활성도 조절 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3617173A1 (en) | 2018-12-14 | 2020-03-04 | Fyzikální ústav AV CR, v.v.i. | Use of a layer for surface protection and/or preservation of a tangible cultural heritage |
CZ309644B6 (cs) * | 2021-10-14 | 2023-06-07 | Technická univerzita v Liberci | Biokompatibilní a biodegradabilní netkaná vlákenná struktura s obsahem submikronových vláken na bázi oxidu křemičitého, biogenních iontů a funkčním povrchem pro vazbu aktivních látek a způsob její výroby |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150240411A1 (en) | 2015-08-27 |
CZ2012549A3 (cs) | 2013-06-19 |
WO2014026656A8 (en) | 2014-04-17 |
WO2014026656A1 (en) | 2014-02-20 |
EP2884968A1 (en) | 2015-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ303911B6 (cs) | Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby | |
Villanueva et al. | Antimicrobial activity of starch hydrogel incorporated with copper nanoparticles | |
Tian et al. | Antibacterial applications and safety issues of silica‐based materials: A review | |
CN110678066A (zh) | 生产植物生长基质的方法 | |
CN101411898B (zh) | 一种有机/无机复合抗菌导尿管及其制备方法 | |
Colilla et al. | Amino− Polysiloxane Hybrid Materials for Bone Reconstruction | |
CN102793949B (zh) | 一种具有生物活性的CaO-SiO2/PAA复合膜材料的制备方法 | |
Kaplan et al. | Controlled delivery of ampicillin and gentamycin from cellulose hydrogels and their antibacterial efficiency | |
Kaya et al. | Aerogels as promising materials for antibacterial applications: A mini-review | |
Ibrahim et al. | Bioactive and antibacterial metal implant composite coating based on Ce-doped nanobioactive glass and chitosan by electrophoretic deposition method | |
JP7091491B2 (ja) | 超親水性・長い寿命を持つ有機ケイ素第四級アンモニウム塩抗菌・抗ウイルスガラスの製造工程 | |
Wu et al. | Sodium alginate coupled with organosilane quaternary ammonium salt for the antibacterial application | |
CN105641734A (zh) | 一种缓释型细菌纤维素基抗菌剂的制备方法 | |
Si et al. | A study of hybrid organic/inorganic hydrogel films based on in situ-generated TiO 2 nanoparticles and methacrylated gelatin | |
Haufe et al. | Biocidal nanosol coatings | |
WO2021248098A1 (en) | Graftable biocidal linkers and polymers and uses thereof | |
US20240285010A1 (en) | Coating and fabric using antimicrobial porous membrane | |
CN105254913B (zh) | 一种表面兼有抗菌性和生物相容性的聚酯材料及制备与应用 | |
Ubhale et al. | Antimicrobial sol–gel coating: a review | |
CN106729997A (zh) | 一种有机‑无机杂化可控释放抗菌药物的聚合物多层膜的制备方法 | |
CZ2016735A3 (cs) | Mezoporézní materiál na bázi oxidu křemičitého pro řízené uvolňování aktivních látek a jeho použití | |
CN105251051B (zh) | 一种表面兼有抗菌性和生物相容性的材料及制备与应用 | |
CZ34116U1 (cs) | Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens | |
KR102189710B1 (ko) | 항균 나노 코팅 조성물 및 그를 이용한 항균 나노 코팅방법 | |
Zhao et al. | Preparation of effective antibacterial composites of low-density polyethylene modified with quaternary ammonium functionalized zinc oxide nanoparticles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220814 |