CZ34116U1 - Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens - Google Patents
Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34116U1 CZ34116U1 CZ2020-37178U CZ202037178U CZ34116U1 CZ 34116 U1 CZ34116 U1 CZ 34116U1 CZ 202037178 U CZ202037178 U CZ 202037178U CZ 34116 U1 CZ34116 U1 CZ 34116U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- solution
- nanofibers
- nanofiber structure
- organic
- nanofiber
- Prior art date
Links
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims description 76
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 20
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 45
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- RDEIXVOBVLKYNT-VQBXQJRRSA-N (2r,3r,4r,5r)-2-[(1s,2s,3r,4s,6r)-4,6-diamino-3-[(2r,3r,6s)-3-amino-6-(1-aminoethyl)oxan-2-yl]oxy-2-hydroxycyclohexyl]oxy-5-methyl-4-(methylamino)oxane-3,5-diol;(2r,3r,4r,5r)-2-[(1s,2s,3r,4s,6r)-4,6-diamino-3-[(2r,3r,6s)-3-amino-6-(aminomethyl)oxan-2-yl]o Chemical compound OS(O)(=O)=O.O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC[C@@H](CN)O2)N)[C@@H](N)C[C@H]1N.O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC[C@H](O2)C(C)N)N)[C@@H](N)C[C@H]1N.O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N RDEIXVOBVLKYNT-VQBXQJRRSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 229940088679 drug related substance Drugs 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 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
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000001175 peptic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 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
-
- 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
- D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
- D01F11/10—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
- D01F11/14—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon with organic compounds, e.g. macromolecular compounds
-
- 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
- D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
- D01F11/10—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
- D01F11/16—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon by physicochemical methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4266—Natural fibres not provided for in group D04H1/425
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens
Oblast techniky
Technické řešení se týká nanovlákenné struktury s mobilizovaným organickým agens, kde nanovlákenná struktura obsahuje křemičitá nanovlákna s duálně (fýzikálně a chemicky) modifikovaným povrchem a na něm navázaným organickým agens.
Dosavadní stav techniky
V řadě medicínských nebo biotechnologických aplikací se funkční organická agens, jako jsou léky, enzymy atd., aplikují přidáním do příslušného prostředí, ve kterém mají tato agens působit, tj. aplikují in šitu např. do rány nebo do biochemického reaktoru atd. Někdy je však nutné značně předimenzovat potřebné dávky funkčního organického agens, protože v místě aplikace agens dochází k jejich ztrátám rozptýlením nebo vyplavováním, typicky např. u vyplavování antibiotik z rány apod., nebo je nezbytné aplikaci často obnovovat. Toto však může způsobit průnik aplikovaných agens do dalších oblastí organismu a způsobovat nežádoucí vedlejší účinky v podobě přetížení dalších orgánů či narušení funkce bioreaktoru nebo naopak nedostatečnou účinnost aplikovaných agens či neekonomičnost celé aplikace.
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 volnou aktivní látku, která 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 mobilizovaného agens.
Množství mobilizovaného agens na substrátu přitom závisí na počtu vhodných vazebných míst pro mobilizaci a na měrném povrchu substrátu. Z tohoto hlediska jsou obzvláště výhodným substrátem nanovlákna, protože mají vysoký měrný povrch v jednotkách až desítkách m2/g, tzv. vysoký specifický povrch, 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 2003-2421, respektive z WO 2005024101, je znám postup výroby nanovláken elektrostatickým zvlákňováním. V CZ 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 aminalkylalkoxysílaném. Z těchto důvodů není řešení podle WO 2009018104 vhodné pro přípravu výchozích křemičitých nanovláken pro následnou modifikaci povrchu a imobilizaci organických agens.
- 1 CZ 34116 U1
CZ 2012-549 popisuje nanovlákennou strukturu s imobilizovaným organickým agens, která je tvořena čistě křemičitými nanovlákny s povrchem modifikovaným aminoalkylalkoxysilanem a s následně mobilizovanými organickými agens. Tato nanovlákenná struktura se vyrábí tak, že se z výchozího sólu syntetizovaného metodou sol-gel z tetraalkoxysilanu elektrostatickým zvlákňováním vytvoří čistě křemičitá nanovlákna, která se následně tepelně zpracují a poté se povrch nanovláken modifikuje roztokem aminoalkylalkoxysilanu, načež se na takto modifikovaný povrch nanovláken imobilizují organická agens.
Z CZ 2015-406 je znám způsob výroby hybridní nanovlákenné struktury s imobilizovanými aktivními látkami spočívající vtom, že se provede příprava výchozího hybridního sólu metodou sol-gel, a to tak, že základní reakční směs obsahující tetraalkoxysilan je obohacena o podíl aminopropyltriethoxysílánu, načež takto připravený hybridní sol je následně zvlákněn, přičemž dále vytvořená nanovlákenná struktura je tepelně stabilizována při specifických podmínkách, a to působením teploty do 200 °C, načež konečně takto vytvořená nanovlákenná vrstva s aktivním povrchem je vystavena působení roztoku k mobilizování vybrané aktivní látky, kde tato aktivní látka je prostřednictvím peptidických a/nebo vodíkových vazeb vázána na povrch uvedené nanovlákenné vrstvy. Technické řešení se také týká hybridní nanovlákenné struktury, vytvořené jako nanovlákenná prostorová struktura na bázi nanovláken aktivovaných -NH2 skupinami, kde na povrch nanovláken je navázána aktivní látka, a to vazbou peptidickou nebo vazbou vodíkovými můstky, přičemž přednostně se jedná o hybridní nanovlákennou strukturu vyrobenou způsobem, jak výše uvedeno, kde pak aktivní látkou je přednostně léčivá látka či léčivo. U takto připravených nanovlákenných struktur je však omezená dostupnost funkčních skupin dostupných na povrchu nanovláken k další vazbě aktivních agens.
Jsou také známé práce zabývající se opracováním nanovlákenné struktury křemičitých nanovláken plazmatem za účelem zvýšení účinnosti modifikace povrchu křemičitých nanovláken pro zvýšení množství aminoskupin immobilizovatelných na povrch křemičitých nanovláken.
Nedostatkem dosavadního stavu techniky je stále přetrvávající omezení v množství aminoskupin immobilizovatelných na povrch křemičitých nanovláken.
Cílem tohoto řešení je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména zvýšit množství aminoskupin immobilizovatelných na povrch křemičitých nanovláken bez narušení jejich struktury a dalších vlastností.
Podstata technického řešení
Cíle technického řešení je dosaženo nanovlákennou strukturou s imobilizovaným organickým agens, jejíž podstata spočívá v tom, že křemičitá nanovlákna mají povrch fýzikálně modifikovaný nejdéle 5minutovým plazmatickým výbojem v kyslíkové, vzduchové nebo dusíkové atmosféře a následně chemicky modifikovaný aminoalkylalkoxysilanem s následně navázaným organickým agens.
Výhodou takové nanovlákenné struktury je zejména to, že při zachování výhodných vlastností křemičitých nanovláken vykazuje taková struktura vyšší počet aminoskupin immobilizovatelných na povrch křemičitých nanovláken, čímž je umožněno zvýšit množství navázaných organických agens na jednotku nanovláken a tím i koncentrace v místě aplikace bez vyplavování organických agens z místa aplikace. Nezanedbatelnou výhodou je také získání nanovláken, která jsou hydrofilní povahy, což zvyšuje dostupnost aminoskupin na povrchu nanováken pro konjugaci hydrofilních agens.
-2 CZ 34116 U1
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Technické řešení bude popsáno na příkladu uskutečnění nanovlákenné struktury tvořené křemičitými nanovlákny založeném na použití tetraethylorthosilikátu (TEOS) ve formě polymemího roztoku připraveného hydrolyzací a následnou polykondenzací TEOS v organickém rozpouštědle za přidání iniciátoru a následným odpařením rozpouštědla. Konkrétně se polymemí roztok získá pomalým přidáváním vodného roztoku do roztoku TEOS v alkoholu, zejména kvůli biokompatibilitě, zejména ethanolu, za stálého míchání. Po hydrolyzační reakci následuje reakce polykondenzační při zvýšené teplotě. Takto získaný polymemí roztok se následně zvlákňuje elektrostatickým zvlákňováním, čímž se vytvoří nanovlákenná struktura křemičitých nanovláken.
Následně je nanovlákenná struktura tepelně stabilizována při teplotě od 160 °C do 200 °C, ideálně při teplotě 180 °C, po dobu 2 hodin.
Poté se stabilizovaná nanovlákenná struktura povrchově upraví mikrovlnným plazmatem v kyslíkové, nebo vzduchové či dusíkové atmosféře při pokojové teplotě, tlaku 100 Pa, pn výkonu 800 W a průtoku 500 cm3/min (sccm - standard cubic centimeters per minuté), tj. 0,5 1/min.
Následně je nanovlákenná struktura silanizována roztokem ethanolu a (3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES), konkrétně 96% obj. ethanolu ředěného demineralizovanou vodou s koncentrací APTES 1 až 5 % obj., přičemž pH roztoku je upraveno na hodnotu <6. Následuje oplach reziduí silanizačního roztoku a dodatečná tepelná stabilizace při teplotě 110 °C po dobu 30 minut.
Následně se na tuto nanovlákennou strukturu provede imobilizace organického agens vystavením této nanovlákenné struktury působení roztoku organického agens a navázáním organického agens vodíkovou nebo peptickou vazbou na vysoké množství aktivovaných skupin na povrchu nanovláken této nanovlákenné struktury. Roztok imobilizováného organického agens může být díky zvýšené stabilitě anorganických nanovláken připraven jak ve vodě, tak v jiném organickém rozpouštědle, např. ethanol, dimethylsulfoxid atd.
Příklad 2
Technické řešení bude popsáno na příkladu uskutečnění nanovlákenné struktury tvořené křemičitými nanovlákny založeném na použití tetraethylorthosilikát (TEOS) ve formě polymemího roztoku připraveného hydrolyzací a následnou polykondenzací TEOS v organickém rozpouštědle za přidání iniciátom a následným odpařením rozpouštědla. Konkrétně se polymemí roztok získá pomalým přidáváním vodného roztoku do roztoku TEOS v alkoholu za stálého míchání. Po hydrolyzační reakci následuje reakce polykondenzační při zvýšené teplotě. Získaný polymemí roztok se následně zvlákňuje elektrostatickým zvlákňováním, čímž se vytvoří nanovlákenná struktura křemičitých nanovláken.
Následně je nanovlákenná struktura tepelně stabilizována při teplotě od 160 °C do 200 °C, ideálně při teplotě 180 °C, po dobu 2 hodin.
Poté se stabilizovaná nanovlákenná struktura povrchově upraví kořenovým výbojem ve vzduchové atmosféře při pokojové teplotě, tlaku -101 kPa (běžný atmosférický tlak), při výkonu 800 W a při posunu materiálu 1 m/min.
Následně je nanovlákenná struktura silanizována roztokem ethanolu a (3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES), konkrétně má silanizační roztok koncentraci 1 až 5% APTES v 96% obj. ethanolu a 4% obj. demineralizované vody, přičemž pH roztoku je
-3 CZ 34116 U1 upraveno na hodnotu <6. Následuje oplach reziduí silanizačního roztoku a dodatečná tepelná stabilizace při teplotě 110 °C po dobu 30 minut.
Následně se na tuto nanovlákennou strukturu provede imobilizace organického agens, například antibiotikem tetracyklinu v ethanolu.
Příklad 3
Technické řešení bude popsáno na příkladu uskutečnění nanovlákenné struktury tvořené křemičitými nanovlákny, založeném na použití tetraethylorthosilikát (TEOS) ve formě polymemího roztoku připraveného hydrolyzací a následnou polykondenzací TEOS v organickém rozpouštědle za přidání iniciátoru a následným odpařením rozpouštědla. Konkrétně se polymemí roztok získá pomalým přidáváním vodného roztoku do roztoku TEOS v alkoholu za stálého míchání. Po hydrolyzační reakci následuje reakce polykondenzační při zvýšené teplotě. Získaný polymemí roztok se následně zvlákňuje elektrostatickým zvlákňováním, čímž se vytvoří nanovlákenná struktura křemičitých nanovláken.
Následně je nanovlákenná struktura tepelně stabilizována při teplotě od 160 °C do 200 °C, ideálně při teplotě 180 °C, po dobu 2 hodin.
Poté se stabilizovaná nanovlákenná struktura povrchově upraví radiofrekvenčním plazmatem v kyslíkové, nebo vzduchové či dusíkové atmosféře při pokojové teplotě, tlaku 12 až 30 Pa, při výkonu 25 W a průtoku plynu 7 až 15 sccm.
Následně je nanovlákenná struktura silanizována roztokem ethanolu a (3-Aminopropyljtriethoxysílané (APTES), konkrétně 96 % 1 až 5% ethanolu a 4% 1 až 5 % demineralizované vody a s koncentrací APTES 1 až 5%, přičemž pH roztoku na hodnotu <6. Následuje oplach reziduí silanizačního roztoku a dodatečná tepelná stabilizace při teplotě 110 °C po dobu 30 minut.
Následně se na tuto nanovlákennou strukturu provede imobilizace organického agens, například enzymu ve vodném roztoku s podílem DMSO.
Příklad 4
Technické řešení bude popsáno na příkladu uskutečnění nanovlákenné struktury tvořené křemičitými nanovlákny založeném na použití tetraethylorthosilikát (TEOS) ve formě polymemího roztoku připraveného hydrolyzací a následnou polykondenzací TEOS v organickém rozpouštědle za přidání iniciátoru a následným odpařením rozpouštědla. Konkrétně se polymemí roztok získá pomalým přidáváním vodného roztoku do roztoku TEOS v alkoholu za stálého míchání. Po hydrolyzační reakci následuje reakce polykondenzační při zvýšené teplotě. Získaný polymemí roztok se následně zvlákňuje elektrostatickým zvlákňováním, čímž se vytvoří nanovlákenná struktura křemičitých nanovláken.
Následně je nanovlákenná struktura tepelně stabilizována při teplotě od 160 °C do 200 °C, ideálně při teplotě 180 °C, po dobu 2 hodin.
Poté se stabilizovaná nanovlákenná struktura povrchově upraví plazmatem založeném na Gliding Are výboji, při průtoku vzduchu tryskou 25 sccm a posunem materiálu 5 až 50 mm/s.
Následně je nanovlákenná struktura silanizována roztokem ethanolu a (3-Aminopropyl)triethoxysílané (APTES), konkrétně 96% obj. ethanolu a 4% obj. demineralizované vody a s koncentrací APTES 1 až 5%, přičemž pH roztoku bylo upraveno na hodnotu <6. Následuje oplach reziduí silanizačního roztoku a dodatečná tepelná stabilizace při teplotě 110 °C po dobu 30 minut.
-4 CZ 34116 U1
Následně se na tuto nanovlákennou strukturu provede imobilizace organického agens. Například antibiotikem gentamycin sulfát ve vodném roztoku.
Claims (1)
- NÁROK NA OCHRANU10 1. Nanovlákenná struktura s mobilizovaným organickým agens, kde nanovlákenná struktura obsahuje křemičitá nanovlákna s modifikovaným povrchem a na něm navázaným organickým agens, vyznačující se tím, že křemičitá nanovlákna mají povrch fýzikálně modifikovaný nejdéle 5minutovým plazmatickým výbojem v kyslíkové, vzduchové nebo dusíkové atmosféře a následně chemicky modifikovaný aminoalkylalkoxysilanem s následně navázaným organickým15 agens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37178U CZ34116U1 (cs) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37178U CZ34116U1 (cs) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34116U1 true CZ34116U1 (cs) | 2020-06-23 |
Family
ID=71132454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37178U CZ34116U1 (cs) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34116U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
2020
- 2020-01-28 CZ CZ2020-37178U patent/CZ34116U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2208582C2 (ru) | Средство для доставки, обеспечивающее непрерывное и/или регулируемое высвобождение биологически активных агентов | |
| Liu et al. | Smart H2O2-responsive drug delivery system made by halloysite nanotubes and carbohydrate polymers | |
| Deng et al. | Alginate modification via click chemistry for biomedical applications | |
| US6764690B2 (en) | Dissolvable oxides for biological applications | |
| Coradin et al. | Sol-gel chemistry in medicinal science | |
| Wang | Ordered mesoporous materials for drug delivery | |
| Simovic et al. | Silica materials in drug delivery applications | |
| De Gaetano et al. | Sol-gel processing of drug delivery materials and release kinetics | |
| CZ303911B6 (cs) | Nanovlákenná struktura s imobilizovaným organickým agens a zpusob její výroby | |
| Nieto et al. | Cell viability in a wet silica gel | |
| CZ34116U1 (cs) | Nanovlákenná struktura se zvýšenou povrchovou funkčností a s imobilizovanými organickými agens | |
| Sungkhaphan et al. | Antibacterial and osteogenic activities of clindamycin-releasing mesoporous silica/carboxymethyl chitosan composite hydrogels | |
| Lopes et al. | Silk fibroin hydroxyapatite composite thermal stabilisation of carbonic anhydrase | |
| Rodriguez-Gonzalez et al. | Tailorable low temperature silica-gelatin biomaterials for drug delivery | |
| Prokopowicz | Correlation between physicochemical properties of doxorubicin-loaded silica/polydimethylsiloxane xerogel and in vitro release of drug | |
| Munusamy et al. | Targeted drug delivery using silica xerogel systems to treat diseases due to intracellular pathogens | |
| Mofakham et al. | Progesterone release from PDMS-modified silica xerogels containing Ag nanoparticles | |
| Tilkin et al. | Protein encapsulation in functionalized sol–gel silica: influence of organosilanes and main silica precursors | |
| EP4166699A1 (en) | 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 | |
| CN114369960B (zh) | 光固化抗菌二氧化硅涂层的制备方法及其应用 | |
| LOVĚTINSKÁ-ŠLAMBOROVÁ et al. | Medical and biochemical applicability of silica nanofibers | |
| Rhee et al. | Synergistic effect of silanol group and calcium ion in chitosan membrane on apatite forming ability in simulated body fluid | |
| WO2023061520A1 (en) | 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 | |
| CZ2015406A3 (cs) | Způsob výroby hybridní, povrchově aktivní nanovlákenné struktury s imobilizovanými aktivními látkami a nanovlákenná struktura, vyrobená tímto způsobem | |
| Antovska et al. | Preparation and characterization of sol-gel processed spray dried silica xerogel microparticles as carriers of heparin sodium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200623 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20240125 |