Degradation behavior of polyester micro / nano fibrous materials

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F17%3A00004241" target="_blank" >RIV/46747885:24210/17:00004241 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/46747885:24410/17:00004241 RIV/46747885:24620/17:00004241

Result on the web

<a href="https://www.irsm.cas.cz/ext/biomaterialy/" target="_blank" >https://www.irsm.cas.cz/ext/biomaterialy/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Degradační chování polyesterových mikro/nano vlákenných materiálů

Original language description

Abstrakt Degradabilní nanovlákenné tkáňové náhrady mají velký potenciál tkáňové inženýrství. Po implantaci materiálu dochází v těle k postupné degradaci materiálu, který je nahrazen nově se tvořící tkání, přičemž rychlost degradace má zásadní vliv na změnu mechanických vlastností scaffoldu. Dále je možné využití degradability polymerních vláken pro řízené uvolňování inkorporovaných látek. V této práci byla sledována rychlost degradace vlákenných vrstev a zároveň sledovány změny morfologie a fyzikálních vlastností v průběhu degradace. Studie prokázala změnu rychlosti degradace v závislosti na morfologii materiálu a molekulové hmotnosti použitého polymeru. Byla pozorována změna krystalinity materiálů, zatímco ke změně molekulové hmotnosti polymeru v průběhu degradace nedochází. Materiál a metody Vzorky byly připraveny metodou elektrostatického zvlákňování (technologie NANOSPIDER) z polymerních roztoků. Pro přípravu byl použit polykaprolakton (PCL, Mn 45tis, 80tis) a kopolymer kyseliny polymléčné a polykaprolaktonu (PLCL, 80tis.). Degradace byla enzymaticky katalyzovaná. Pro PCL byla použita Lipáza (0,5U/mg vzorku) a pro PLCL Proteináza K (0,2U/mg vzorku). Degradace probíhala při 37°C, v prostředí PBS pH 7,4 0,02%v/v azid sodný. U vzorků byl sledován hmotnostní úbytek, změna morfologie (elektronová mikroskopie, SEM), změna molekulové hmotnosti polymeru (GPC) a změna krystalinity (DSC). Výsledky Měření hmotnostního úbytku prokázalo rychlejší průběh degradace u materiálů s nižším průměrem vláken a polymerem s nižší molekulovou hmotností. V průběhu degradace dochází k výrazné změně morfologie vláken. Pozorujeme tání vláken a jejich následné spojování do větších celků, je viditelná rekrystalizace (tvorba oblastí s vyšší krystalinitou) a v pozdějších fázích štěpení vláken. Výsledky DSC potvrzují změnu krystalinity všech materiálů v průběhu degradace (v závislosti na fázi degradace), zatímco výsledky z GPC potvrzují, že ve zbylém materiálu nedochází ke změně molekulové hmotnosti polymeru, s výjimkou velmi pozdních fází degradace (kdy se už nejedná o vlákenný materiál). Obr. 1. vlákenný materiál (PLCL) degradovaný v prostředí Proteinasy K závěr Degradace polyesterových nano a mikro vlákenných materiálů je ovlivněna použitým polymerem, molekulovou hmotností polymeru a výslednou morfologií vlákenného materiálu. Degradace probíhá mechanizmem eroze z povrchu. Morfologie materiálu během degradace prochází výraznou změnou (vč. vzniku oblastí s různou krystalinitou) a dá se očekávat velký vliv na jeho mechanické vlastnosti. Na experimenty navazuje studium mechanických vlastností v závislosti na stupni degradace, stejně jako studie, které monitorují uvolňování inkorporovaných látek v průběhu degradace vlákenného materiálu. Poděkování: Grantová Agentura ČR (projekt č.17-02448S)

Czech name

Degradační chování polyesterových mikro/nano vlákenných materiálů

Czech description

Abstrakt Degradabilní nanovlákenné tkáňové náhrady mají velký potenciál tkáňové inženýrství. Po implantaci materiálu dochází v těle k postupné degradaci materiálu, který je nahrazen nově se tvořící tkání, přičemž rychlost degradace má zásadní vliv na změnu mechanických vlastností scaffoldu. Dále je možné využití degradability polymerních vláken pro řízené uvolňování inkorporovaných látek. V této práci byla sledována rychlost degradace vlákenných vrstev a zároveň sledovány změny morfologie a fyzikálních vlastností v průběhu degradace. Studie prokázala změnu rychlosti degradace v závislosti na morfologii materiálu a molekulové hmotnosti použitého polymeru. Byla pozorována změna krystalinity materiálů, zatímco ke změně molekulové hmotnosti polymeru v průběhu degradace nedochází. Materiál a metody Vzorky byly připraveny metodou elektrostatického zvlákňování (technologie NANOSPIDER) z polymerních roztoků. Pro přípravu byl použit polykaprolakton (PCL, Mn 45tis, 80tis) a kopolymer kyseliny polymléčné a polykaprolaktonu (PLCL, 80tis.). Degradace byla enzymaticky katalyzovaná. Pro PCL byla použita Lipáza (0,5U/mg vzorku) a pro PLCL Proteináza K (0,2U/mg vzorku). Degradace probíhala při 37°C, v prostředí PBS pH 7,4 0,02%v/v azid sodný. U vzorků byl sledován hmotnostní úbytek, změna morfologie (elektronová mikroskopie, SEM), změna molekulové hmotnosti polymeru (GPC) a změna krystalinity (DSC). Výsledky Měření hmotnostního úbytku prokázalo rychlejší průběh degradace u materiálů s nižším průměrem vláken a polymerem s nižší molekulovou hmotností. V průběhu degradace dochází k výrazné změně morfologie vláken. Pozorujeme tání vláken a jejich následné spojování do větších celků, je viditelná rekrystalizace (tvorba oblastí s vyšší krystalinitou) a v pozdějších fázích štěpení vláken. Výsledky DSC potvrzují změnu krystalinity všech materiálů v průběhu degradace (v závislosti na fázi degradace), zatímco výsledky z GPC potvrzují, že ve zbylém materiálu nedochází ke změně molekulové hmotnosti polymeru, s výjimkou velmi pozdních fází degradace (kdy se už nejedná o vlákenný materiál). Obr. 1. vlákenný materiál (PLCL) degradovaný v prostředí Proteinasy K závěr Degradace polyesterových nano a mikro vlákenných materiálů je ovlivněna použitým polymerem, molekulovou hmotností polymeru a výslednou morfologií vlákenného materiálu. Degradace probíhá mechanizmem eroze z povrchu. Morfologie materiálu během degradace prochází výraznou změnou (vč. vzniku oblastí s různou krystalinitou) a dá se očekávat velký vliv na jeho mechanické vlastnosti. Na experimenty navazuje studium mechanických vlastností v závislosti na stupni degradace, stejně jako studie, které monitorují uvolňování inkorporovaných látek v průběhu degradace vlákenného materiálu. Poděkování: Grantová Agentura ČR (projekt č.17-02448S)

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

21001 - Nano-materials (production and properties)

Project

<a href="/en/project/GA17-02448S" target="_blank" >GA17-02448S: Improved growth of human skin cells on biomimetic nanofibrous matrices for active wound healing</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2017

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů