Degradační chování polyesterových nano/mikro vlákenných materiálů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24410%2F17%3A00004240" target="_blank" >RIV/46747885:24410/17:00004240 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24620/17:00004240

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Degradační chování polyesterových nano/mikro vlákenných materiálů

Popis výsledku v původním jazyce

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 degradabillity 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 příprava vzorků: 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: enzymaticky katalyzovaná degradace vzorků (50mg). Pro PCL použita Lipáza (0,5U/mg vozrku) a pro PLCL Proteináza K (0,2U/mg vozrku). Degradace probíhala při 37°C, v prostředí PBS pH 7,4 0,02%v/v azid sodný. analýza vzorků: vzorky byly promyty v dH2O a usušeny. Byla proveno stavnovení hmotnsotního úbytku, změna morfologie (elektronová mikroskopie, SEM), změna molekulové hmotnosti polymeru (chromatograficky, GPC) a změna krystalinity (kalorimetrie, 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 gelové permeační chromatografie potvrzují, že ve zbylém materiálu nedochází ke změně molekulové hmotnosti polymeru, s výjimkou velmi pozdních fází degradace (kdy se už nejedná o vlákenný materiál). Závěr Degradace polyesterových nano a mikro vlákenných materiálů je ovlivněna použitým polymerem, molekulovou hmotností polymeru a výslednou morfologií vlákenného materiálu. Degradace probíha mechanizmem eroze povrchu a vprůběhu degradace nedochází ke změně molekulové hmotnosti použitého polymeru. Morfologie materiálu během degradace prochází výraznou změnou (vč. vzniku oblastí s vyšší krystalinitou) a dá se očekávat velký vliv na jeho mechanické vlastnosti. Na experimenty by bylo vhodné navázat studiem mechanických vlastností v závislosti na stupni degradace, stejně jako studiemi, které budou monitorovat uvolňování inkorporovaných látek v průběhu degradace vlákenného materiálu. Poděkování: AZV projekt č.15-29241A

Název v anglickém jazyce

Degradation behavior of polyester nano / micro fibrous materials

Popis výsledku anglicky

Abstract Degradable nanofibrous tissue replacements have great potential for tissue engineering. After implantation material occurs in the body to progressively degrade the material that is replaced by the newly formed tissue, the rate of degradation having a major effect on the change in the mechanical properties of the scaffold. Further is possible use of polymer fiber degradability for controlled release of incorporated substances. In this work the rate of degradation of fibrous layers was monitored and changes were monitored morphology and physical properties during degradation. The study showed a change in speed degradation depending on the morphology of the material and the molecular weight of the polymer used. She was a change in the crystallinity of the materials is observed, while the molecular weight of the polymer is changed during degradation does not occur. Material and methods sample preparation: the samples were prepared by electrostatic spinning method NANOSPIDER) from polymer solutions. For preparation, polycaprolactone (PCL, Mn 45tis, 80tis) and a copolymer of polylactic acid and polycaprolactone (PLCL, 80tis.). degradation: enzymatically catalysed degradation of samples (50mg). Lipase (0.5 U / mg carriage) and for PLCL Proteinase K (0.2 U / mg carriage). Degradation was carried out at 37 ° C in PBS pH 7.4 0.02% v / v sodium azide. sample analysis: the samples were washed in dH2O and dried. There was a massive gravity loss, change of morphology (electron microscopy, SEM), change in polymer molecular weight (chromatographic, GPC) and crystallinity change (calorimetry, DSC). Results Measurement of weight loss showed a faster rate of degradation for materials with lower diameters fibers and a lower molecular weight polymer. During the degradation, it becomes noticeable a change in fiber morphology. We observe the melting of fibers and their subsequent coupling to larger units, visible recrystallization (formation of areas with higher crystallinity) and later phases of fiber splitting are visible. The DSC results confirm the change in crystallinity of all materials during degradation (depending on the phase degradation), whereas gel permeation chromatography results confirm that in the remaining material there is no change in molecular weight of the polymer, with the exception of very late degradation phases (when it is no longer a fibrous material). Conclusion The degradation of polyester nano and micro fiber materials is influenced by the polymer used, the molecular weight of the polymer and the resulting morphology of the fibrous material. Degradation is a mechanism of surface erosion, and there is no change in molecular degradation during degradation of the weight of the polymer used. The morphology of the material during degradation is pronounced the change (including the formation of areas with higher crystallinity) and can be expected to have a great effect on its mechanical properties Properties. For experiments it would be advisable to follow the study of mechanical properties in dependence on the degree of degradation, as well as studies that will monitor the release of the incorporated during the degradation of the fibrous material. Acknowledgments: AZV Project No.15-29241A

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

21001 - Nano-materials (production and properties)

Projekt

<a href="/cs/project/NV15-29241A" target="_blank" >NV15-29241A: Nanovlákenná biodegradabilní maloprůměrová cévní náhrada</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2017

Kód důvěrnosti údajů

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