Elektrostatické zvlákňování

Electrospinning (elektrospinning, electrospinning [1] ) je způsob výroby polymerních vláken v důsledku působení elektrostatických sil na elektricky nabitý paprsek roztoku nebo taveniny polymeru. Metoda elektrostatického zvlákňování umožňuje získat polymerní vlákna o průměru několika stovek nanometrů.

Historie

První patent na způsob výroby vláken v elektrostatickém poli byl vydán v roce 1902 v USA [2] , ale tento způsob nebyl široce používán. Od konce 20. století neustále roste zájem badatelů o proces získávání funkčních materiálů metodou elektrostatického zvlákňování vláken, především v souvislosti s výrobou biokompatibilních vláknitých materiálů.

Jedna z implementací metody elektrostatického zvlákňování byla vyvinuta v roce 1938 v Moskevském vědecko-výzkumném ústavu fyziky a chemie. L. Ya. Karpova (NIFHI) , vědecký tým N.A. Fuchs , N.D. Rosenblum a I.V. Petryanov-Sokolov , způsob generování vláken, při kterém proudy kapaliny vytékající z trysky pod vysokým napětím, místo očekávaného Rayleighova rozkladu na kapky, během odpařování rozpouštědla, měly čas ztuhnout a vytvořit silná souvislá vlákna s stabilní průřez o velikosti řádově několika mikrometrů nebo méně [3] .

Možnosti

Prototypem elektrostatického zvlákňování vláken je metoda elektrohydrodynamického rozprašování kapalin, při které je kapalina s nízkou elektrickou vodivostí vytékající z dávkovací trysky, která je pod stálým vysokým elektrickým napětím, rozprašována odpudivými silami téhož elektrického nabíjí na velmi malé kapky, které se pak mohou ukládat na protilehlou elektrodu [3] .

Metoda emulzního elektrostatického zvlákňování umožňuje získat polymerní vlákna se zabudovanými kapkami roztoku s molekulami proteinu nebo polynukleotidu [4] .

Aplikace

Metoda elektrostatického zvlákňování se používá pro výrobu biokompatibilních lékařských produktů [5] , lešení bioinženýrských orgánů a tkání ( průdušnice [6] , jícen, žlučovodu [7] ), včetně těch s vlastnostmi řízené biodegradace v těle příjemce.

Viz také

Poznámky

  1. Shutov A.A., Astakhov E.Yu. Tvorba vláknitých filtračních membrán elektrostatickým zvlákňováním // Časopis technické fyziky . - 2006. - T. 76. - Č. 8. - S. 132-135.
  2. Způsob rozptylování tekutin. Patent USA 705691 / Morton WJ, 1902.
  3. ↑ 1 2 Prokopchuk N.R., Shashok Zh.S., Prishchepenko D.V., Melamed V.D. Elektrostatické zvlákňování nanovláken z roztoku chitosanu (recenze)  // Polymer Materials and Technologies. - 2015. - T. 1 , č. 2 . — s. 36–56 . — ISSN 2415-7260 .
  4. Tenchurin TH, Lyundup AV, Demchenko AG, Krasheninnikov ME, Balyasin MV, Klabukov ID, et al. Modifikace biodegradabilních vláknitých skeletů s epidermálním růstovým faktorem pomocí emulzního elektrospinningu pro podporu proliferace epiteliálních buněk  // Genes and Cells. - 2017. - T. 12 , č. 4 . — s. 47–52 . doi : 10.23868 /201707029 .
  5. Lukanina KI, Grigor'ev TE, Tenchurin T.Kh., Shepelev AD, Chvalun SN Netkané materiály vyrobené elektrostatickým zvlákňováním pro moderní lékařské technologie (recenze  )  // Chemie vláken. - 2017. - Sv. 49 , iss. 3 . — S. 205–216 . — ISSN 1573-8493 0015-0541, 1573-8493 . - doi : 10.1007/s10692-017-9870-2 .
  6. Kiselevskiy M.V., Anisimova N.Yu., Shepelev A.D., Tenchurin T.Kh., Mamagulashvili V.G., Krasheninnikov S.V., Grigoriev T.E., Chvalun S.N., Davydov M.I. Mechanické vlastnosti syntetických tracheálních matric na bázi polymerního ultravláknitého materiálu  Bulletin Permské univerzity. Matematika. Mechanika. Informatika. - 2015. - V. 3 , č. 30 . - S. 12-18 . — ISSN 1993-0550 .
  7. Dyuzheva TG, Lyundup AV, Klabukov ID, Chvalun SN, Grigorev TE, Shepelev AD, Tenchurin TH, Krasheninnikov ME, Oganesyan RV Vyhlídky na tkáňový inženýrství žlučovodu  // Geny a buňky. - 2016. - T. 11 , č. 1 . - S. 43-47 . — ISSN 2313-1829 .

Odkazy