Stosując technikę żelowania indukowanego CO2 można wyeliminować potrzebę stosowania substytutów chemicznych (na przykład kwasu octowego lub glukono-delta-laktonu (GDL)) wymaganych do indukowania sieciowania biopolimeru. Powierzchnie amidowanych aerożeli pektynowych mieszczą się w wyższych zakresach wartości literaturowych5, jednak objętości porów są znacznie większe niż te przedstawione w literaturze5. Większe objętości porów zaobserwowano również w przypadku aerożeli alginianowych przygotowanych przez żelowanie indukowaneCO2 7. Pozostaje jednak do zweryfikowania, czy przyczyną tak dużej objętości porów (zakres wielkości porów 4-150 nm) jest technika żelowania, czy też nieodłączna właściwość biopolimerów, która wcześniej nie była omawiana w literaturze. W literaturze stwierdzono, że aerożele pektynowe posiadają właściwości superizolacyjne12 , a aerożele alginianowe wytworzone tą techniką posiadają również przewodność cieplną w zakresie superizolacji3,7. W związku z tym można również uznać, że amidowane aerożele pektynowe wytwarzane tą techniką mają właściwości superizolacyjne.
Szybkość rozhermetyzowania w sekcji 2 protokołu jest ważnym krokiem w przygotowaniu hydrożelu. Szybkie rozhermetyzowanie może prowadzić do zwiększenia makroporowatości żeli. Zjawisko to można zastosować w zastosowaniach inżynierii tkankowej, w których makroporowatość materiału z wzajemnymi połączeniami jest ważną cechą wzrostu i proliferacji komórek13,14. Ponadto stopień usieciowania w sekcji 1 protokołu odgrywa ważną rolę w właściwości synerezy i pęcznienia amidowanych hydrożeli pektynowych. Jest to podobne do hydrożeli alginianowych, na których pęcznienie wpływa również stężenie środka sieciującego15. W ten sposób aerożele wytwarzane przez pektyny amidowane mogą być również dostrojone tak, aby posiadały właściwości superchłonne podobne do tych zgłaszanych dla aerożeli alginianowych16.
Stosując żelowanie indukowane CO2 z uwzględnieniem pektyny amidowanej (lub alginianu) jako systemu pierwszorzędowego, można wprowadzić do aerożeli dalszą różnorodność poprzez wprowadzenie różnych środków sieciujących i kombinacji biopolimerów. Dosieciowania krzyżowego można zastosować kilka węglanów metali (np., nikiel, kobalt, miedź, stront, bar) , gdzie kationy mogą być uwalniane przez obniżenie pH w środowisku wodnym z COpod ciśnieniem 2 (3-5 MPa). Jednak nierozpuszczalne sole niektórych z tych kationów mogą nie tworzyć stabilnych dyspersji przy niższych stężeniach biopolimeru i mogą osiadać na dnie, prowadząc do powstania niejednorodnych żeli. Jest to ogólny problem związany z metodą żelowania wewnętrznego utrwalającego, w tym żelowaniem indukowanym CO2 3, a zatem przydatność tej techniki do zastosowania powinna być oceniana indywidualnie dla każdego przypadku.
Różne mieszanki przygotowane przy użyciu rozpuszczalnych w wodzie biopolimerów, takich jak skrobia, karagen, metylo i karboksymetyloceluloza, guma gellan, lignina, żelatyna i inne; rozpuszczalne w wodzie polimery syntetyczne, takie jak glikol polietylenowy (PEG), alkohol poliwinylowy (PVA), Pluronic P-123 i inne; Rozpuszczalne w wodzie prekursory nieorganiczne, takie jak krzemian sodu, można również mieszać z pektyną amidowaną w celu wytworzenia aerożeli hybrydowych podobnych do alginianu2 o właściwościach przestrajalnych.
Ponieważ suszenie CO2 w stanie nadkrytycznym (suszenie scCO2 ) jest kwintesencją procesu produkcji aerożelu, każda kombinacja etapów przetwarzania wstępnego, takich jak wymiana rozpuszczalnika i suszenie przy użyciu CO217,18 lub żelowanie, wymiana rozpuszczalnika i suszenie przy użyciu CO27 może zapewnić wyraźną przewagę w przetwarzaniu. Zaletą jest zintegrowany proces jednozbiornikowy, w którym dyspersje biopolimerowe mogą być przekształcane w aerożele biopolimerowe przy użyciu CO2 jako głównego medium przetwarzania w jednym autoklawie. W przypadku niektórych zastosowań farmaceutycznych można również przewidzieć przeprowadzenie czterech etapów: żelowania, wymiany rozpuszczalnika, suszenia w stanie nadkrytycznym i procesu ładowania składnika aktywnego5,19 w jednym autoklawie przy użyciu CO2 jako medium przetwarzającego. Obróbka końcowa, taka jak powłoka ochronna aerożeli zawierających lek, w niektórych przypadkach jest konieczna do ukierunkowanego uwalniania leku20.
Podsumowując, niniejsza praca demonstruje zastosowanie CO pod ciśnieniemdo żelowania układów na bazie amidowanych pektyn. Ponadto przewiduje się wykorzystanie CO2 pod ciśnieniem jako powszechnego medium do konwersji prekursora na produkt do zastosowań docelowych w jednym autoklawie.