Biyomedikal Uygulamalar için Süperhidrofobik Polimer Malzemeler imalatı

Aşağıdaki deneyin genel amacı, biyomedikal polimerlerin karışımlarından biyolojik olarak parçalanabilen lifli ağlar ve nano veya mikropartikül kaplamalar üretmek ve ko-polimer karışımını değiştirerek bu malzemelerin ıslaklık kabiliyetini ayarlamaktır. Bu, önce bir halka açma polimerizasyonunda işlevsel kopolimerlerin sentezlenmesi ve ardından hidrokarbon C 18 zincirleri üzerine aşılama ile elde edilir. İkinci bir adım olarak, kopolimerler bir organik çözücü içinde polikaprolakton veya laktit dişli glikozit ile birlikte çözülür ve daha sonra elektrolar döndürülür veya elektro püskürtülür, bu da sırasıyla üç boyutlu mikrofiber ağlar veya nano mikropartikül kaplamalarla sonuçlanır.

Daha sonra lif çapı, kopolimer bileşimi ve karışım bileşiminin yüzey ıslanma kabiliyetini nasıl etkilediğini ve süper hidrofobik biyomalzemelere nasıl yol açtığını anlamak için ağlar ve kaplamalar üzerinde temas açılı gonyometri çalışmaları yapılır. Sonuçlar, ilerleyen ve geri çekilen su temas açısı çalışmaları ile belirlendiği gibi, elektros eğlence karışımındaki kopolimer konsantrasyonunun arttırılmasıyla hidrofobikliğin nasıl geliştirildiğini göstermektedir. Bu tekniğin etkileri, kemoterapi gibi durumlara kadar uzanır, çünkü bu malzemeler, ilgili ilaç salımının polimer bileşimi ve yüzey pürüzlülüğü ile kontrol edilebildiği tuzağa düşmüş ajanların sürekli salınımı için yerel ilaç dağıtım depoları olarak hizmet edebilir.

Başlamak için, beraberindeki metin protokolündeki talimatları izleyerek deney için gerekli monomeri sentezleyin. Ardından bir silikon yağı banyosunu 140 santigrat dereceye ısıtın. Her biri 2.1 gram olan iki porsiyon, sahip olunacak beş benzel oksi bir üç dioksin ölçün ve ayrı kuru 100 mililitrelik yuvarlak tabanlı şişelere ekleyin.

Daha sonra, 5.7 gram DL laktidi ölçün ve bu şişelerden sadece birine ekleyin. Her iki şişeye de manyetik bir karıştırma çubuğu ekleyin ve şişeleri lastik tıpalarla kapatın. Daha sonra, küçük armut biçimli bir şişede 240 miligram kalay iki etil H, sekiz tane ölçmeyin.

Monomeri içeren her iki şişeyi nitrojen ile bir yan manifold üzerinde beş dakika boyunca yıkayın ve daha sonra 4.24 mililitre epsilon kapralakton içinde sadece beş benzo oksi bir üç dioksin içeren şişeye, ikisi nitrojen altındayken, her üç şişe atmosferini de boşaltın İz Suyu çıkarmak için 15 dakika boyunca yaklaşık 300 militorr'luk yüksek vakum uygulayın. Ardından şişe atmosferini nitrojenle doldurun ve tekrar yüksek bir vakum çekin. Bu döngüyü toplam üç kez tekrarlayın.

Temizlendikten ve son kez nitrojen altında tutulduktan sonra, monomer şişelerini 140 santigrat derece yağ banyosuna yerleştirin. Daha sonra, monomer karışımlarına yaklaşık 100 mikrolitre katalizör çözeltisinde nitrojen altındayken, kalay katalizörü ile armut şeklindeki şişeye 500 mikrolitre kuru toluen ekleyin. Tüm katılar eridikten sonra, karışımı 24 saatten fazla olmamak üzere 140 santigrat derecede tutun.

Daha sonra erimiş polimeri oda sıcaklığına soğutun. Soğuduktan sonra, polimerleri 50 mililitre di kloro metan içinde çözün ve ardından çözeltiyi 200 mililitre soğuk metanol içine çökeltin. Süpernatanı boşaltın ve kalan polimeri yüksek vakum altında kurutun.

Kurutulmuş polimerleri eksi 20 santigrat derece dondurucuda daha uzağa kadar saklayın. Yüksek basınçlı bir hidrojenasyon kabında yaklaşık altı gram polimeri 120 mililitre tetrahedran içinde daha fazla çözün. Sonra iki gram paladyum karbon katalizörü ekleyin.

Daha sonra, bir hidrojenasyon aparatı kullanarak kaba hidrojen ekleyin. Kabı dört saat boyunca 50 PSI'da hidrojene edin. Tamamlandığında, paketlenmiş bir diyatomlu toprak yatağı kullanarak paladyum karbon katalizörünü filtreleyin.

Daha sonra polimeri, sapma dönüşü altında yaklaşık 50 mililitreye konsantre edin. Kalan hacmi soğuk metanole çökeltin. Daha sonra, süpernatanı boşaltın ve daha sonra kalan hacmi yüksek vakum altında kurutun, kurutulmuş polimeri 1.5 eşdeğer sterik asit ile birlikte 500 mililitre kuru boya kloral metan içinde çözün.

Daha sonra iki eşdeğer DCC ve üç pul dört dimetil amino paridin ekleyin. Karışımı 24 saat boyunca oda sıcaklığında azot altında karıştırın. Çözünmeyen materyali bir dizi tekrarlanan filtrasyon ve konsantrasyondan geçirin.

Sonunda, çözeltiyi 50 mililitreye konsantre edin. Son olarak, konsantre polimeri 175 mililitre soğuk metanol içine çökeltin ve polimeri bir yaban domuzu hunisi kullanarak süzün. Daha sonra polimeri elektro eğirme için gece boyunca yüksek vakum altında kurutun, polimeri gece boyunca %10 ila 40 oranında polikaprolakton için beş ila bir kloroform ve metanol karışımında veya elektro püskürtme için PLGA için yedi ila üç tetrahedran ve NN dimetilformamid karışımında çözün.

Polimer çözeltilerini, kloroform gibi bir çözücü içinde% iki ila 10 aralığında daha düşük bir konsantrasyonda hazırlayın. Daha sonra, yaklaşık 4,5 mililitre çözeltiyi 18 gauge iğne ile donatılmış bir cam şırıngaya yükleyin ve şırıngayı şırınga pompasına yerleştirin. Ardından, bu çözeltinin dağıtılacağı hızı saatte beş mililitreye ayarlayın.

Toplayıcı plakayı alüminyum folyo ile örtün ve folyoyu dış kenarlar boyunca maskeleme bandı ile sabitleyin. Yüksek voltajlı DC besleme kablosunu iğne ucuna ve toprağı kolektör tamburuna takın. İlk deneme olarak.

Geniş bir alanı kaplamak için ucu kollektör mesafesine 15 santimetre olarak ayarlayın. Dönen ve çeviren kolektör tamburunu 45 RPM'de açın. Ardından şırınga pompasını çalıştırın ve yüksek voltaj kaynağı setini açın.

Beş kilovoltta, kabul edilebilir bir terzi konisi elde etmek için gerekirse voltajı ayarlayın. Şırınga pompası durduğunda, yüksek voltaj kaynağını, ardından şırınga pompasını ve motorlu tamburu kapatın. Elektro eğirme muhafazasının en az 30 dakika havalandırmaya devam etmesine izin verin.

Daha sonra toplanan polimeri tamburdan çıkarın ve eser çözücülerin gece boyunca bir başlıkta buharlaşmasına izin verin. PGLA tabakaları oda sıcaklığında en az iki hafta saklanabilir ve polikaprolakton tabakalar oda sıcaklığında iki aya kadar saklanabilir. Ağ veya kaplanmış malzemeden 0,5 santimetre üç santimetre şeritler kesin ve ince şeridi bir temas açısı aşamasına yerleştirin.

Gonyometre daha sonra 24 gauge iğne kullanarak beş mikrolitrelik bir su damlası dağıtır ve malzeme yüzeyiyle temas etmek için yavaşça 20 ila 25 mikrolitre su eklemeye devam edin ve damlacık görüntüsünü yakalayın. Bu, ilerleyen su temas açısını temsil eder. Ardından, aynı damla profilini yakalarken aynı düşüşü yavaşça geri çekin.

Ortalama bir değer bildirmek için bu işlemi birkaç ayrı yüzey konumunda 10 kez tekrarlayın. SEM görüntüleme, elektro eğrilmiş ağların dolaşık mikrofiberlerin bir sonucu olduğunu ve elektros püskürtülen kaplamaların çeşitli boyutlarda parçacıkların bir koleksiyonu olduğunu ortaya koymaktadır. Elektro eğirme ve elektro püskürtme karışımları, kopolimer dopamin konsantrasyonunun hidrofobikliği etkilediğini ortaya koymaktadır.

Ek olarak, kopolimer bileşimi, daha yüksek temas açıları sağlayan daha yüksek PG C 18 içeriği ile hidrofobikliği etkiler Burada gösterildiği gibi, batık elektros eğrilmiş ağların toplu ıslanması, mikro bilgisayarlı tomografi kullanılarak zaman içinde tahribatsız bir şekilde izlenebilir. En üstteki görüntü kümesinde. Saf polikaprolakton ağ, ilk gün dökme malzemeye su sızdığı için hızla ıslanır.

Buna karşılık, ağ% 30 P-C-L-P-G-C 18 ile karıştırılır, 75 günden fazla ıslanmadan kalır ve yığın yapısı içinde hava kalır. Bu sonuçlar, süper hidrofobik dökme malzemelerin ıslanmayan uygulamalarda kullanımları için önemini göstermektedir. Bir kez ustalaştıktan sonra, polimer kimyası prosedürü dikkatli bir planlama ile üç ila dört gün gibi kısa bir sürede gerçekleştirilebilir.

Ayrıca, uygun elektro eğirme veya elektro püskürtme parametreleri belirlendikten sonra, bu malzemelerin istenen kalınlığına bağlı olarak ağların ve parçacık kaplamaların imalatı bir ila üç saat içinde gerçekleştirilebilir.