Tiểu luận môn xơ dệt mới

Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” MỤC LỤC XƠ NANO TỪ CHITOSAN ỨNG DỤNG LÀM MÀNG NGĂN PHẪU THUẬT LỜI MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHÍNH Giới thiệu chitosan 1.1 Cấu trúc hóa học chitosan .3 1.2 Tính chất chitosan Xơ nano từ chitosan .6 2.1 Sản xuất xơ nano từ chitosan phương pháp kéo sợi điện từ 2.1.1 Vài nét phương pháp kéo sợi điện từ 2.1.2 Kéo sợi điện từ từ chitosan 2.2 Xơ nano PEO/chitosan ứng dụng màng ngăn phẫu thuật 10 2.2.1 Đặt vấn đề 10 2.2.2 Sản xuất xơ nano PEO/chitosan 12 2.2.3 Kéo sợi điện từ SeprafilmTM 20 2.2.4 Tối ưu hóa hàm lượng chitosan hỗn hợp chitosan/PEO .23 KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 XƠ NANO TỪ CHITOSAN ỨNG DỤNG LÀM MÀNG NGĂN PHẪU THUẬT LỜI MỞ ĐẦU Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” Các nhà khoa học giới khẳng định rằng: kỷ XXI thời đại công nghệ thông tin khoa học vật liệu Nói khoa học vật liệu, thập kỷ cuối kỷ XX, đầu kỷ XXI vừa qua thực chứng kiến phát minh phát triển vũ bão loại vật liệu tất ngành, lĩnh vực khoa học, kỹ thuật đời sống Sự phát triển vật liệu dệt khơng nằm ngồi xu chung Môn học “Xơ dệt mới” với thời lượng có hạn song thể rõ nét lộ trình cách mạng tìm vật liệu cho ngành dệt Đó xơ có cấu trúc mới, loại xơ dệt hiệu cao, xơ dệt thơng minh xơ dệt thích ứng sinh học cao Trong số loại xơ dệt giới thiệu chương trình, em đặc biệt hứng thú với xơ dệt có cấu trúc nano Xơ có cấu trúc nano ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống, phải kể đến lĩnh vực dệt y sinh Xơ dệt có cấu trúc nano sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu tự nhiên tổng hợp Đối với lĩnh vực dệt y sinh, có lẽ loại xơ dệt nhắc tới nhiều xơ nano từ chitosan Xơ dùng loại phin lọc, băng gạc dán vết thương, ống mao dẫn phân phối thuốc thể Trong khuôn khổ tiểu luận này, em xin phép trình bày ứng dụ thú vị xơ nano từ chitosan lĩnh vực dệt y sinh Đó “Xơ nano từ chitosan ứng dụng làm màng ngăn phẫu thuật” Nếu sâu tìm hiểu, ta thấy loại xơ khơng xếp vào nhóm xơ dệt có cấu trúc mà cịn xếp vào nhóm xơ dệt thích ứng sinh học cao NỘI DUNG CHÍNH Giới thiệu chitosan Chitosan từ lâu coi hoạt chất ưu việt, kết hợp với chất béo ngăn ngừa tích lũy mỡ thể theo chế an toàn Chitosan polysaccharide nhận từ chitin Khối lượng phân tử nó, tùy theo nguồn chitin sử dụng, thường vào khoảng 300 - 1000 kDa Chitin polysaccharide Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” phong phú thứ hai trái đất, sau cellulose Đây nguồn ngun liệu phục hồi, tìm thấy từ thể sinh vật có tự nhiên nấm, men, xương lồi giáp xác biển tơm, cua Chitin Braconnot, giáo sư ngành lịch sử tự nhiên Pháp tìm năm 1881 Bằng nhiều nghiên cứu sau số loại nấm, Braconnot chiết xuất chitin Hai mươi năm sau, nhà khoa học khác, với thí nghiệm vi khuẩn tế bào thực vật, phát thấy có mặt chitin cấu trúc vi khuẩn tế bào thực vật Người phát minh chitosan Rouget ông làm thí nghiệm với chitin Rouget quan sát thấy chitin hịa tan thơng qua xử lý nhiệt chất hóa học Năm 1894, Hoppe - Seyler tìm đặt tên cho hợp chất thu sau q trình xử lý hóa, nhiệt chitin chitosan Từ trước kỷ XX, nhiều nhà khoa học đưa chitosan vào nghiên cứu Các đề tài xoay quanh việc tìm nguồn chitin tự nhiên, bao gồm vỏ tôm, cua số loại nấm, nguồn sau tập hợp lại chứng minh cơng trình Rammelberg công bố năm 1930 Cuốn sách chitosan cơng bố năm 1951, thời điểm 140 năm sau Braconnot lần tìm chitin 1.1 Cấu trúc hóa học chitosan Chitin polysaccharide mạch thẳng đồng nhất, tạo nên mắt xích 2acetamido-2-deoxy-β-D-glucopyranose liên kết với nguyên tử cacbon Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình - Công thức cấu tạo chitin) Mặc dù chitin tìm thấy phong phú tự nhiên từ nhiều nguồn chitosan lại tìm thấy mức có hạn, số loại nấm Bởi chitosan dùng công nghiệp cho nghiên cứu chủ yếu chuyển hóa từ chitin nhờ q trình hóa học enzym hóa vỏ tơm, cua, nguồn phế cơng nghiệp chế biến thủy, hải sản (Hình - Công thức cấu tạo chitosan) Chitosan dẫn xuất đề acetyl hóa chitin, có 50% số mắt xích chứa nhóm amin tự (-NH 2), có cấu trúc hóa học khơng đồng nhất, gồm hai loại mắt xích 2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucopyranose 2-amino2-deoxy-β-D-glucopyranose liên với nguyên tử cacbon Q trình sản xuất chitosan từ vỏ tơm, cua diễn qua bước sơ đồ sau: Vỏ tôm, cua Nhà máy Tẩy mầu Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” Khử khống Rửa Khử đạm Chitin nguyên chất Đề acetyl hóa Chitosan nguyên chất (Hình - Sơ đồ sản xuất chitosan từ vỏ tơm, cua) 1.2 Tính chất chitosan Tính chất chitosan phụ thuộc nhiều vào điều kiện sản xuất điều kiện định mức độ đề acetyl hóa chitin Mức độ đề acetyl hóa định số nhóm amin tự có chuỗi polyme Các nhóm tâm tích điện dương, đồng thời với nhóm hydroxyl (-OH), chúng nhóm phản ứng, làm cho chitosan polysaccharide có khả phản ứng cao Chitosan không tan nước, dung dịch kiềm, tan dung dịch muối axit vô tan tốt dung dịch axit hữu cơ, vơ Điều giải thích mơi trường axit, nhóm amin tự (-NH 2) có khả nhận ion H+, đó, chitosan coi chất điện ly tan tốt dung dịch Chitosan bị phân hủy nhiều cách Tốc độ phân hủy chitosan phụ thuộc vào mức độ tinh thể, phụ thuộc mức độ đề acetyl hóa Ở nhiệt độ 280oC, phân hủy nhiệt bắt đầu diễn mạch polyme bị phá hủy nhanh chóng Chitosan bị phân hủy enzyme Một lượng đủ lớn enzyme hydrolytic, thí dụ lysozyme hệ thống bạch huyết người động vật, phân hủy chitosan cách tự nhiên Trong thể người, phân hủy chitosan tạo đường amino, chất Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” dễ dàng chuyển hóa giải phóng qua q trình trao đổi chất thể Như vậy, chitosan tự tiêu thể Chitosan có nhiều tính chất ưu việt như: khả tự phân hủy, tính thích ứng sinh học, độc, kháng khuẩn, cầm máu Nhờ đó, sử dụng ngày rộng rãi, đặc biệt lĩnh vực y tế Xơ nano từ chitosan Để diện ngày nhiều lĩnh vực khoa học, đời sống, bên cạnh việc có nhiều tính tốt, chitosan cịn có ưu điểm tham gia, tạo vật liệu có kích thước nano Với kích thước nano, diện tích tác dụng vật liệu tăng lên đáng kể, vật liệu len lỏi vào sâu cấu trúc khác để phát huy chức Sự phát triển cơng nghệ kéo sợi điện từ giúp đưa chitosan vào cấu trúc xơ nano 2.1 Sản xuất xơ nano từ chitosan phương pháp kéo sợi điện từ 2.1.1 Vài nét phương pháp kéo sợi điện từ Kéo sợi điện từ phương pháp sản xuất xơ sử dụng lực điện từ để tạo xơ có đường kính nhỏ tới 100nm Cơng nghệ biết đến vào năm 1930, tới tận năm 1990, nhà khoa học chứng minh cơng nghệ áp dụng polyme hữu Từ tới nay, cơng nghệ kéo sợi điện từ tiếp tục tập trung nghiên cứu cho ứng dụng phong phú: phin lọc, hạt hạ nguyên tử, cốt gia cường, màng đa chức năng, cốt nuôi cấy mô, băng gạc vết thương, ống phân phối thuốc, quan nhân tạo, cấy ghép mạch 2.1.1.1 Thiết bị kéo sợi Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” (Hình - Sơ đồ thiết bị kéo sợi điện từ) Thiết bị kéo sợi điện từ bao gồm: - Kim (needle) ống định hình sợi (spinneret) - Nguồn cao áp (high voltage power supply) - Bản thu (grounded collector/plate) Dung dịch polyme (polymer solution) chứa xilanh (syringe), sau cấp qua kim ống định hình sợi vào điện trường nhờ bơm xilanh tác dụng lực trọng trường Bơm xilanh giúp dung dịch đưa vào hệ thống kéo sợi với tốc độ xác Kim nối với nguồn cao áp (1 30 kV) Để tạo điện trường, bên cạnh kim cần thêm thu Bản thu giúp nối kín mạch, tạo điện trường kim, đồng thời hứng lấy xơ nano mà trình kéo sợi tạo 2.1.1.2 Nguyên lý kéo sợi Xơ nano tạo qua trình kéo sợi điện từ nhờ lực tĩnh điện, lực giúp định hình dung dịch polyme đưa qua điện trường Nguồn cao áp tạo điện trường ống mao dẫn (kim ống định hình sợi) chứa Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” dung dịch polyme thu Ở đầu kim, dung dịch polyme giữ dạng giọt có sức căng bề mặt dung dịch Dòng điện truyền từ nguồn cao áp, qua kim truyền vào dung dịch Giọt dung dịch polyme đầu kim cảm ứng điện tích định (Hình - Sự hình thành “Taylor Cone” kéo sợi điện từ) Do tác dụng lực điện trường, giọt dung dịch tích điện bị kéo ngày sâu vào điện trường, chuyển dần từ dạng hình cầu sang dạng hình nón, hình nón đặt tên “Taylor cone” Khi lực điện trường thắng sức căng bề mặt, dung dịch tích điện bị kéo mạnh phía thu nhanh chóng gia tốc Đồng thời, dung môi dung dịch bay hơi, chuỗi polyme bị kéo căng trượt lên nhau, dung dịch polyme dần định hình thành dạng xơ có kích thước nano thu hứng lấy 2.1.1.3 Các thơng số q trình kéo sợi Các thơng số trình kéo sợi điện từ bao gồm: - Các thông số dung dịch polyme - Các thông số thiết bị Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” Các thông số ảnh hưởng mạnh mẽ tới đường kính xơ nano thu mức độ đồng mạng xơ tụ lại thu Các thông số dung dịch polyme gồm: - Loại polyme - Nồng độ polyme - Loại dung môi - Nồng độ dung môi - Độ nhớt - Khối lượng phân tử polyme - Độ dẫn điện - Sức căng bề mặt Các thông số thiết bị bao gồm: - Cường độ điện trường - Tốc độ dòng - Khoảng cách từ ống mao dẫn tới thu - Hình dáng, chuyển động thu - Điều kiện môi trường: nhiệt độ, độ ẩm Độ nhớt dung dịch thông số đặc biệt quan trọng, phụ thuộc vào nồng độ polyme Nồng độ polyme thấp dẫn đến dung dịch nhớt, số lượng chuỗi polyme không đủ tạo liên kết từ kim tới thu, không tạo xơ Ngược lại, nồng độ polyme cao khiến dung dịch nhớt gây khó khăn cho q trình dung dịch qua kim khó tạo thành “Taylor cone” 2.1.2 Kéo sợi điện từ từ chitosan Như trình bày phần tính chất chitosan, hịa tan chitosan dung dịch axit hữu Tuy nhiên dung dịch thu sau hịa tan có độ nhớt lớn, gây khó khăn cho trình kéo sợi điện từ (Hình - Sự tạo thành mạng 3-D chitosan) Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” Điều giải thích sau: mức nồng độ polyme đủ để tạo chuỗi polyme liên tục từ kim tới thu, đại phân tử chitosan đại phân tử với phát sinh nhiều liên kết hydro, tạo thành mạng phân tử chiều (mạng 3-D) liên kết bền vững, làm cho dung dịch q nhớt, chí có dạng gel Vì vậy, thực tế, người ta khơng kéo sợi điện từ từ 100% chitosan mà thường phối hợp với chất khác để giảm độ nhớt dung dịch Polyvinylancol (PVA), polyethylene oxide (PEO) Tác dụng chủ yếu chất tạo liên kết hydro với chitosan, làm giảm bớt số liên kết nội phân tử phân tử chitosan với nhau, giúp đạt dung dịch có độ nhớt hợp lý Cho tới nay, công nghệ tạo xơ nano từ chitosan chưa tối ưu hóa Tùy vào ứng dụng cụ thể xơ nano chitosan mà lựa chọn thơng số q trình kéo sợi Các thơng số định cấu trúc, tính chất xơ nano tạo để ứng dụng cho lĩnh vực định Sau ta xét ứng dụng độc đáo xơ nano từ chitosan 2.2 Xơ nano PEO/chitosan ứng dụng màng ngăn phẫu thuật 2.2.1 Đặt vấn đề Vấn đề dính vết mổ sau phẫu thuật xảy hình thành mơ hình sợi (sẹo) khiến cho quan bên bị dính vào vết mổ cách khơng mong muốn trình lành vết thương Hiện tượng thường xảy phẫu thuật ổ bụng, vùng khung xương chậu quan sinh sản phụ nữ Sự dính vết mổ phẫu thuật ổ bụng dễ gây tắc ruột tiêu tốn đến 1,2 tỷ la cho đợt điều trị vết dính Ngồi bệnh nhân sau phẫu thuật cịn phải đối mặt với nhiều nguy khác việc bị khô âm đạo phụ nữ bị đau xương chậu kinh niên Trong trình phát triển y học, có nhiều phương pháp đề xuất với mong muốn giảm thiểu vấn đề này, chủ yếu đề cập tới kỹ bác sĩ phẫu thuật, cần phải tiếp xúc với vết thương nhẹ nhàng có thể, hạn chế tiếp xúc bệnh nhân với yếu tố ngoại lai sau phẫu thuật Tuy 10 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” nhiên, khả xảy dính vết mổ cao Về sau, để giảm tượng này, người ta sử dụng loại thuốc kháng viêm màng ngăn Các màng ngăn giúp giảm rõ rệt dính vết mổ sau phẫu thuật SeprafilmTM hãng Genzyme loại màng ngăn tự tiêu uy tín dùng rộng rãi thập kỷ qua Màng ngăn làm từ nguyên liệu chứa ion âm Polysaccharide nên tự phân hủy, khơng độc, có khả thích ứng sinh học điều chế từ nhiều nguồn nguyên liệu tự nhiên SeprafilmTM đặt phía mơ bị thương, giúp ngăn cách mô bị thương với quan, phận khác xung quanh, tránh tạo sẹo dính vết mổ Theo nghiên cứu, với việc sử dụng SeprafilmTM, tỷ lệ bệnh nhân khơng bị dính vết mổ tăng từ 6% lên 51% SeprafilmTM khắc phục hồn tồn tượng dính vết mổ nhiều trường hợp, vị trí bị xơ lệch, khơng giữ cố định q trình lành vết thương, làm giảm hiệu màng ngăn Bằng phương pháp kéo sợi điện từ, vật liệu polyme thích ứng sinh học kéo thành xơ có kích thước nano Các màng xơ nano có diện tích bề mặt lớn, lại gồm xơ nano có đường kính nhỏ, tạo kết cấu giống với matrix ngoại bào (ECM) tự nhiên Matrix ngoại bào hiểu khung, cốt để tế bào bám dính lên đó, sản sinh, phân chia không ngừng, đáp ứng chức thiết yếu mô Việc sử dụng matrix ngoại bào nhân tạo thúc đẩy phát triển mô nhanh chóng làm lành vết thương Sử dụng Chitosan để tạo matrix ngoại bào nhân tạo giúp thúc đẩy lành vết thương nhờ tính chất sinh học q nó: tự phân hủy, thích ứng sinh học, không độc, cầm máu chất kháng khuẩn tự nhiên Bằng cách tích hợp lớp xơ nano từ chitosan thu qua trình kéo sợi điện từ lên SeprafilmTM, màng ngăn cầm máu tốt đó, gắn chặt vào khu vực bị thương, khơng bị xê dịch vị trí tự tiêu thể Hơn nữa, xơ nano tạo cho bề mặt màng ngăn có cấu trúc giống kết cấu matrix ngoại bào Để khắc phục tượng dung dịch kéo sợi từ 100% chitosan nhớt, người ta sử dụng kết hợp chitosan với polyethylene oxide (PEO) PEO có tính thích ứng sinh học, độc hại dễ tiêu thể Hỗn hợp chứng minh thực nghiệm tạo dung dịch 11 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” kéo sợi có độ nhớt hợp lý Việc đưa thêm xơ nano PEO/chitosan lên màng ngăn giúp vết thương mau lành, giảm khả nhiễm trùng vết mổ, đặc biệt, với việc rút ngắn thời gian lành vết thương, giảm tượng dính vết mổ sau phẫu thuật 2.2.2 Sản xuất xơ nano PEO/chitosan Sản xuất xơ nano PEO/chitosan phương pháp kéo sợi điện từ Thiết bị kéo sợi tuân theo cấu trúc nguyên lý thiết bị kéo sợi điện từ trình bày phần với thu mạ nhôm Dung dịch kéo sợi bao gồm: nước khử ion, axit acetic, PEO chitosan Dung dịch kéo sợi hòa trộn từ hai dung dịch riêng biệt: dung dịch chitosan có khối lượng phân tử polyme thấp axit acetic dung dịch PEO nước Các thông số dung dịch thường dùng sau: (Bảng - Thông số dung dịch kéo sợi thường dùng) Nồng độ chitosan khối lượng phân tử thấp wt.% wt.% 12 Nồng độ dung axit acetic Nồng độ PEO 90% 90% wt.% wt.% Nồng độ Nồng độ Tỷ lệ khối axit acetic polyme lượng dung dung chitosan/PEO dịch kéo dịch kéo sợi sợi 50 : 50 45% 2,5 wt.% 40 : 60 36% 2,6 wt.% Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” wt.% wt.% wt.% wt.% 2.2.2.1 80% 80% 80% 80% wt.% wt.% wt.% wt.% 40 : 60 40 : 60 40 : 60 50 : 50 32% 32% 32% 40% 3,0 wt.% 3,4 wt.% 3,8 wt.% 4,0 wt.% Ảnh hưởng khối lượng phân tử polyme Quá trình thực nghiệm độ nhớt dung dịch kéo sợi tỷ lệ thuận với khối lượng phân tử polyme Ví dụ: chitosan có khối lượng phân tử cao (từ 600 000 Da trở lên) tạo dung dịch nhớt nồng độ 2wt.%; chitosan có khối lượng phân tử trung bình (từ 150 000 Da tới 400 000 Da) tạo dung dịch nhớt nồng độ 3wt.%; chitosan có khối lượng phân tử thấp (dưới 150 000 Da)) tạo dung dịch nhớt nồng độ 5wt.% 2.2.2.2 Ảnh hưởng nồng độ axit acetic Khảo sát chitosan có khối lượng phân tử polyme mức trung bình, thu đồ thị phản ánh ảnh hưởng nồng độ axit acetic tới độ nhớt dung dịch kéo sợi sau: (Hình - Đồ thị thay đổi độ nhớt dung dịch theo nồng độ axit acetic) 13 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” Khi nồng độ axit acetic chưa đạt mức 60%, kết lưu biến học dung môi chưa thể hịa tan polyme, độ nhớt dung dịch tăng nồng độ axit acetic tăng Nhưng nồng độ axit acetic bắt đầu tăng từ 60%, lượng polyme dung dịch bị hòa tan hết, làm độ nhớt dung dịch lại giảm dần Dưới hình ảnh xơ thu thu sử dụng dung môi chứa 20% axit acetic Ta thấy sản phẩm thu chưa có dạng xơ, độ nhớt cao dung dịch kéo sợi khiến dịng dung dịch từ đầu kim tới thu ln bị dao động, mật độ polyme không đều, dung dịch thường xuyên bị đứt quãng, phần polyme hứng thu bị vón thành hạt to nhỏ khơng (Hình - Xơ thu dung dịch kéo sợi chứa 20% axit acetic) 2.2.2.3 Ảnh hưởng nồng độ polyme Độ nhớt dung dịch tăng nồng độ polyme dung dịch tăng Ví dụ: khảo sát chitosan có khối lượng phân tử thấp, người ta nhận thấy nồng độ chitosan dung dịch tăng 2%, độ nhớt dung dịch tăng thêm cấp đồ thị sau: 14 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” (Hình - Đồ thị thay đổi độ nhớt dung dịch theo nồng độ chitosan) 2.2.2.4 Ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng chitosan/PEO dung dịch Tỷ lệ khối lượng ảnh hưởng mạnh mẽ tới độ nhớt dung dịch kéo sợi, ta thấy rõ điều qua đồ thị sau: (Hình 10 - Đồ thị thay đổi độ nhớt dung dịch theo tỷ lệ chitosan/PEO) 15 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” Khảo sát thay đổi độ nhớt theo tốc độ trượt dung dịch có nồng độ polyme: (A): 2% chitosan/PEO=100/0; (B): 2.05% chitosan/PEO=90/10; (C): 2.1% chitosan/PEO=80/20; (D): 2.2% chitosan/PEO=60/40 Ta thấy độ nhớt dung dịch giảm dần hàm lượng chitosan hỗn hợp giảm, mức độ liên tục xơ thu tăng dần tương ứng Cấu trúc xơ thu được: (Hình 11 - Cấu trúc xơ thu với tỷ lệ chitosan/PEO tưng ứng) 2.2.2.5 Kết trình kéo sợi Đường kính xơ nano PEO/chitosan thu tương ứng với thông số dung dịch kéo sợi thể qua bảng sau: (Bảng - Đường kính xơ thu ứng với thông số dung dịch) Nồng độ chitosan khối Nồng độ PEO lượng phân tử dung thấp dịch kéo sợi dung dịch kéo sợi 16 Tỷ lệ chitosan/PEO Nồng độ polyme dung dịch kéo sợi Đường kính xơ thu Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” 1,0 wt.% 0,8 wt.% 1,2 wt.% 1,6 wt.% 2,0 wt.% 2,5 wt.% 1,5 wt.% 1,8 wt.% 1,8 wt.% 1,8 wt.% 1,8 wt.% 1,5 wt.% 2:3 4:9 2:3 8:9 10 : 5:3 2,5 wt.% 2,6 wt.% 3,0 wt.% 3,4 wt.% 3,8 wt.% 4,0 wt.% 178 nm 168 nm 129 nm 62 nm 112 nm 103 nm Và cấu trúc mạng xơ thu thu tương ứng hình vẽ sau: (Hình 12 - Xơ thu tỷ lệ chitosan/PEO 2:3 nồng độ polyme 2,5 wt.%) 17 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình 13 - Xơ thu tỷ lệ chitosan/PEO 4:9 nồng độ polyme 2,6 wt.%) (Hình 14 - Xơ thu tỷ lệ chitosan/PEO 2:3 nồng độ polyme 3,0 wt.%) 18 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình 15 - Xơ thu tỷ lệ chitosan/PEO 8:9 nồng độ polyme 3,4 wt.%) (Hình 16 - Xơ thu tỷ lệ chitosan/PEO 5:3 nồng độ polyme 4,0 wt.%) Những hạt kết thân xơ kết bất ổn định dòng polyme Tốc độ dòng cường độ điện trường khơng cân bằng, làm cho lúc q nhiều, lúc q polyme lỏng bị kéo vào điện trường phía thu Dựa tiêu chí đường kính xơ nano thu độ đặn kích thước ngang 19 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn “Xơ dệt mới” dọc theo thân xơ, phương án pha trộn dung dịch cuối hợp lý Theo đó, tỷ lệ PEO/chitosan 3:5 nồng độ polyme tổng cộng 4,0wt.% 2.2.3 Kéo sợi điện từ SeprafilmTM Quan sát SeprafilmTM qua kính hiển vị điện tử quét SEM thu ảnh chụp sau: (Hình 17 - Bề mặt SeprafilmTM quan sát qua kính hiển vi điện tử quét) Qua ảnh chụp này, ta thấy bề mặt SeprafilmTM có độ nhám định tích hợp thêm lớp vật liệu có kích thước nano Để chắn xem liệu độ dày SeprafilmTM có ảnh hưởng tới điện trường thiết bị kéo sợi hay không, người ta thử thực kéo sợi điện từ dung dịch 4wt.% PEO nước khử ion Nếu thu khơng có SeprafilmTM, mạng xơ thu hình vẽ 20 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình 18 - Mạng xơ thu thu khơng có SeprafilmTM) Nếu thu có thêm lớp SeprafilmTM đặt đó, mạng xơ thu hình vẽ (Hình 19 - Mạng xơ thu thu có SeprafilmTM) Có thể thấy kết thu hai trường hợp gần giống Như bề mặt độ dày SeprafilmTM hồn tồn đáp ứng cho q trình kéo sợi điện từ Và thực sự, thu có thêm lớp Seprafilm TM, trình kéo sợi điện từ dung dịch hỗn hợp PEO/chitosan axit acetic nước khử ion cho kết tương tự thu bình thường 21 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình 20 - Mạng xơ thu kéo sợi điện từ SeprafilmTM) Như vậy, người ta đưa chitosan lên Seprafilm TM Tuy nhiên, nghiên cứu chưa dừng lại Thực tế, với chức làm matrix ngoại bào nhân tạo, xơ nano khơng cần có kích thước mảnh đặn mà để tăng hiệu màng ngăn, người ta phải cố gắng tối ưu hóa cơng nghệ để đưa lên màng ngăn tỷ lệ cao chitosan so với PEO tốt PEO hợp chất có thời gian tự tan nước ngắn nên việc tăng tỷ lệ chitosan hỗn hợp chitosan/PEO cịn giúp màng ngăn khơng bị tiêu nhanh thể, mà vết thương chưa kịp lành 2.2.4 Tối ưu hóa hàm lượng chitosan hỗn hợp chitosan/PEO Cho tới nay, qua nhiều nghiên cứu, tỷ lệ chitosan/PEO cao mà công nghệ kéo sợi điện từ ứng dụng 90/10 Để kéo sợi với hỗn hợp này, phải sử dụng thêm chất hoạt động bề mặt Triton X-100™ muốn hiệu cao hơn, cần sử dụng thêm đồng dung môi DMSO Khảo sát thay đổi cấu trúc xơ giữ nguyên tỷ lệ khối lượng chitosan/PEO 90/10 nồng độ axit acetic 0,5M, và: (A): 0.3% Triton X-100™ (B): 0.3% Triton X-100™ 10% DMSO, thu cố định (C): 0.3% Triton X-100™ 10% DMSO, thu dạng trụ quay Ta thu hình ảnh cấu trúc xơ sau: 22 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình 21 - Cấu trúc xơ thu phân bố kích thước xơ trường hợp (B) (C)) Ở (D) (E) hình ảnh phóng đại tương ứng hình (B) (C) Qua hình chụp thấy với có mặt Triton X-100™ DMSO, cấu trúc xơ thu liên tục vón cục so với khơng dùng hai chất Đặc biệt thu có dạng trụ quay, định hướng xơ mạng xơ thu tốt đặn đường kính xơ mạng cao so với sử dụng thu cố định thông thường Xơ nano thu chứa hàm lượng chitosan cao tự tiêu chậm hơn, bảo vệ vết mổ khơng bị dính lành hẳn Khảo sát thay đổi cấu trúc mạng xơ ngâm nước co pH = 7,5 nhiệt độ phòng, ta thu kết sau: 23 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” (Hình 22 - Sự thay đổi cấu trúc mạng xơ ngâm nước) Rõ ràng, điều kiện, mạng xơ có tỷ lệ PEO thấp chậm bị phân hủy nhiều KẾT LUẬN 24 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn “Xơ dệt mới” Qua q trình tìm tịi tài liệu, tổng hợp phân tích thơng tin, em hồn thành tiểu luận Kết thúc tiểu luận, em nắm mức độ định xơ nano từ chitosan ứng dụng làm màng ngăn phẫu thuật Cấu trúc hóa học định tính chất hóa học chitosan, ảnh hưởng nhiều tới q trình kéo sợi điện từ để tạo xơ từ chitosan Vì nhược điểm tạo dung dịch có độ nhớt cao, trường hợp này, chitosan trộn với PEO để kéo sợi điện từ, mạng xơ thu với tỷ lệ khối lượng chitosan/PEO 90/10 tích hợp lên bề mặt màng ngăn truyền thống SeprafilmTM Màng ngăn tích hợp lớp xơ nano từ chitosan có thêm tính chất ưu việt: cầm máu (giúp tránh máu vết mổ cố định màng ngăn); kháng khuẩn, giúp vết thương mau lành; tự tiêu thể với thời gian tự tiêu chậm thời gian lành vết mổ Tất tiện ích giúp vết mổ khơng bị dính, tránh gần hồn tồn tượng dính vết mổ sau phẫu thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO http://www.fitnesstipsforlife.com Queen, Hailey Audriene, “Electrospinning Chitosan - based Nanofibers for Biomedical Applications”, 2006 Narayan Bhattarai, Dennis Edmondson, Omid Veiseh, Frederick A Matsen and Miqin Zhang, “Electrospun chitosan - based nanofibers and their cellular compatibility”, SienceDirect January - 2005 Marguerite Rinaudo,“Chitin SienceDirect January - 2006 25 and chitosan: Properties and applications”, Học viên: Đào Thị Chinh Thùy ... liệu dệt khơng nằm ngồi xu chung Môn học ? ?Xơ dệt mới? ?? với thời lượng có hạn song thể rõ nét lộ trình cách mạng tìm vật liệu cho ngành dệt Đó xơ có cấu trúc mới, loại xơ dệt hiệu cao, xơ dệt thơng... SeprafilmTM, mạng xơ thu hình vẽ 20 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận môn ? ?Xơ dệt mới? ?? (Hình 18 - Mạng xơ thu thu khơng có SeprafilmTM) Nếu thu có thêm lớp SeprafilmTM đặt đó, mạng xơ thu hình... xơ có tỷ lệ PEO thấp chậm bị phân hủy nhiều KẾT LUẬN 24 Học viên: Đào Thị Chinh Thùy Tiểu luận mơn ? ?Xơ dệt mới? ?? Qua q trình tìm tịi tài liệu, tổng hợp phân tích thơng tin, em hồn thành tiểu luận