nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

55 40 0
nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hồi Khang LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, em truyền đạt kiến thức, kỹ chuyên môn dạy dỗ, bảo tận tình q thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Trần Hoài Khang người dành nhiều thời gian tâm huyết tận tình hướng dẫn, bảo em suốt q trình làm khóa luận, hỗ trợ điều kiện tốt để em hoàn thành tốt khóa luận Thầy ln chia sẻ kiến thức quý báu không chuyên môn mà kinh nghiệm sống cho chúng em Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quang Khuyến – trưởng môn Vật Liệu Hữu Cơ quý thầy cô công tác Phịng thí nghiệm lầu 5C giúp đỡ, bảo cho em suốt thời gian em học tập trường Xin cảm ơn toàn thể bạn bè, người gắn bó, giúp đỡ, hỗ trợ suốt thời gian qua Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình Nơi nuôi khôn lớn, tạo điều kiện tốt nhất, chỗ dựa tinh thần vững vàng cho bước đường đời Trong trình thực khóa luận em khơng tránh khỏi sai sót, mong thầy cô, anh chị bạn thông cảm đóng góp ý kiến TP HCM, ngày 20 tháng 01 năm 2018 Sinh viên thực Đào Thị Hồng Vân SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hoài Khang LỜI CAM ĐOAN CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học thầy Trần Hoài Khang Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, khóa luận cịn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung khóa luận Trường Đại học Tơn Đức Thắng khơng liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 01 năm 2018 Sinh viên thực Đào Thị Hồng Vân SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hoài Khang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii LỜI MỞ ĐẦU .ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Tổng quan phương pháp Electrospinning 1.1.1 Lịch sử hình thành .1 1.1.2 Hệ thống Electrospinning 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo sợi nano electrospun .5 1.2.1 Dung dịch polymer .5 1.2.1.1 Ảnh hưởng nồng độ 1.2.1.2 Hệ dung môi 1.2.2 Môi trường 1.2.3 Điện áp áp đặt 1.2.4 Tốc độ cấp liệu .7 1.2.5 Kim phun .7 1.2.6 Khoảng cách từ đầu kim đến collector 1.3.1 Lĩnh vực y - sinh học 1.3.1.1 Phân tách, chọn lọc tế bào 1.3.1.2 Dẫn truyền thuốc 1.3.1.3 Mô kỹ thuật 10 1.3.1.4 Cấu trúc khung (Scaffold) 10 1.3.1.5 Điều trị tổn thương tim 11 1.3.1.6 Điều trị rối loạn cương 12 1.4 1.4.1 Tổng quan hóa chất 12 Polyvinyl alcohol (PVA) 12 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 16 2.1 Mục tiêu thí nghiệm 16 2.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị .16 SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hồi Khang 2.2.1 Dụng cụ 16 2.2.2 Hóa chất .16 2.2.3 Hệ thống Electrospinning 17 2.3 Phương pháp nghiên cứu .19 2.3.1 Tạo sợi nano PVA phương pháp electrospinning .19 2.3.1.1 Pha dung dịch PVA 19 2.3.1.2 Quy trình tạo sợi phương pháp electrospinning .19 2.4 Các phương pháp phân tích phần mềm tính tốn .21 2.4.1 Phương pháp phân tích bề mặt SEM 21 2.4.2 Phần mềm đo đường kính sợi 21 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 22 3.1 Kết tạo màng sợi nano PVA phương pháp electrospinning 22 3.1.1 Hiện tượng tạo hạt sợi 22 3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ 28 3.1.3 Ảnh hưởng khoảng cách L 31 3.1.4 Ảnh hưởng điện U 34 3.1.5 Ảnh hưởng lưu lượng bơm 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hoài Khang DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DNA Deoxyribonucleic acid GC Gas Chromatography PU Polyurethane PVA Polyvinyl alcohol PZT Chì (Pb), Zirconium (Zn) Titanium (Ti) RLC Rối loạn cương SEM Scanning electron microscope w/w weight/weight SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hoài Khang DANH MỤC BẢN Bảng 1.1 Lịch sử kỹ thuật Electrospinning Bảng 1.2 Tính chất PVA .13Y Bảng 3.1.Sự liên quan nồng độ tạo hạt 26 Bảng 2.Thông số mẫu khảo sát 27 Bảng 3.3 Các mẫu khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến trình tạo sợi 30 Bảng 3.4 Các mẫu khảo sát ảnh hưởng khoảng cách L đến trình tạo sợi 33 Bảng 3.5 Các mẫu khảo sát ảnh hưởng điện U đến trình tạo sợi 36 SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hồi Khang DANH MỤC HÌ Hình 1.1 Mơ phương pháp Electrospinning điển hình [7,11] Hình 1.2 Cấu tạo hệ thống Electrospinning [10] Hình 1.3 Sản phẩm từ dung dịch PCL 4wt% CHCl3 [23] Hình 1.4 Nguyên tắc tách tế bào từ trường sử dụng bốn nam châm tạo gradient từ trường xuyên tâm [9] Hình 1.5 Cơ chế nhả thuốc hiệu sử dụng chất mang thuốc Hình 1.6 Băng y tế [9] 10 Hình 1.7 Tái tạo tai người từ cấu trúc khung (Scaffold)[8] 11 Hình 1.8 Hình chụp xương hàm bị vỡ mơ thay tạo từ công nghệ in 3D [8] 11 Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo PVA [13] 12 Hình 1.10 Mối quan hệ độ bền kéo % thủy phân màng PVA không dẻo hóa [13] .14Y Hình 2.1 Hệ thống Electrospinning .17 Hình 2.2 Ống tiêm kim tiêm sử dụng thí nghiệm .17 Hình Máy tạo điện .18 Hình 2.4 Collector thu sản phẩm 18 Hình 2.5 Bơm tiêm điện B.Braun 19 Hình 2.6 Quy trình tạo sợi nano phương pháp electrospinning 20 Hình 2.7 Giao diện phần mềm ImageJ 21 Hình 3.1 Ảnh SEM sợi PVA electrospun với nồng độ khác nhau: (a) 5%, (b) 6%, (c) 7%, (d) 10%, (e) 12%, (f) 14% 25 Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện L=15 cm, U=30 kV, Q=0,2mL/h với nồng độ thay đổi (a): C=10% (b): C=12% (c): C=14% độ phóng đại 30 ngàn 29 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi nồng độ PVA điều kiện phun Q= 0,2 mL/h, U= 30 KV, L=15 cm 30 Hình 3.4 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện C=12%, U=30 kV, Q=0,2 mL/h với khoảng cách thay đổi (a): L=10 cm (b): L=15 cm (c): L=20 cm độ phóng đại 30 ngàn 32 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi khoảng cách L điều kiện phun CPVA= 12%, Q= 0,2 mL/h, U= 30 KV 33 Hình 3.6 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện C=12%, L= 15 cm, Q=0,2 mL/h với điện thay đổi (a): U=28 kV (b): U=30 kV (c): U=32 kV.35 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi điện điều kiện phun CPVA= 12 %, Q= 0,2 mL/h, L=15 cm .36 SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hồi Khang Hình 3.8 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện C=12%, L= 15 cm, U=30 kV với lưu lượng thay đổi (a): Q=0,2 mL/h (b): Q=0,3 mL/h 38 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi lưu lượng bơm điều kiện phun CPVA= 12 %, U = 30 kV, L=15 cm 39 LỜI MỞ ĐẦU SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Trần Hoài Khang Sự cần thiết thực nghiên cứu Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng, vật liệu có kích thước nano quan tâm nghiên cứu mạnh mẽ nhờ ứng dụng quan trọng chúng nhiều lĩnh vực: công nghiệp điện tử, lượng môi trường đặc biệt lĩnh vực y học mà đề tài đề cập tới Nhân loại phải đối mặt với bệnh nguy hiểm HIV/AIDS, viêm gan, tiêu đường, đặc biệt bệnh ung thư Trong năm gần đây, với phát triển vượt bậc khoa học nhà nghiên cứu tìm phương thuốc có khả điều trị dứt điểm khống chế phát triển bệnh Tuy nhiên bên cạnh nghiên cứu tìm phương thuốc đặc trị việc xây dựng phác đồ điều trị bệnh sử dụng hàm lượng thuốc để không gây liều (dẫn đến tác dụng phụ nguy hiểm) mà có hiệu điều trị tốt Từ trước đến việc sử dụng thuốc điều trị cho bệnh nhân chủ yếu uống, tiêm, hóa trị hay xạ trị, nhiên với cách sử dụng thuốc thường khơng kiểm sốt q trình phân tán thuốc vào thể Khi đưa dược phẩm vào thể (uống tiêm) nồng độ dược phẩm máu cao, vượt qua ngưỡng thuốc có tác dụng điều trị, xảy tượng nồng độ thuốc máu cao thời gây tác dụng phụ Sau thuốc đưa vào thể thời gian, hàm lượng thuốc máu lại hạ xuống thấp so với ngưỡng thuốc có tác dụng điều trị gây lãng phí thuốc Đây khó khăn y học Để khắc phục khó khăn trên, nhà khoa học tìm loại vật liệu có khả mang thuốc nhả thuốc chậm để điều khiển trình phân tán thuốc vào thể, ví dụ loại hydrogel nhạy cảm nhiệt độ pH mixel, loại polymer thông minh… Đây phương pháp phân phối thuốc cách tự nhiên có triển vọng cho phép phân phối phần tử hoạt động thuốc đầy đủ hiệu Tuy nhiên việc sử dụng hydrogel mixel làm tác nhân mang thu ốc lại gặp phải trở ngại lớn q trình đưa thuốc vào mixel l ượng thu ốc nằm mixel ít, chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ, phần lại nằm ngồi mixel dẫn SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 10 GVHD: ThS Trần Hoài Khang đến lãng phí thuốc, phải tốn thêm chi phí chắt lọc để thu hồi thuốc nằm mixel Đối với hydrogel, đưa vào thể cải thiện lượng thuốc phân tán vào thể tốt chút so với phương pháp thông thường, khơng hồn tồn kiểm sốt theo ý muốn tốc độ nhả thuốc hydrogel tương đối nhanh Vì câu hỏi đặt làm cải thiện tốc độ nhả thuốc hydrogel Một phương pháp giải vấn đề sử dụng thêm tác nhân mang thuốc sau phối trộn với hydrogel, ứng viên sang giá cho việc sợi electrospun Sợi electrospun chế tạo từ phương pháp electrospining thường có kích thước từ vài trăm nano đến vài micro, có số tính chất đặc biệt diện tích bề mặt lớn so với tỷ lệ thể tích, hoạt tính bề mặt cao… Chính tính chất tuyệt vời mà sợi electrospun xem loại vật liệu tối ưu sử dụng cho nhiều ứng dụng quan trọng, chất mang thuốc số Để góp phần vào nghiên cứu triển khai ứng dụng sợi electrspun linh vực y sinh, đề tài tập trung nghiên cứu chế tạo sợi nano-micro từ PVA phương pháp electrospining Với mục đích sử dụng đưa vào hydrogel nhằm cải thiện khả nhả thuốc hydrogel Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, khảo sát trình tạo sợi nano-micro từ PVA phương pháp electrospining Đối tượng nghiên cứu Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả tạo sợi electrospun: Hàm lượng PVA C, khoảng cách phun L, hiệu điện hai cực U, lưu lượng Q Hình dạng kích thước sợi PVA Phạm vi nghiên cứu Sử sụng PVA để thực mục tiêu nghiên cứu  Các thông số tiên hành tạo hạt: Nồng độ PVA C: 10%, 12%, 14% SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 30 GVHD: ThS Trần Hoài Khang Bảng 3.3 Các mẫu khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến trình tạo sợi Mẫu CPVA(%) Điện Khoảng Lưu U cách L lượng Q (KV) (cm) (mL/h) Đường kính sợi Ø (µm) 10 30 15 0,2 0,0998 12 30 15 0,2 0,1115 14 30 15 0,2 0,1841 Từ liệu bảng 3.3, biến thiên kích thước sợi phụ thuộc vào nồng độ trình bày đồ thị hình 3.3 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 Ø (µm) 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 '10 12 14 CPVA(%) Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi nồng độ PVA điều kiện phun Q= 0,2 mL/h, U= 30 KV, L=15 cm Kết khảo sát hình 3.3 cho thấy tăng nồng độ polymer từ 10% đến 14% , kích thước sợi tăng dần ứng với nồng độ Biểu đồ cho thấy tăng nồng độ từ 10% đến 12% kích thước sợi tăng khoảng 20%, nhiên tăng nồng độ đến 14% kích thước sợi tăng gần gấp đơi Điều giải thích nồng độ tăng lên 14% độ nhớt sức căng bề mặt dung dich tương đối SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 31 GVHD: ThS Trần Hoài Khang cao Khả chống lại lực coulomb dung dịch đầu phun lớn, dẫn đến khó kéo sợi kích thước sợi tăng đột biến, tiếp tục tăng nồng độ polymer sức căng bề mặt dung dịch lớn lực coulomb kết kéo sợi, dung dịch bị đóng đầu phun làm tắc đầu phun 3.1.3 Ảnh hưởng khoảng cách L Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện khoảng cách phun thay đổi a SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 32 GVHD: ThS Trần Hồi Khang b c Hình 3.4 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện C=12%, U=30 kV, Q=0,2 mL/h với khoảng cách thay đổi (a): L=10 cm (b): L=15 cm (c): L=20 cm độ phóng đại 30 ngàn SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 33 GVHD: ThS Trần Hoài Khang Dựa ảnh SEM này, kích thước sợi đo đạc tính tốn để đạt kích thước trung bình đường kính Kết trình bày đồ thị hình 3.5 Bảng 3.4 Các mẫu khảo sát ảnh hưởng khoảng cách L đến trình tạo sợi Mẫu CPVA(%) Điện Khoảng U cách L (KV) (cm) Lưu lượng Đường kính sợi Ø Q (mL/h) (µm) 12 30 10 0,2 0,1196 12 30 15 0,2 0,1115 12 30 20 0,2 - 0.12 0.1 0.08 Ø (µm) 0.06 0.04 0.02 10 15 20 L (cm) Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi khoảng cách L điều kiện phun CPVA= 12%, Q= 0,2 mL/h, U= 30 KV Kết hình 3.5 cho thấy: điều kiện lưu lượng phun, hiệu điện nồng độ polymer khơng thay đổi, đường kính sợi nano PVA giảm dần tăng khoảng cách phun Điều giải thích sau: Khi tăng khoảng cách phun, điện trường tác dụng lên Polymer giảm nên lực colomb giảm, khả kéo sợi giảm Do đó, đoạn gầm đầu tip, tốc độ phun sợi thấp Khi sợi phun gần đến bề mặt collector, lực điện trường colomb sợi polymer SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 34 GVHD: ThS Trần Hoài Khang collector tăng lên gần mặt khoảng cách Điều làm cho tốc độ phun sợi ngày tăng gần collector, làm cho mức độ kéo dãn sợi tăng [19, 24] Hơn tăng khoảng cách phun thời gian di chuyển sợi từ tip tới collector tăng lên đồng nghĩa với việc thời gian sợi bị kéo giãn lâu dẫn đến đường kính sợi giảm Tổng kết ảnh hưởng làm cho đường kính sợi nano PVA chế tạo phương pháp electrospining có xu hướng giảm dần tăng khoảng cách phun 3.1.4 Ảnh hưởng điện U Ảnh SEM mẫu sợi sau phun điều kiện hiệu điện khác a SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 35 GVHD: ThS Trần Hồi Khang b c Hình 3.6 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện C=12%, L= 15 cm, Q=0,2 mL/h với điện thay đổi (a): U=28 kV (b): U=30 kV (c): U=32 kV SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 36 GVHD: ThS Trần Hồi Khang Bảng 3.5 Các mẫu khảo sát ảnh hưởng điện U đến trình tạo sợi Mẫu CPVA( %) 12 12 12 Điện Khoảng U cách L (KV) (cm) 28 30 32 15 15 15 Lưu lượng Q (mL/h) 0,2 0,2 0,2 Đường kính sợi Ø (um) 0,2293 0,1115 0,1101 Từ liệu bảng 3.5, biến thiên kích thước sợi phụ thuộc vào hiệu điện trình bày đồ thị hình 3.7 0.25 0.2 Ø (µm) 0.15 0.1 0.05 28 30 32 U (kV) Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi điện điều kiện phun CPVA= 12 %, Q= 0,2 mL/h, L=15 cm Điện áp thơng số quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến kích thước sợi Trong nội dung báo khảo sát loại polymer PVA phun điều kiện C=12%, L=15cm, Q=0,2 mL/h, điện U thay đổi từ 28 kV, 30 kV 32 kV Kết trình bày hình cho thấy tăng hiệu điện từ 28-32 kV, đường kính sợi giảm dần Khi hiệu điện U tăng nghĩa điện trường tạo thành tăng, lực coulomb kéo dung dịch polymer từ đầu tip tới collector tăng Do tăng hiệu điện thế, dung dịch polymer khỏi đầu tip bị lực SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 37 GVHD: ThS Trần Hồi Khang coulomb kéo mạnh hơn, dẫn đến sợi có kích thước nhỏ hơn[14, 18] Tuy nhiên việc tăng điện áp khơng phải lúc làm giảm kích thước sợi Có vài nghiên cứu [17, 26] cho tăng điện áp tốc độ phun sợi tăng theo dẫn đến tăng kích thước sợi Qua cho thấy để điều chỉnh kích thước sợi ngồi việc thay điện áp cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác loại polymer, tốc độ bơm… 3.1.5 Ảnh hưởng lưu lượng bơm a SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 38 GVHD: ThS Trần Hồi Khang b Hình 3.8 Ảnh SEM mẫu sợi electrospun PVA điều kiện C=12%, L= 15 cm, U=30 kV với lưu lượng thay đổi (a): Q=0,2 mL/h (b): Q=0,3 mL/h Bảng 3.6 Tổng kết trình khảo sát ảnh hưởng lưu lượng Q đến trình tạo sợi Mẫu CPVA( %) Điện Khoảng Lưu Đường U cách L lượng Q kính sợi (KV) (cm) (mL/h) Ø (um) 12 30 15 0,2 0,1115 12 30 15 0,3 0,1662 Từ liệu bảng 3.6, biến thiên kích thước sợi phụ thuộc vào lưu lượng phun trình bày đồ thị hình 3.9 SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 0.18 0.16 0.14 0.12 Ø (µm) 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 39 GVHD: ThS Trần Hoài Khang 0.2 0.3 Q (mL/h) Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn thay đổi đường kính thay đổi lưu lượng bơm điều kiện phun CPVA= 12 %, U = 30 kV, L=15 cm Kết cho thấy tăng tốc độ bơm, đường kính sợi tăng, mức độ tăng kích thước sợi lớn qua lần tăng lưu lượng lên thêm 0,1 mL/h Tức là: điều kiện phun kiện C=12%, L = 15 cm, U= 30 kV, loại polymer PVA , đường kính sợi PVA tỷ lệ thuận với tốc độ phun Trong điều kiện lực colomb điện trường đủ để kéo dung dịch polymer thành sợi, lưu lượng phun tăng, lượng dung dịch PVA đưa đầu tip tăng, lưu lượng dịng polymer q trình hình thành sợi tăng, dẫn đến đường kính sợi tăng[4, 15] SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 40 GVHD: ThS Trần Hồi Khang CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Khóa luận hoàn thành mục tiêu đề với yêu cầu cụ thể sau - Đã chế tạo thành công sợi Nano-Micro từ polymer PVA phương pháp Electrospinning - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến kích thước sợi (nồng độ, lưu lượng bơm, khoảng cách collector tip, hiệu điện thế) - Qua khảo sát tìm thơng số tối ưu nhất: Nồng độ PVA C=12%, khoảng cách phun L= 15 cm, hiệu điện U=30kV, lưu lượng bơm Q=0,2 mL/h SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 41 GVHD: ThS Trần Hoài Khang KIẾN NGHỊ Một số kiến nghị để đề tài phát triển theo hướng nghiên cứu sau: - Cần cải tiến thiết bị để khảo sát tốt ảnh hưởng yếu tố đến kết sợi tạo thành - Cần phải khảo sát ảnh hưởng sức căng bề mặt đến trình tạo sợi ảnh hưởng thông số nhiệt độ đến kết sợi thu - Cần nghiên cứu để giảm độ đa phân tán sợi, tạo sợi có kích thước đồng - Đưa sợi vào hydrogel - Khảo sát khả phân tán thuốc sợi sau đưa sợi vào hydrogel SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 42 GVHD: ThS Trần Hoài Khang TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Thị Minh Xuân (2009), Tổng hợp Polyvinyl ancol – Hóa học hóa lý polymer, Đại học Cơng nghiệp TP.HCM [2] NanoTechnology, OIC Nova Technologia (2015), Sợi nano polymer Electrospun, Hoàng Mai, Hà Nội [3] Nguyễn Thị Nga, Chế tạo sợi nano polyvinyl alcohol phương pháp electrospinning, (2011) [4] AgilAbrahama, P.A.Soloman, V.O.Rejinib (2015), Preparation of ChitosanPolyvinyl Alcohol Blends and Studies on Thermal and Mechanical Properties, Chemical Engineering Department,Government Engineering College,Thrissur, Kerala, India [5] Bock, Nathalie, et al "Electrospraying, a reproducible method for production of polymeric microspheres for biomedical applications." Polymers 3.1 (2011): 131-149 [6] Deitzel JM, Kleinmeyer J, Hirvonen JK, BeckTNC Controlled deposition of electrospun poly (ethylene oxide) fibers Polymer 2001;42:8163–70 [7] Demir, M M., Yılgör, I., Y ılgör, E., Erman, B., 2002 “Electrospinning of polyurethane fibers”, Polymer,43, 3303-3309 [8] Feng L, Li S, Li H, Zhai J, Song Y, Jiang L, et al Super-Hydrophobic Surface of Aligned Polyacrylonitrile Nanofibers Angew Chem Int Ed 2002;41(7):1221–3 [9] Frense D, 2007 “Taxanes: perspectives for biotechnological production” Applied Microbiology and Biotechnology, 73: 1233 – 1240 [10] G Verreck, I Chun, J Rosenblatt et al., “Incorporation of drugs in an amorphous state into electrospun nanofibers composed of a water-insoluble, nonbiodegradable polymer,” Journal of Controlled Release, vol 92, no 3, pp 349–360, 2003 SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 43 GVHD: ThS Trần Hoài Khang [11] He J-H, Liu Y, Xu L and Yu J-Y, Chao s So l ito n s Fractals32:1096 (2007) [12] Heikkilä P., Harlin A., Söderlund L., Uusimäki J., Kettunen L., 2007, “Exploitation of electric field in controlling of nan ofiber spinning process”, AUTEX 2007 From Emerging Innovations to Global Business 7th Annual Textile Conference by Autex, PROCEEDINGS, 26-28 June 2007, Tampere, Fin land [13] Hohman MM, Shin M, Rutledge G, Brenner, MP Electrospinning and electrically forced jets II Applications Phys Fluids, 2001, 13, 2221 [14] Huang Z M, Zhang Y Z, Kotaki M, Ramakrishna S A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites Compos Sci Technol, 2003, 63, 2223 [15] Lin T, Wang HX, Wang HM and Wang XG, Nanotechnology 15:1375 (2004) [16] Mo X.M., Xu C.Y., Kotaki M., Ramakrishna S., 2004, “Electrospun P(LLA-CL) nanofiber: a biomimetic extracellular matrix for smooth muscle cell and endothelial cell proliferation”, Biomaterials , 25, pp: 1883-1890 [17] Prem Kumar SR (2015), Electrospinning of nanofibers, Technology Education [18] Radacsi, Norbert, et al "Electrospray Crystallization for High QualitySubmicron‐Sized Crystals."Chemical Engineering & Technology 34.4 (2011): 624-630 [19] Reneker DH, Yarin A L, Fong H, Koombhongse, S Bending instability of electrically charged liquid jets of polymer solutions in electrospinning J Appl Phys, 2000; 87:4531 [20] Satyajeet S O., fshari M., Kotek R., Gorga R.E.,2008, “Morphology of electrospun nylon-6 nanofibers as a function of molecular weight and processing parameters”, Journal of pplied Polymer Science , 108, pp: 308- 319 [21] Xu L, He J-H and Liu Y, Int J Nonlinear Sci 8:199 (2007) SVTH: Đào Thị Hồng Vân Khóa luận tốt nghiệp 44 GVHD: ThS Trần Hoài Khang [22] Y Liu, J.-H He, J.-Y Yu, and H.-M Zeng, "Controlling numbers and sizes of beads in electrospun nanofibers," Polymer International, vol 57, no 4, pp 632-636,2008 [23] Yong Liu, Ji-Huan He,Jian-yong Yu, and Hong-mei Zeng Poly mint 57:632-636 (2008) [24] Yoshimoto H, Shin YM, Terai H, Vacanti, JP A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering Biomaterials, 2003, 24, 2077 [25] Z M Huang, Y Z Zhang, and M Kotaki, “A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites,” Compos Sci Technol, vol.63, no 15, pp.2223-2253, Nov 2003 [26] Zuo WW, Zhu MF, Yang W, Yu H, Chen YM and Zhang Y, Polym Eng Sci45:704 (2005) SVTH: Đào Thị Hồng Vân ... đến kích thước sợi tạo Hình 2.5 Bơm tiêm điện B.Braun 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Tạo sợi nano PVA phương pháp electrospinning 2.3.1.1 Pha dung dịch PVA Sợi nano PVA tạo phương pháp electrospinning... Kv Tốc độ bơm: 0.1, 0.2, 0.3 mL/h Phương pháp nghiên cứu  Các phương pháp thí nghiệm: Chế tạo sợi nano- micro từ PVA phương pháp electrospining  Các phương pháp phân tích: Phân tích hình dạng... tập trung nghiên cứu chế tạo sợi nano- micro từ PVA phương pháp electrospining Với mục đích sử dụng đưa vào hydrogel nhằm cải thiện khả nhả thuốc hydrogel Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, khảo

Ngày đăng: 29/12/2021, 10:14

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1. Mô phỏng phương pháp Electrospinning điển hình [7,11]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.1..

Mô phỏng phương pháp Electrospinning điển hình [7,11] Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 1.2 Cấu tạo cơ bản của hệ thống Electrospinning [10]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.2.

Cấu tạo cơ bản của hệ thống Electrospinning [10] Xem tại trang 14 của tài liệu.
Độ bay hơi ảnh hưởng đến quá trình khô của sợi và hình thái sản phẩm thu được.  - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

bay.

hơi ảnh hưởng đến quá trình khô của sợi và hình thái sản phẩm thu được. Xem tại trang 17 của tài liệu.
Hình 1.4 Nguyên tắc tách tế bào bằng từ trường sử dụng bốn nam châm tạo ra gradient từ trường xuyên tâm [9]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.4.

Nguyên tắc tách tế bào bằng từ trường sử dụng bốn nam châm tạo ra gradient từ trường xuyên tâm [9] Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hình 1.5 Cơ chế nhả thuốc và hiệu quả sử dụng chất mang thuốc. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.5.

Cơ chế nhả thuốc và hiệu quả sử dụng chất mang thuốc Xem tại trang 20 của tài liệu.
Hình 1.6 Băn gy tế [9]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.6.

Băn gy tế [9] Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 1.8 Hình chụp xương hàm bị vỡ và mô thay thế được tạo ra từ công nghệ in 3D[8]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.8.

Hình chụp xương hàm bị vỡ và mô thay thế được tạo ra từ công nghệ in 3D[8] Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 1.7 Tái tạo tai người từ cấu trúc khung (Scaffold)[8]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 1.7.

Tái tạo tai người từ cấu trúc khung (Scaffold)[8] Xem tại trang 22 của tài liệu.
như phần trăm thủy phân (hình 1.20), độ trùng hợp, hàm lượng chất dẻo hóa và độ ẩm [13]. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

nh.

ư phần trăm thủy phân (hình 1.20), độ trùng hợp, hàm lượng chất dẻo hóa và độ ẩm [13] Xem tại trang 25 của tài liệu.
Hình 2.2 Ống tiêm và kim tiêm sử dụng trong thí nghiệm. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 2.2.

Ống tiêm và kim tiêm sử dụng trong thí nghiệm Xem tại trang 28 của tài liệu.
Hình 2.1 Hệ thống Electrospinning. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 2.1.

Hệ thống Electrospinning Xem tại trang 28 của tài liệu.
Hình 23 Máy tạo điện thế. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 23.

Máy tạo điện thế Xem tại trang 29 của tài liệu.
Hình 2.4 Collector thu sản phẩm. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 2.4.

Collector thu sản phẩm Xem tại trang 29 của tài liệu.
Hình 2.5 Bơm tiêm điện B.Braun. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 2.5.

Bơm tiêm điện B.Braun Xem tại trang 30 của tài liệu.
Hình 2.6 Quy trình tạo sợi nano bằng phương pháp electrospinning. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 2.6.

Quy trình tạo sợi nano bằng phương pháp electrospinning Xem tại trang 31 của tài liệu.
Hình 2.7 Giao diện phần mềm ImageJ. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 2.7.

Giao diện phần mềm ImageJ Xem tại trang 32 của tài liệu.
Hình 3.1 Ảnh SEM sợi PVA electrospun với những nồng độ khác nhau: (a) 5%, (b) 6%, (c) 7%, (d) 10%, (e) 12%, (f) 14%. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 3.1.

Ảnh SEM sợi PVA electrospun với những nồng độ khác nhau: (a) 5%, (b) 6%, (c) 7%, (d) 10%, (e) 12%, (f) 14% Xem tại trang 36 của tài liệu.
Bảng 3.1.Sự liên quan giữa nồng độ và sự tạo hạt - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Bảng 3.1..

Sự liên quan giữa nồng độ và sự tạo hạt Xem tại trang 37 của tài liệu.
L (cm) Hiệu điện thế U (KV) - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

cm.

Hiệu điện thế U (KV) Xem tại trang 38 của tài liệu.
Hình 3.2 Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện L=15cm, U=30 kV, Q=0,2mL/h với nồng độ thay đổi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 3.2.

Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện L=15cm, U=30 kV, Q=0,2mL/h với nồng độ thay đổi Xem tại trang 40 của tài liệu.
Từ các dữ liệu ở bảng 3.3, sự biến thiên của kích thước sợi phụ thuộc vào nồng độ được trình bày trên đồ thị hình 3.3. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

c.

ác dữ liệu ở bảng 3.3, sự biến thiên của kích thước sợi phụ thuộc vào nồng độ được trình bày trên đồ thị hình 3.3 Xem tại trang 41 của tài liệu.
Bảng 3.3. Các mẫu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến quá trình tạo sợi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Bảng 3.3..

Các mẫu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến quá trình tạo sợi Xem tại trang 41 của tài liệu.
Hình 3.4 Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện C=12%, U=30kV, Q=0,2 mL/h với khoảng cách thay đổi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 3.4.

Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện C=12%, U=30kV, Q=0,2 mL/h với khoảng cách thay đổi Xem tại trang 43 của tài liệu.
Bảng 3.4. Các mẫu khảo sát ảnh hưởng của khoảng cách L đến quá trình tạo sợi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Bảng 3.4..

Các mẫu khảo sát ảnh hưởng của khoảng cách L đến quá trình tạo sợi Xem tại trang 44 của tài liệu.
Hình 3.6 Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện C=12%, L=15 cm, Q=0,2 mL/h với điện thế thay đổi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 3.6.

Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện C=12%, L=15 cm, Q=0,2 mL/h với điện thế thay đổi Xem tại trang 46 của tài liệu.
Từ các dữ liệu ở bảng 3.5, sự biến thiên của kích thước sợi phụ thuộc vào hiệu điện thế được trình bày trên đồ thị ở hình 3.7. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

c.

ác dữ liệu ở bảng 3.5, sự biến thiên của kích thước sợi phụ thuộc vào hiệu điện thế được trình bày trên đồ thị ở hình 3.7 Xem tại trang 47 của tài liệu.
Bảng 3.5. Các mẫu khảo sát ảnh hưởng của điện thế U đến quá trình tạo sợi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Bảng 3.5..

Các mẫu khảo sát ảnh hưởng của điện thế U đến quá trình tạo sợi Xem tại trang 47 của tài liệu.
Hình 3.8 Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện C=12%, L=15 cm, U=30 kV với lưu lượng thay đổi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 3.8.

Ảnh SEM của mẫu sợi electrospun PVA ở các điều kiện C=12%, L=15 cm, U=30 kV với lưu lượng thay đổi Xem tại trang 49 của tài liệu.
Bảng 3.6 Tổng kết quá trình khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng Q đến quá trình tạo sợi - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Bảng 3.6.

Tổng kết quá trình khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng Q đến quá trình tạo sợi Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi đường kính khi thay đổi lưu lượng bơ mở cùng điều kiện phun CPVA= 12 %, U = 30 kV, L=15 cm. - nghiên cứu chế tạo sợi nano micro từ PVA bằng phương pháp electrospining

Hình 3.9.

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi đường kính khi thay đổi lưu lượng bơ mở cùng điều kiện phun CPVA= 12 %, U = 30 kV, L=15 cm Xem tại trang 50 của tài liệu.

Mục lục

    Sự cần thiết của thực hiện nghiên cứu

    Mục tiêu nghiên cứu

    Phạm vi nghiên cứu

    Phương pháp nghiên cứu

    Ý nghĩa khoa học của đề tài

    Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

    1.1 Tổng quan về phương pháp Electrospinning

    1.1.1 Lịch sử hình thành

    1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo sợi nano electrospun

    1.2.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan