CZ303243B6 - Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken - Google Patents
Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303243B6 CZ303243B6 CZ20060432A CZ2006432A CZ303243B6 CZ 303243 B6 CZ303243 B6 CZ 303243B6 CZ 20060432 A CZ20060432 A CZ 20060432A CZ 2006432 A CZ2006432 A CZ 2006432A CZ 303243 B6 CZ303243 B6 CZ 303243B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanofibres
- layer
- sensitizer
- photodynamic
- polymer
- Prior art date
Links
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 13
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 6
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 2
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 claims 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 13
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 12
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 12
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 allylic hydroperoxides Chemical class 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000006352 cycloaddition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 3
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N allyl alcohol Chemical compound OCC=C XXROGKLTLUQVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000005950 photosensitized reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- QMVPMAAFGQKVCJ-JTQLQIEISA-N (-)-Citronellol Chemical compound OCC[C@@H](C)CCC=C(C)C QMVPMAAFGQKVCJ-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- 229930004024 (S)-(-)-citronellol Natural products 0.000 description 1
- 235000018285 (S)-(-)-citronellol Nutrition 0.000 description 1
- FQERLIOIVXPZKH-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trioxane Chemical compound C1COOCO1 FQERLIOIVXPZKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SAOXPNBHKSWHGW-UHFFFAOYSA-N 4-methylpent-3-en-2-ol Chemical compound CC(O)C=C(C)C SAOXPNBHKSWHGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OPIFSICVWOWJMJ-AEOCFKNESA-N 5-bromo-4-chloro-3-indolyl beta-D-galactoside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CNC2=CC=C(Br)C(Cl)=C12 OPIFSICVWOWJMJ-AEOCFKNESA-N 0.000 description 1
- QMVPMAAFGQKVCJ-UHFFFAOYSA-N Citronellol Natural products OCCC(C)CCC=C(C)C QMVPMAAFGQKVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000192091 Deinococcus radiodurans Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000004808 allyl alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000078 anti-malarial effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000012457 nonaqueous media Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- JZRYQZJSTWVBBD-UHFFFAOYSA-N pentaporphyrin i Chemical compound N1C(C=C2NC(=CC3=NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 JZRYQZJSTWVBBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 1
- 208000007578 phototoxic dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 231100000018 phototoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000020004 porter Nutrition 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 102000012498 secondary active transmembrane transporter activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 108040003878 secondary active transmembrane transporter activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
- D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
- D01D5/0084—Coating by electro-spinning, i.e. the electro-spun fibres are not removed from the collecting device but remain integral with it, e.g. coating of prostheses
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
- D01D5/0038—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
- D01F1/103—Agents inhibiting growth of microorganisms
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/14—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated alcohols, e.g. polyvinyl alcohol, or of their acetals or ketals
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/18—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/70—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyurethanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Vynález se týká útvaru obsahujícího alespon jednu vrstvu nanovláken o prumeru do 600 nm vyrobených elektrostatickým zvláknováním z roztoku polymeru. Vrstva polymerních nanovláken obsahuje cástice fotodynamického senzitizeru, pricemž nanovlákna jsou izotropicky rozložená v prusvitné a nanoporézní vrstve o plošné hmotnosti od 0,01 g/m.sup.2.n.až 15 g/m.sup.2.n.. Pri zpusobu výroby vrstvy nanovláken elektrostatickým zvláknováním roztoku polymeru v elektrickém poli vytvoreném rozdílem potenciálu mezi zvláknovací elektrodou a sbernou elektrodou jsou nanovlákna vznikající v tomto elektrickém poli unášena ke sberné elektrode a ukládají se na k tomu urcenou plochu. Roztok polymeru pro zvláknování obsahuje cástice fotodynamického senzitizeru, které jsou pri zvláknování strhávány spolecne s polymerem do vznikajících nanovláken, v nichž jsou ukotveny uvnitr nebo na povrchu.
Description
Útvar obsahující alespoň jednu vrstvu nanovláken a způsob výroby vrstvy nauovláken
Oblast techniky
Vynález se týká útvaru obsahujícího alespoň jednu vrstvu nanovláken o průměru do 600 nm vyrobených elektrostatickým zvlákňovacím roztoku polymeru.
Dále se vynález týká způsobu výroby vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňovacím roztoku polymeru v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou, přičemž nanovlákna vznikající v tomto elektrickém poli jsou unášena ke sběmé elektrodě a ukládají se na k tomu určenou plochu.
Dosavadní stav techniky
Výrobu textilií obsahujících jednu nebo více vrstev polymemích nanovláken uspořádaných na podkladovém materiálu, jímž je obvykle rovněž textilie, popisuje například US 2003/0190383 Al nebo WO 2005/024101 Al. Podle US 2003/0190383 Al jsou nanovlákna vyráběna elektrostatickým zvlákňováním roztoku polymeru pomocí zvlákňovací elektrody obsahující soustavu trysek, z nichž je roztok polymeru vytlačován proti sběmé elektrodě, přičemž elektrody jsou připojeny k opačným pólům zdroje vysokého napětí.
WO 2005/024101 A1 popisuje elektrostatické zvlákňování roztoku polymeru pomocí otočné zvlákňovací elektrody protáhlého tvaru uložené částí svého obvodu v roztoku polymeru a připojené k jednomu pólu zdroje vysokého napětí, přičemž proti volné části obvodu zvlákňovací elektrody je uspořádána sběrná elektroda připojená k opačnému pólu zdroje vysokého napětí.
Textilie obsahující alespoň jednu vrstvu z polymemích nanovláken se užívají kromě jiného ve zdravotnictví například ke krytí ran, neboť díky malým rozměrům pórů zabraňují pronikání bakterií do rány a současně umožňují odchod kapalných zplodin hojícího procesu a přístup vzduchu k ráně.
Jiné známé textilie používané ve zdravotnictví používané ve zdravotnictví někdy obsahují fyziologicky účinné látky, které se z nich kontrolovanou rychlostí uvolňují a podporují proces hojení. Tyto látky jsou na hotovou textilii nanášeny ponořením textilie do roztoku příslušné látky a jejím následným usušením, přičemž množství látky, které na textilii ulpí se velmi obtížně řídí, respektive obtížně se do textilie ukládá velmi malé množství účinné látky, což omezuje použití takových textilií. Ještě obtížněji se ovlivňuje dlouhodobé a pozvolné uvolňování těchto látek.
S ing letový kyslík ’O? je energeticky bohatší a vysoce reaktivní forma molekulárního kyslíku, která hraje roli v mnoha chemických a biologických procesech. Singtetový kyslík může být fotogenerován na základě fotosenzitizovaných reakcí. Jedná se o světlem iniciované reakce senzitizerů, jejichž světelnou excitací se přenáší absorbované energie na kyslík za vzniku 'θ2. Senzitizery jsou účinné při velmi nízkých koncentracích, jedna molekula senzitizeru může opakovaným přenosem energie produkovat mnoho molekul 'O2.
V chemické syntéze je používán ]O2 jako silné a selektivně působící oxidační činidlo. Hlavními reakcemi jsou tri typy adice na vazbu C=C - en-reakce, 2+2cykloadice, 4+2 cykloadice a oxidace sulfidů1’’”1. Ze syntetického hlediska jsou en-reakce a 4+2 cykloadiční reakce nej významnější a vedou ke vzniku allylických hydroperoxidů, endoperoxidů a intermediátů pro syntézy produktů jako jsou allylalkoholy, epoxoalkoholy, dioly, nasycené polyoly a další. Příkladem je tato oxygenace allylalkoholu 4-methyl-3-penten-2-ol a β-hydroperoxyalkohol, který po konverzi poskytuje 1.2,4-trioxan vykazující antímalarickou aktivitulv. Průmyslově provozovaná fotooxidace
- 1 CZ 303243 B6 (-)-citronellolu poskytuje cyklický terpenoid, který je významnou komponentou používanou pri výrobě parfémů.
V souvislosti se stále častějším výskytem bakteriálních kmenů rezistentních k antibiotikům nabý5 vají na významu jiné baktericidní a bakteriostatické metody, např. tzv. fotodynamické inaktivace bakterií, virů, kvasinek a prvoků (photodynamic antimicrobial chemotherapy, PACT)\ Vlastnost senzitizerů způsobující fotoinaktivaci in vitro i in vivo se souhrnně označuje jako fotodynamická fototoxicita nebo fotocytotoxicita. Podstatou je silné cytotoxické působení fotogenerovaného ]O2.
ío Fotosenzitizovaná generace lO2 probíhá obvykle v kapalné fázi. To neumožňuje jednoduché oddělení senzitizerů od zpracovávaného objektu nebo produktů reakce po jejím ukončení. Pokud je senzitizer ukotven na pevném nosiči, lze jej snadno oddělit od produktů reakce a opakovaně použít.
Chemické, případně katalytické působení pevných hmot se zvyšuje směrným povrchem účinných látek. Je-li účinná látka vázána na nosič, lze při zvětšujícím se povrchu nosiče dosáhnout potřebného účinku s menším množstvím nebo s menší koncentrací účinné látky v nosiči.
Cílem vynálezu je vytvořit průsvitnou nanovlákennou vrstvu s velkým měrným povrchem pro20 pustnou pro kyslík a světlo, která by obsahovala fotodynamický senzitizer v pevném skupenství v množství dostatečném ke generování 'O2 pri osvícení denním nebo umělým světlem.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo útvarem obsahujícím alespoň jednu vrstvu nanovláken podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vrstva polymemích nanovláken obsahuje částice fotodynamického senzitizerů, přičemž nanovlákna jsou izotropicky rozložena v průsvitné a nanoporézní vrstvě o plošné hmotnosti od 0,01 g/m2 až 15 g/m2.
Nanoporézní a průsvitná vrstva nanovláken umožňuje přístup světla a kyslíku O2 k částicím fotodynamického senzitizerů uloženým v a na nanovláknech. Při vystavení takové vrstvy polymerních nanovláken světelnému záření dochází v důsledku styku kyslíku obsaženého ve vzduchu či v roztoku s částicemi fotodynamického senzitizerů ke generování 'O2, který působí v bezpro35 středním okolí senzitizerů, tedy ve vrstvě nanovláken a jejím blízkém, okolí.
Částice fotodynamického senzitizerů jsou ukotveny uvnitř a/nebo na povrchu nanovláken. V důsledku průsvitnosti a nanoporéznosti vrstvy se kyslík i světlo dostávají k těmto částicím bez problémů a dochází ke generování ’θ2.
V důsledku velkého měrného povrchu nanovlákenné vrstvy je dostačující, jsou-li částice fotodynamického senzitizerů v nanovláknech obsaženy v množství 0,0001 až 0,01 g senzitizerů na 1 g vrstvy nanovláken. Nízké množství fotodynamického senzitizerů snižuje teoretickou možnost kontaminace chemického či biologického prostředí senzitizerem a snižuje ekonomické náklady.
Pro použití ve vzduchovém i vodním prostředí jsou nanovlákna vyrobena z polyuretanu, polyakrylonitrilu, polystyrenu, polyvinylalkoholu či jiného polymeru, fotoaktivní částicí je 5,10,15, 20-tetrafenyl-21 H,23H-porfín (TPP) a/nebo Cóo či jiný fotodynamický senzitizer.
Pro některé aplikace podle vynálezu je výhodné, je-li vrstva polymemích nanovláken obsahující částice fotodynamického senzitizerů uložena na podkladovém materiálu. Podkladovým materiálem přitom může být textilie, papír, kovová fólie, plastová fólie nebo kombinace těchto materiálů. Použitím podkladového materiálu se zvýší pevnost útvaru a tím se rozšíří i možnosti použití.
Vhodným podkladovým materiálem může být např. tapeta, jejímž užitím lze v osvětlených prostorách, v nichž se pohybuje množství lidí, omezit nebezpečí přenosu infekčních onemocnění.
Pro rozšíření spektrálního rozsahu absorpce světlaje dále výhodné, je-li vrstva nanovláken tvořena alespoň dvěma vrstvami nanovláken, z nichž každá obsahuje jiný fotodynamický senzitizér.
Pro některé použití útvaru podle vynálezu je také výhodné, je-li vrstva nanovláken tvořena alespoň dvěma vrstvami nanovláken z rozdílných polymerů.
Podstata způsobu výroby vrstvy nanovláken podle vynálezu spočívá v tom, že roztok polymeru pro zvlákňování obsahuje částice fotodynamického senzitizeru, kteréjsou při zvlákňování strhávány společně s polymerem do vznikajících nanovláken, v nichž jsou tyto částice ukotveny uvnitř nebo na povrchu.
Jiným postupem výroby vrstvy nanovláken podle vynálezu je adsorpce fotodynamického senzitizeru na povrch nanovláken z roztoku v rozpouštědle, které nerozpouští použitá nanovlákna.
Přehled obrázků na výkrese
Příklady provedení textilie podle vynálezu budou popsána v následujícím textu. Dokumentace účinků textilie podle vynálezu je podložena obrázky na přiložených výkresech, kde obr. I značí absorpční UV-VIS spektrum detekčního jodidového činidla pro singletový kyslík lO2 v přítomnosti textilie s vrstvou polymemích polyuretanových nanovláken obsahujících nepolární senzitizer 5,10,15,20-tetrafenyl-21H,23H-porfin (TPP, označovaný též jako /Meso-tetrafenylporíyrin) v čase 0 až 60 minut ozařování 250 W halogenovou lampou, přičemž dolní křivka platí pro čas 0 minut a horní křivka pro čas 60 minut, obr, 2 lineární vzrůst absorbance fotoproduktu Γ i v závislosti na čase během ozařování nanovlákenné textilie s TPP v jodidovém detekčním činidlem, obr. 3 lineární produkce 13 během ozařování textilie s vrstvou nanovláken obsahujících senzitizer TPP v jodidovém detekčním činidle, obr. 4 fotografie vzorku textilie s vrstvou polymemích polyuretanových nanovláken obsahujících senzitizer TPP.
Příklady provedení vynálezu
Způsob výroby vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku polymeru v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou podle vynálezu a textilie obsahující vrstvu nanovláken podle vynálezu bude popsán na příkladu provedení, u něhož se roztok polymeru do elektrického pole pro zvlákňování přivádí povrchem otáčející se zvlákňovací elektrody, která je částí svého obvodu ponořena v roztoku polymeru a svým povrchem přivádí roztok polymeru do elektrického pole pro zvlákňování. Zvlákňovací elektroda je přitom s výhodou tvořena válcem podle CZ 294274 a k němu analogické mezinárodní přihlášky WO 2005/024101 Al nebo může být tvořena jiným vhodným otočně uloženým tělesem protáhlého tvaru. Elektrostatickým zvlákňováním se vyrábějí zmíněné textilie z různých polymerů rozpustných ve vodném nebo nevodném roztoku. Průměr vyráběných nanovláken je menší než 600 nanometrů obvykle v rozmezí od 50 do 600 nanometrů a vyrobená nanovlákna se ukládají do vrstvy nanovláken na podkladovém materiálu, který prochází mezi zvlákňovací elektrodu a sběrnou elektrodou. Podkladovým materiálem může být např. textilie, papír, plastová fólie, kovová fólie nebo kombinace těchto materiálů. Elektrostatickým zvlákňováním lze vyrábět i samostatnou vrstvu nanovláken bez ukládání na podkladový materiál.
Za vhodných okolností lze spolu s polymerem zvlákňovat i fotodynamický senzitizer, který je rozpustný ve stejném rozpouštědle jako zvlákňovaný polymer. Vhodným fotodynam ickým senzitizerem je například senzitizer zinečnatý komplex TPP (ZnTPP), nebo v příkladech provedení uvedený nepolární fotodynamický senzitizer 5,10,15,20-tetrafenyl-21H,23H-porfin (TPP, ozna- j čovaný též jako we.v6»-tetrafenyl portýři n), přičemž mohou být použity oba fotodynamické senzitízery současné popřípadě i s dalšími vhodnými fotodynamickými senzitizery, tak aby bylo účinněji absorbováno v celém spektrálním rozsahu dopadající světlo. Vhodnými polymery jsou například polyuretan, polyvinylalkohol, polyakrylonitril, polystyren a další. Podle dosavadních zkušeností podložených četnými experimenty se jeví, že vhodnými polymery jsou všechny polymery schopné elektrostatického zvlákňování, přičemž chemické složení polymeru ovlivňuje doby života excitovaných tripletových stavů senzitizeru a produkovaného singletového kyslíku '02. Doba života 'O2 je velmi důležitá, protože podmiňuje jeho fotooxidační a fotodezinfekční působení. Z experimentů dále vyplynulo, že pri ozařování nanovlákenné vrstvy je 'θ2 produkován senzitizerem uvnitř nanovláken i senzitizerem ukotveným na povrchu nanovláken, neboť bylo prokázáno, že kyslík se dostane polymerem i k zapouzdřenému senzitizeru uvnitř nanovláken. Uvnitř nanovláken je však senzitizer více ovlivněn. Stejně tak lze volit fotodynamické senzitizery z celé škály známých senzitizerů podle jejich citlivosti na příslušnou část spektra dopadajícího světla, přičemž základní vlastností použitého senzitizeru je jeho rozpustnost v roztoku zvlákňovacího polymeru nebo alespoň schopnost rozptýlit se v roztoku polymeru na tak malé částice, které mohou být při elektrostatickém zvlákňování strhávány společně s polymerem do vznikajících nanovláken.
Částice fotodynamického senzitizeru jsou pri elektrostatickém zvlákňování vynášeny povrchem otáčející se zvlákňovací elektrody společně s polymerem a v elektrickém poli jsou společně s polymerem strhávány ke sběrné elektrodě a zůstávají uloženy v nanovláknech jako jejich součást. Senzitizery jsou přitom ukotveny uvnitř a/nebo na povrchu nanovláken. Koncentrace fotodynamického senzitizeru ve vznikající nanovlákenné vrstvě je přitom blízká koncentraci senzitizerů ve zvlákňovacím roztoku, takže množství senzitizeru v nanovlákenné vrstvě lze předem přesně stanovit a lze je udržovat na velmi nízké úrovni. Textilie s takto modifikovanou vrstvou nanovláken mají vysoký měrný povrch a fotodynamický senzitizer je tak rozložen na velké ploše. Plošná hmotnost nanovlákenné vrstvy se pohybuje od 0,01 g/m2 do 15g/m2. Nanovlákenná vrstva je průsvitná a nanoporézní, což umožňuje přístup světla a kyslíku (včetně kyslíku rozpuštěného v roztocích) k částicím fotodynamického senzitizeru vázanému v nanovláknech a ukotvených na povrchu nanovláken a v důsledku toho produkci singletového kyslíku lO2, k jehož účinné produkci je třeba velmi nízké koncentrace senzitizeru. Uvnitř a na povrchu nanovláken jsou ukotveny molekuly senzitizeru s obsahem 0,0001 g až 0,01 g 1 v g polymeru, z něhož jsou nanovlákna vyrobena. Je výhodné, je-li podíl nanovláken o průměru 50 až 200 nm co největší, respektive jsou-li nanovlákna nanovlákenné vrstvy co nejtenčí, neboť se zmenšující se tloušťkou nanovláken se zvětšuje měrný povrch vrstvy nanovláken. Částice senzitizeru jsou při těchto průměrech nanovláken umístěny více na povrchu nanovláken, a tudíž lépe přístupné světlu a kyslíku a méně ovlivněny polymerem.
Výhodou nízké koncentrace senzitizeru je snížení možností kontaminace chemického či biologického prostředí senzitizerem a snížení ekonomických nákladů. Nanoporézní struktura vrstvy nanovláken současně omezuje přístup vysokomolekulámích látek a mikrobů k povrchu krytému nanotextilií. Krátká doba života singletového kyslíku 'θ2 s krátkým difúzním poměrem zajišťuje lokální (in šitu) působení singletového kyslíku 'θ2 v okolí senzitizeru, tedy uvnitř nanovlákenné vrstvy a v jejím blízkém okolí a v důsledku toho nezpůsobí singletový kyslík toxicky ve vzdálenějším okolí nanovlákenné vrstvy.
Nanotextilie, jejichž nanovlákenná vrstva obsahuje uvnitř a/nebo na povrchu nanovláken ukotvené částice fotodynamického senzitizeru, má silnou fotooxidační účinnost, vysokou fotodezinfekční a dlouhodobou anti mikrob iál ní účinnost a je sterilní na světle. Na singletový kyslík '02 si mikroorganismy nevytvářejí rezistenci, jako například na antibiotika, přičemž pořadí citlivosti jednotlivých mikroorganismů k 'θ2 je často opačné než pořadí citlivosti k ionizujícímu záření. Například Deinococcus radiodurans, je mimořádně odolný vůči ionizujícímu záření, ale vysoce citlivý k lO2.
-4CZ 303243 B6
Fotodynamický senzitizer lze na vrstvu nanovláken nanášet namáčením vrstvy nanovláken v roztoku, který obsahuje senzitizer a který neobsahuje rozpouštědlo chemicky ovlivňující použitá nanovlákna, přičemž dojde k adsorpci fotodynamického senzitizeru na povrchu nanovláken vrstvy5
Příklad 1
V patnácti procentním roztoku polyuretanu (PU) v dimethylformamidu se rozpustí nepolární io fotodynamický senzitizer TPP v koncentraci 0,0001 až 0,01 g TPP na 1 g PU. Tento roztok se podrobí elektrostatickém zvlákňování výše popsaným způsobem, přičemž částečky nebo molekuly TPP jsou v průběhu elektrostatického zvlákňovacího procesu strhávány spolu s roztokem polyuretanu. Vznikající nanovlákna o průměru 50 až 600 nm se ukládají na povrchu podkladového materiálu tvořeného polypropylenovou mikrovlákennou vrstvou vyrobenou technologií spun15 bond o plošné hmotnosti 18 g/m2. Tím vzniká netkaná textilie obsahující vrstvu nanovláken. Plošná hmotnost nanovlákenné vrstvy obsahující TPP je 1 g/m2. Pro dosažení větší tloušťky resp. větší plošné hmotnosti vrstvy nanovláken lze na podkladový materiál nanášet nanovlákna v několika za sebou seřazených elektrostatických zvlákňovacích zařízeních a lze tak dosáhnout plošné hmotnosti až 15 g/m2. Stejným způsobem lze použít i jiný senzitizer, například ZnTPP.
Nanovlákna nanovlákenné vrstvy jsou vytvořena z polyuretanu a je v nich nebo na jejich povrchu zabudován nepolární fotodynamický senzitizer TPP nebo ZnTPP v koncentraci 0,0001 až 0,01 g na 1 g polyuretanu.
Pro dosažení lepších účinků ve vodném prostředí byla nanovlákenná vrstva obsahující TPP modifikována povrchově aktivní látkou, například 0,6 % dodecylsulfonátem sodným. Tím se ze zcela hydrofobní textilie stala textilie vůči bakteriím ve vodě. Důvodem je působení 'O2 na velmi krátkou vzdálenost, tedy v podstatě in šitu a vzhledem k vyšší smáČivosti lepší přístup vody k senzitizéru.
Příklad 2
V roztoku polyakrylonitrilu (PAN) se rozpustí TPP v koncentraci 0,01 g TPP na 1 g PAN a roz35 tok se podrobí elektrostatickému zvlákňování. Vznikající nanovlákna se ukládají na povrchu netkané mikrovlákenné textilie o plošné hmotnosti 20 g/m2. Na povrchu nanovláken a vjejich průřezu je ukotven nepolární fotodynamický senzitizer TPP.
Příklad 3
V roztoku polyakrylonitrilu (PAN) se rozpustí TPP v koncentraci 0,005 g TPP na 1 g PAN a roztok se podrobí elektrostatickému zvlákňování. Vznikající nanovlákna se ukládají na povrchu netkané mikrovlákenné textilie vyrobené technologií spun-bond o plošné hmotnosti 15 g/m2.
Podle technologických podmínek elektrostatického zvlákňování vznikají nanovlákna o průměrech 50 až 600 nm. Na povrchu nanovláken a vjejich průřezu je ukotven nepolární senzitizer TPP.
Příklad 4
Ve zvlákňovací komoře zařízení pro výrobu nanovláken elektrostatickým zvlákňováním je za sebou uspořádáno několik zvlákňovacích zařízení.
-5CZ 303243 B6
První zvlákňovací zařízení obsahuje roztok PU se senzitizerem ZnTPP ve zvolené koncentraci a na podkladový materiál ukládá první vrstvu nanovláken PU s tímto senzitizerem.
Druhé zvlákňovací zařízení obsahuje roztok PAN s TPP ve zvolené koncentraci a na podkladový 5 materiál ukládá druhou vrstvu nanovláken PAN s TPP.
Třetí zvlákňovací zařízení obsahuje roztok polyvinylalkoholu se síťujícím prostředkem a sTPP nebo jiným vhodným senzitizerem ve zvolené koncentraci a na podkladový materiál ukládá třetí vrstvu nanovláken polyvinylalkoholu s TPP.
io
Složená nanovlákenná vrstva účinněji absorbuje dopadající světlo v širším spektrálním rozsahu.
Počet nanovlákenných vrstev je přitom omezen technologickými možnostmi konkrétní zvlákňovací komory respektive zvlákňovacího stroje. Přitom je výhodné kombinovat vrstvy nanovláken s různými fotodynamickými senzitizery a tyto senzitizery volit tak, aby dopadající světlo bylo absorbována v co nejširším spektrálním rozsahu.
Příklad 5
Ve dvanácti procentním vodném roztoku polyvinylalkoholu (PVA) se rozpustí senzitizer ZnTPPSí v koncentraci 0,001 g ZnTPPS4 na 1 g PVA. Současně se v roztoku rozpustí systém síťovadel polyvinylalkoholu - kyselina fosforečná a glyoxal. Tento roztok se podrobí elektrostatickému zvlákňování výše popsaným způsobem. Vznikající nanovlákna se ukládají na vhodný podkladový materiál, například na netkanou textilii z mikrovláken vyrobenou technologií spunbond. Elektrostatickým zvlákňováním se vyrobí nanovlákenná vrstva o plošné hmotnosti 2 g/m2, která se následně podrobí síťování zahříváním na teplotu 140 °C po dobu 5 minut. Stejným způsobem lze použít i jiný porfyrinový senzitizer.
jo Tím se vytvoří netkaná textilie s nanovlákennou vrstvou, jejíž nanovlákna jsou vytvořena z polyvinylalkoholu (PVA) a obsahují zabudovaný senzitizer ZnTPPS4 o koncentraci 0,001 g ZnTPPS4 v 1 g polyvinylalkoholu.
Netkaná textilie podle tohoto příkladu provedení negeneruje 'O2 v suchém prostředí, ale po pono35 ření do vody se ZnTPPS4 uvolňuje z textilie do vody a ΖηΤΡΡ$4 ve vodě pak generuje lO2. Tato vlastnost se jeví žádoucí pro některé aplikace, v nichž je potřebné, aby k produkci ’O2 nedocházelo v suchém prostředí.
to Příklad 6 - Demonstrace fotooxidativního efektu nanovlákenných vrstev s porťýrinovými senzitizery
Z netkané textilie obsahující vrstvu nanovláken obsahujících TPP podle příkladu 1 byla vyříznuta část o rozměrech 1 x 2 cm. Tato část textilie byla umístěna na vnitřní stěnu křemenné kyvety o rozměrech Ixl x 3 cm obsahující 2 ml jodidového detekčního roztoku pro singletový kyslík 'O? a ozařována halogenovou žárovkou, jak je znázorněno na obr. 3. V důsledku styku kyslíku O2 v detekčním roztoku sTPP v nano vláknech za přítomnosti světla dochází ke generování 'θ2. Reakce takto fotogenerovaného 'θ2 s Γ ve vodném prostředí vede složitým mechanismem ke vzniku I3 v přítomnosti katalyzátoru (NH^MoO/. Koncentraci vznikajícího If (produktu foto50 oxidace) lze sledovat v jeho absorpčním pásu při 351 nm, jak je patrné z obr. 1. a obr. 2.
Šipka na obr. 1 ukazuje růst absorbance I< v čase ozařování. Koncentrace I3“ je úměrná fotoprodukci 'θ2.
-6CZ 303243 B6
Jak je znázorněno na obr. 2 lineární vzrůst absorbance I? během ozařování ukazuje na velmi rovnoměrnou fotoprodukci :O2 na vrstvě nanovláken obsahujících TPP během ozařování textilie s vrstvou nanovláken s TPP v jodidovém detekčním činidle.
Fotosenzitizované reakce vyžadují přítomnost senzitizeru, kyslíku a světla. Za shora uvedených experimentálních podmínek je generace !O2 (resp. I3~) zastavena v nepřítomnosti světla, jak je znázorněno na obr. 3a. Během ozařování textilie snanovlákny sTPP v jodidovém detekčním činidle je produkován I3“ (a tedy *O2) a tato produkce se zastaví ve tmě. Fotoprodukce l3” též není pozorována v přítomnosti 0.01M NaN3, fyzikálního zhášeče 'O2 v detekčním činidle nebo v nepřítomnosti kyslíku O2, je-li např. detekční roztok vysycen inertním plynem. Naopak přítomnost D2O, v detekčním roztoku zvýší fotoprodukci I3 .
Příklad 7
Nanovlákenná vrstva s PVA nanovlákny byla ponořena do 1% roztoku TPP v chloroformu. Vrstva byla po 20 minutách vyjmuta a vysušena volně na vzduchu. Ozařováním vrstvy s adsorbovaným TPP byla prokázána generace 'O2, podobně jako u příkladu 6.
Příklad 8 - Demonstrace bakterieidního efektu nanovlákenných vrstev s porfyrinovými senzitizery
Z nanovláken né textilie obsahující vrstvu nanovláken s fotodynamickým senzitízerem podle pří25 kladu l byly vyříznuty disky o poloměru 0,5 cm a položeny na dvě bakteriální agarové plotny, pracovní bakteriální plotnu a kontrolní bakteriální plotnu. Obě bakteriální plotny obsahovaly X— gal (5-bromo—4—chloro_3-indolyl-(3-D-galaktopyranosid) a byly v celé ploše naočkovány bakteriemi E-coli (typ DH5a s plasmidem pGEMl 1Z), produkujícími beta galaktosidázu. To umožnilo vizualizaci bakteriálních kolonií, protože bakteriální enzym odštěpuje cukr za vzniku indolo30 vého barviva, kterým se bakteriální kolonie zbarví modrozeleně. Na bakteriální plotny byly též položeny disky ze stejné nanovlákenné textilie bez sensitizeru. Tyto disky měli funkci negativní kontroly.
Pracovní bakteriální plotna pak byla osvícena studeným bílým světlem (výkon zdroje 150 W) ze vzdálenosti 15 cm po dobu 15 minut. Kontrolní bakteriální plotna (B) byla uchovávána ve tmě. Po ozáření pracovní bakteriální plotny byly obě plotny inkubovány 18 hod při 37 °C v inkubátoru. Bakteriální plotny s disky s narostlými bakteriálními koloniemi byly fotograficky zdokumentovány.
Žádné bakteriální kolonie nenarosily na discích z nanovlákenné textilie obsahující vrstvu nanovláken s fotodynamickým senzitízerem na pracovní bakteriální plotně ozářené světlem. Kolonie nenarosily ani v těsném okolí, cca 0,5 mm, těchto disků, jak je znázorněno na obr. 4 a na obr. 4a. Fotografie na obr. 4a dokumentuje fotodezinfekční působení nanovlákenné textilie s vrstvou nanovláken, která obsahují TPP v koncentraci 0,01 g TPP na 1 g polyuretanu. Po osvětlení jsou modrozeleně zabarvené kolonie bakterií E-coli patrné na agarové ploše mimo povrch disku a jeho blízké okolí. To znamená, že na ploše disku ajeho blízkém okolí je sterilní a fotodezinfikující prostředí.
Záplavy bakteriálních kolonií naopak narostly na zbylé agarové ploše pracovní bakteriální plotny a na discích z nanovlákenné textilie s vrstvou nanovláken bez senzitizeru.
Na kontrolní bakteriální plotně, která nebyla vy stavena světlu, bakteriální kolonie vyrostly v celé ploše včetně disků, tedy jak disků z nanovlákenné textilie s vrstvou nanovláken bez senzitizeru, tak disků z nanovlákenné textilie s vrstvou nanovláken se senzitízerem.
-7CZ 303243 B6
Dalšími pokusy bylo zjištěno, že stejných výsledků se dosáhne i při ozařování vzorků denním nebo jiným vhodným světlem.
Nanovlákenná vrstva podle příkladu l, 2, 3 nebo 4 se nanáší na lícní stranu teploty v plošné 5 hmotnosti 0,01 až 15 g/m'. Plošná hmotnost se přitom řídí zejména podle intenzity světla, která se předpokládá v místě, kde bude tapeta použita, aby bylo dosaženo prosvětlení celé nanovlákenné vrstvy. Tapeta přitom může být z libovolného materiálu, například z papíru, textilu, z jej ich kombinace a s libovolnou povrchovou úpravou, která však musí dovolovat fixaci vrstvy nanovláken a dostatečný přístup světla a kyslíku, io
Obecně lze nanovlákennou vrstvu s obsahem fotodynamického senzitizéru nanést na libovolný podklad umožňující nanášení a následnou fixaci nanovlákenné vrstvy, například na papírový pás, plastovou nebo kovovou fólii a zejména na vhodnou textilii. Výhodou textilie jako podkladového materiálu je prodyšnost a průsvitnost, takže podkladový materiál neomezuje možnosti účinků nanovlákenné vrstvy s obsahem fotodynamických senzitizerů.
Nanovlákenná vrstva může být vyrobena samostatně a následně buď takto použita nebo uložena na libovolném tvarově pro příslušný účel vhodném tělese a vytvářet tak trojrozměrný útvar.
Průmyslová využitelnost
Textilie obsahující alespoň jednu vrstvu nanovláken obsahujících fotodynamický senzitizér je využitelná v chemii k přípravě specifických produktů reakce řady substrátů s fotogenerováným 'O2.
Dále je textilie podle vynálezu využitelná v humánní a veterinární medicíně k širokému spektru aplikací vyžadujících sterilní nebo sterilizující zdravotnický materiál (náplasti, obvazy, vrchní část chirurgické roušky a dalších operačních textilií), který současně zamezuje průniku a růstu bakterií, řas a plísní.
Textilii podle vynálezu lze využít také v ostatních, např. průmyslových uměleckých (např. umělé stárnutí povrchů) nebo kosmetických aplikacích, využívajících lokálního, oxidativního působení O2 především v ploše.
Další z možností využití je například fotodegradace aromatických polutantů pomocí fotogenerovaného ‘tajinou možností aplikace je uchovávání sterilních povrchů, neoxidujících se chemikálií podléhají40 cích bakteriálnímu rozkladu, zemědělských produktů (např. semena rostlin), potravin nebo pitné
Claims (9)
1. Útvar obsahující alespoň jednu vrstvu nanovláken o průměru do 600 nm vyrobených elek50 trostatickým zvlákňováním z roztoku polymeru, vyznačující se tím, že vrstva polymemích nanovláken obsahuje částice fotodynamického senzitizerů, přičemž nanovlákna jsou izotropicky rozložená v průsvitné a nanoporézní vrstvě o plošné hmotnosti od 0,01 g/m2 až 15 g/m2.
2. Útvar podle nároku 1, vyznačující se tím, že částice fotodynamického senzitize55 ru jsou ukotveny uvnitř a/nebo na povrchu nanovláken.
-8CZ 303243 B6
3. Útvar podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že částice fotodynamického senzitizéru jsou v nanovláknech vrstvy nanovláken obsaženy v množství 0,0001 g až 0,01 g senzitizéru na lg vrstvy nanovláken.
4. Útvar podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nanovlákna jsou vyrobena z polyuretanu nebo PAN a částice fotodynamického senzitizéru jsou z
5,10,15,20-tetrafenyl-21H,23H-porfinu (TPP) a/nebo zinečnatého komplexu TPP (ZnTPP).
io 5. Útvar podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva polymemích nanovláken je uložena na podkladovém materiálu.
6. Útvar podle nároku 5, vyznačující se tím, že podkladovým materiálem je textilie nebo papír nebo plastová fólie nebo kovová fólie nebo tapeta.
7. Útvar podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva nanovláken je tvořena alespoň dvěma vrstvami nanovláken, z nichž každá obsahuje jiný fotodynamický senzitizer.
20
8. Útvar podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva nanovláken je tvořena alespoň dvěma vrstvami nanovláken vyrobenými z rozdílných polymerů.
9. Způsob výroby vrstvy nanovláken elektrostatickým zvlákňováním roztoku polymeru v elektrickém poli vytvořeném rozdílem potenciálů mezi zvlákňovací elektrodou a sběrnou elektrodou,
25 přičemž nanovlákna vznikající v tomto elektrickém poli jsou unášena ke sběrné elektrodě a ukládají se na k tomu určenou plochu, vyznačující se tím, že roztok polymeru pro zvlákňování obsahuje částice fotodynamického senzitizéru, které jsou pri zvlákňování strhávány společně s polymerem do vznikajících nanovláken, v nichž jsou ukotveny uvnitř nebo na povrchu.
jo 10. Způsob výroby vrstvy nanovláken podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vrstva nanovláken se ponoří do roztoku, který obsahuje fotodynamický senzitizer, a který neobsahuje rozpouštědlo ovlivňující použitá nanovlákna, přičemž dojde k adsorpci fotodynamického senzitizéru na povrch nanovláken.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060432A CZ303243B6 (cs) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken |
| PCT/CZ2007/000065 WO2008000198A2 (en) | 2006-06-30 | 2007-06-29 | Formation comprising at least one nanofibre layer and method of nanofibre layer production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060432A CZ303243B6 (cs) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303243B6 true CZ303243B6 (cs) | 2012-06-13 |
Family
ID=38728652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20060432A CZ303243B6 (cs) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ303243B6 (cs) |
| WO (1) | WO2008000198A2 (cs) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304123B6 (cs) * | 2012-10-17 | 2013-11-06 | Spur A.S. | Fotoaktivní nanovláknitá struktura s antimikrobiálními vlastnostmi a zpusob její prípravy |
| CZ306261B6 (cs) * | 2012-09-26 | 2016-11-02 | Technická univerzita v Liberci | Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií |
| EP4179874A1 (en) | 2021-11-16 | 2023-05-17 | LAM-X a.s. | Antimicrobial photoactive nanofibrous polymer material |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5400330B2 (ja) * | 2008-08-27 | 2014-01-29 | 帝人株式会社 | 光触媒含有極細繊維およびその製造方法 |
| CN101703802B (zh) * | 2009-11-27 | 2013-07-31 | 天津大学 | 催化内源no前体释放no的纳米纤维人工血管及制备方法 |
| CN101708344B (zh) * | 2009-11-27 | 2013-01-16 | 天津大学 | 纳米纤维人工血管及制备方法 |
| CN101703801B (zh) * | 2009-11-27 | 2012-11-21 | 天津大学 | 催化内源no前体释放no人工血管及制备方法 |
| CN101703800B (zh) * | 2009-11-27 | 2012-10-31 | 天津大学 | 催化释放一氧化氮的纳米纤维人工血管及制备方法 |
| CN101703796B (zh) * | 2009-11-27 | 2013-01-16 | 天津大学 | 纳米纤维人工血管修饰内层及制备方法 |
| CZ305107B6 (cs) * | 2010-11-24 | 2015-05-06 | Technická univerzita v Liberci | Chromatografický substrát pro tenkovrstvou chromatografii nebo pro kolonovou chromatografii |
| CZ302901B6 (cs) * | 2011-06-01 | 2012-01-11 | Technická univerzita v Liberci | Zpusob vytvárení funkcní nanovlákenné vrstvy a zarízení k provádení zpusobu |
| EP3003026B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-07-17 | Tricol Biomedical, Inc. | Biocompatible and bioabsorbable derivatized chitosan compositions |
| CN103409817B (zh) * | 2013-07-12 | 2015-10-28 | 浙江工业大学 | 一种静电纺丝制备白光led的方法 |
| US9750849B2 (en) | 2013-11-06 | 2017-09-05 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Oxygen generating biomaterial |
| CN106381555A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-08 | 华南理工大学 | 一种含有聚集诱导发光分子的复合纤维及其制法和应用 |
| CN109498808B (zh) * | 2019-01-22 | 2021-08-27 | 福州大学 | 一种通过静电组装可控合成CuS@EPO纳米材料的方法 |
| CN113828288B (zh) * | 2020-06-23 | 2023-07-07 | 天津工业大学 | 一种仿肺泡双层纳微纤维膜光催化剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027365A1 (en) * | 1999-10-08 | 2001-04-19 | The University Of Akron | Electrospun fibers and an apparatus therefor |
| DE10106913A1 (de) * | 2001-02-15 | 2002-09-05 | Sandler Helmut Helsa Werke | Verfahren zum elektrostatischen Spinnen von Polymeren zum Erhalt von Nano- und/oder Mikrofasern II |
| CN1467314A (zh) * | 2003-06-12 | 2004-01-14 | 东南大学 | 抗菌纳米纤维材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800155B2 (en) * | 2000-02-24 | 2004-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Conductive (electrical, ionic and photoelectric) membrane articlers, and method for producing same |
-
2006
- 2006-06-30 CZ CZ20060432A patent/CZ303243B6/cs unknown
-
2007
- 2007-06-29 WO PCT/CZ2007/000065 patent/WO2008000198A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001027365A1 (en) * | 1999-10-08 | 2001-04-19 | The University Of Akron | Electrospun fibers and an apparatus therefor |
| DE10106913A1 (de) * | 2001-02-15 | 2002-09-05 | Sandler Helmut Helsa Werke | Verfahren zum elektrostatischen Spinnen von Polymeren zum Erhalt von Nano- und/oder Mikrofasern II |
| CN1467314A (zh) * | 2003-06-12 | 2004-01-14 | 东南大学 | 抗菌纳米纤维材料及其制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306261B6 (cs) * | 2012-09-26 | 2016-11-02 | Technická univerzita v Liberci | Způsob ukotvení nanočástic kovu a/nebo oxidu kovu k textilii z anorganických vláken, textilie z anorganických vláken s ukotvenými nanočásticemi kovu a/nebo oxidu kovu, a vícevrstvý textilní substrát obsahující vrstvu tvořenou touto textilií |
| CZ304123B6 (cs) * | 2012-10-17 | 2013-11-06 | Spur A.S. | Fotoaktivní nanovláknitá struktura s antimikrobiálními vlastnostmi a zpusob její prípravy |
| EP4179874A1 (en) | 2021-11-16 | 2023-05-17 | LAM-X a.s. | Antimicrobial photoactive nanofibrous polymer material |
| WO2023088507A1 (en) | 2021-11-16 | 2023-05-25 | LAM-X a.s. | Antimicrobial photoactive nanofibrous polymer material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008000198A3 (en) | 2008-03-06 |
| WO2008000198B1 (en) | 2008-06-05 |
| WO2008000198A2 (en) | 2008-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ303243B6 (cs) | Útvar obsahující alespon jednu vrstvu nanovláken a zpusob výroby vrstvy nanovláken | |
| Xie et al. | The antibacterial stability of poly (dopamine) in-situ reduction and chelation nano-Ag based on bacterial cellulose network template | |
| Cai et al. | Insight into biological effects of zinc oxide nanoflowers on bacteria: why morphology matters | |
| Shahidi et al. | Antibacterial agents in textile industry | |
| KR100811205B1 (ko) | 은나노함유 항균나노섬유 및 그 제조방법 | |
| US5830526A (en) | Light-activated antimicrobial and antiviral materials | |
| CN101010003B (zh) | 抗微生物的银组合物 | |
| Shen et al. | Cotton fabrics with antibacterial and antiviral properties produced by a simple pad-dry-cure process using diphenolic acid | |
| US9549549B2 (en) | Antimicrobial materials and methods | |
| US20020177828A1 (en) | Absorbent materials with covalently-bonded, nonleachable, polymeric antimicrobial surfaces, and methods for preparation | |
| CN1889983A (zh) | 银涂料和制造方法 | |
| Villarreal-Gómez et al. | Antimicrobial effect of electrospun nanofibers loaded with silver nanoparticles: influence of Ag incorporation method | |
| KR20080005549A (ko) | 적어도 하나의 폴리머 나노섬유층을 포함하는 직물 및전기방사를 통해 폴리머 용액으로부터 폴리머 나노섬유층을생산하는 방법 | |
| Lim et al. | In vitro cytotoxicity and antibacterial activity of silver-coated electrospun polycaprolactone/gelatine nanofibrous scaffolds | |
| Mosinger et al. | Photoactivatable nanostructured surfaces for biomedical applications | |
| CA2666826A1 (en) | Antimicrobial articles and method of manufacture | |
| CN109996801A (zh) | 光敏剂 | |
| Kováčová et al. | Photodynamic-active smart biocompatible material for an antibacterial surface coating | |
| Strokov et al. | Facile fabrication of silicon (IV) phthalocyanine-embedded poly (vinyl alcohol)-based antibacterial and antifouling interfaces | |
| Erdogan | Textile finishing with chitosan and silver nanoparticles against Escherichia coli ATCC 8739 | |
| da Silva et al. | Functionalization of fibrous substrates with mesoporous silica nanoparticles as a strategy to obtain photodynamic antibacterial textiles | |
| Dong et al. | Rose bengal-integrated electrospun polyacrylonitrile nanofibers for photodynamic inactivation of bacteria | |
| Phan et al. | Research upon Cu-doping contents in TiO2 nanoparticles incorporated onto cellulose nanofibers for dye removal and self-cleaning applications | |
| Kermanshahi et al. | The effect of layering order of ZIF-8@ PCL/PLA composites in electrospinning and electrospraying process on antibacterial wound healing | |
| KR100839088B1 (ko) | 항균 붕대 및 그의 제조방법 |