تصنيع ضمادات الجروح من أنسجة الألياف النانوية بطريقة الغزل الكهربائي

الباحث

دلال عباس كاظم سلمان

المشرف

عودة جبار البريهي - هناء جواد كاظم

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية هندسة المواد / هندسة البوليمرات والصناعات البتروكيمياوية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Wound dressings; Nanofibers; Electrospinning; Polymer textiles

تعاني ضمادات الجروح التقليدية من العديد من المشاكل، مثل قلة احتباس الرطوبة، قلة امتصاص الماء وضعف الفتها له، وعدم فاعليتها ضد الجراثيم ناهيك عن اختراق بعض مكوناتها للجلد واحداث اضرار لجسم الانسان. لذا بات من الضروري تصميم ضمادات جديدة للتغلب على مثل هذه العيوب. ثم في العمل الحالي، تصنيع ضمادات بوليمرية بالاعتماد على بوليمر بولي فينيل الكحول (PVA) باستخدام تقنية الغزل الكهربائي. تم تصنيع المنسوجات المصنوعة من الألياف البوليمرية النانوية باستخدام بولي فينيل الكحول و هيالورنيك اسيد والكولاجين وخلطاتها الثنائية والثالثية. تم خلط الزيوت الأساسية والمواد الصلبة بكميات مختلفة لصنع أفضل الضمادات.الريحان و الاكليل الجبل و الغارهي زيوت الاساسيه ؛ يعتبر كل من الفطرالريشي والفلفل و اليود من الإضافات الصلبة . " النسيج النهائي" يحتوي على كل هذه المكونات. كانت هناك حاجة إلى العديد من الاختبارات لإنهاء العمل. بعض هذه الاختبارات مخصصة للمحلول ( اللزوجة ، التوتر السطحي ¢ والتوصيل الكهربائي) ، في حين أن البعض الآخر مخصص لمنسوجات الألياف النانوية المغزولة كهربائيًا (قابلية البلل ، مطياف فورييه للأشعة تحت الحمراء ،(PTIR) صور المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني (FESEM) ، الطاقة تحليل الأشعة السينية المشتتة (EDX) ، الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM) ، اتجاهية النسيج ، التحولات الحرارية ، الامتصاص المرئي للأشعة فوق البنفسجية ، XRD المسافة النانوية واتجاه النسيج .( تم استخدام النسيج النهائي و TEBADERM لتتبع شفاء الفئران المجروحة. محلول بولي فينيل الكحول وجميع خلطاته غير نيوتونية مع ظاهرة ترقق القص وإضافة الكولاجين أو الهيارونيك اسيد إلى بولي فنيل الكحول يقلل اللزوجة ويزيد التوتر السطحي ¢ خاصة الهيارونيك اسيد و زيادة التوصيل الكهربائي. أظهر FTIR أن المزيج الثالث يحتوي على بولي فنيل الكحول و هيالورنيك اسيد و الكولاجين بدون تفاعل كيميائي. المواد المضافة تسبب سماكة القص بمعدلات قص منخفضة. باستثناء زيت الغار ، فإن معظم المواد المضافة حسنت التوتر السطحي والتوصيل الكهربائي بشكل مختلف. أظهر 171112 جميع المكونات في النسيج النهائي أي عدم وجود أي تفاعل كيمائي. بالاعتماد على نتائج قابلية الترطيبء تم اختيار ثلاث تركيبات على أنها الأمثل لضمادات الجروح ولذا تم التوسع بتحليلها. انخفضت زوايا تلامسها الخاصة بهم من 70 درجة ل PVA النقي إلى 5 درجة و 51.37 درجة و 41 درجة ل 55:45 (7410 3(PVA: 77 Coll 55: 45: 5.5/ HAc و 55: 22.5: 22.5 (710 (HAc 75.5 ، Coll 77 PVA من المتوقع أن تمتص هذه الضمادات الإفرازات الزائدة وتحافظ على الرطوبة المثلى للجرح من خلال التحكم في تبخر الماء عملت مضافات الفلفل ،اليود و زيت الغارعلى تحسين قابلية الضمادة للتحلل واطلاق السريع المتوقع للأدوية نحو الجلد المصاب. على العكس من ذلك ٠ فقد كان للنسيج النهائي قابلية أقل للترطيب ولمعالجة ذلك فقد تم تغيير ظروف التشغيل وأظهرت النتائج أن تقليل مسافة الإبرة إلى المجمع أو معدل التدفق يمكن أن يحسن قابلية الترطيب. أدت جميع المضافات ( مساحيق وزيوت اساس) الى زيادة قطر الألياف (بنسبة £20 - 776.81(، والى ظهور اشكال مورفولوجية جديدة (قرص العسل، ألياف المتفرعة ، الياف مدمجة ، الياف ملتوية) ، وظهور خررٌ(86205) وكذلك مستويات مسامية مختلفة. في المقابل، أزداد متوسط قطر النسيج النهائي بنسبة 118.5“ ، وتغير توزيعه على نطاق cau sl وتشكله LIL نانوية متشابكة مدمجة مع وجود بعض الخرزات وكانت مسامية النسيج متوسطة. تسببت هذه المضافات كذلك بزيادة معاملات الخشونة وفي تغير اتجاهية الألياف كما تسببت باحداث الانفصال الطوري (ظهور درجتي انتقال زجاجي بدلا من واحدة فقط للخليط الاصلي).؛ مما أدى إلى الحصول على خليط بوليمري غير متجانس ،(Immiscible blend) وتغيير المحتوى الحراري المطلوب،. وتسهيل إطلاق الدواء نحو الجلد المصاب من الضمادات غير المضغوطة. تسببت جميع المضافات بانتقالات الكترونية من نوعي إلى 2 * و 2 إلى 5 * ، مما يشير الى امكانية هذه المنسوجات الحديثة الى امتصاص الضوء عند طولين موجيين متميزين . أظهر اختبار مقاومة الأكسدة أن النسيج النهائي يمتلك نشاطاً أعلى مقارنةً بالخليط الاساسي في إزالة الجذور الحرة DPPH ، مما يعزز استعادة الأنسجة ويقلل من وقت الشفاء. أظهر a gall أعلى فعالية في مقاومة بكتيريا E-coli بينما أظهر زيت إكليل الجبل أعلى مقاومة ضد بكتيريا aureus .5. أظهر النسيج النهائي أعلى نشاط مقاومة لفطريات الكانديدا يليه زيت إكليل الجبل واليود على التوالي. تمت دراسة النشاط المضاد للبكتيريا أيضًا من خلال مراقبة الحالة الصحية للفئران المصابة ومقارنتها بضمادات TEBADERM والتي أظهرت أنه بعد خمسة أيام ، التشافي الكامل للفئران التي عولجت بنسيج الألياف النانوية بينما ظلت جروح الفئران الأخرى رطبة ومحمرة وبوجود بعض التخثر. أثبتت نتائج XRD أن al gall المضافة قد أثرت على طبيعة التراكيب البلورية وانها قد عملت كعوامل تنويه. أظهرت نتائج الصلادة النانوية للنسيج النهائي، انخفاض في الصلادة ومعامل المرونة، بينما زاد عمق التلامس

Traditional wound dressings lack moisture retention, water absorption, hydrophilicity, bacteriostasis, and some of their components penetrate the epidermis and injure the body. Thus, novel dressings are needed to address these issues. Electrospinning was used to make PVA-based polymeric wound dressings. Nano polymeric fiber textiles were made using PVA, HAc, collagen, and their binary and tertiary blends. Essential oils (EOs) and solids were mixed in various amounts to make the best dressings. Ocimum basilicum, Rosemary, and L. nobilis are EOs; G. lucidum, Capsicum annuum, and Iodine are solid additions (I2). "Final textile" contained all these ingredients. Many tests were needed to finish the work. Some of these tests are for solutions (viscosity-shear rate, surface tension, and electrical conductivity), while others are for electrospun nanofiber textiles (wettability, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) images, Energy dispersive x-ray (EDX) analysis, Atomic Force Microscopy (AFM), texture directionality, thermal transitions, UV-Visible absorbance, XRD, nanoindentation, and texture directionality). The final dressing cloth and TEBADERM dressing were used to track damaged mice's healing. The PVA solution and all its blends are non- Newtonian with a shear-thinning phenomenon and adding collagen or HAc to PVA reduces viscosity and increases surface tension, especially HAc. Electrical conductivity increases. FTIR showed the tertiary blend contains PVA, HAc, and Collagen without chemical reaction. Additives cause shear thickening at lower shear rates. Except for L. nobilis EO, most additives improved surface tension and electrical conductivity differently. FTIR showed all components in the textile. Based on the wettability results, three formulations were chosen as the best for wound dressings and subsequently examined. Their contact angles fell from 70o for pure PVA to 46.505o, 51.37o, and 41o for 55:45 (10 wt.% PVA: 7wt.% Coll), 55:45:5.5% HAc, and 55:22.5:22.5 (10wt.% PVA, 7wt.% Coll, 5.5wt. % HAc). These dressings collect excess exudates and limit water evaporation to keep the wound moist. Capsicum annuum, Iodine, and L.nobilis EO accelerate medication release and dressing degradation. The final textile had reduced wettability, thus working parameters were altered to improve wettability. The average diameter of these selected textiles decreased (compared with 298.1992 nm for pure PVA) and the percentage of carbon rose at the expense of hydrogen, according to FESEM pictures and EDX data. All additions increase fiber diameter (20–76.81%), form honeycomb, branched, fused, and twisted fibers, beads, and varied porosities. The resulting textile's average diameter rose by 118.5%, its distribution shifted over a larger range, its morphology is crosslinked, fused nanofibers with some beads, and its porosity is medium. The textile is sticky, made of fused, branching, and thick fibers with poor porosity, and its average diameter decreased by 23% after 3 hours at 70°C. AFM showed all roughness parameters decreasing. Texture directionality studies indicated nanofibers on the collector without a preferred direction, except for the textile with 5.5 wt.% HAc, where 70% of the fibers aligned in one direction (0.63o). According to DSC studies, these three fabrics had higher Tg and enthalpy than pure PVA, indicating improved mechanical characteristics and thermal stabilities. Additives increased roughness and fiber directionality. These additions induced phase separation (two Tg's instead of one for the neat blend), immiscibility, altered enthalpies, and drug release from uncompacted dressings to damaged skin. Collagen, HAc, and their combined absorption from MUV to NUV and visible regions, especially HAc addition, meaning fabrics absorb more radiation and release it as heat. Thus, these textiles do not inhibit vitamin D production, and the heat created within skin tissue kills germs, speeding wound healing and improving antibacterial effectiveness. All additions induced π to π* and n to n* transitions, thus current textiles absorb light at two wavelengths (two absorbent beaks appeared). The antioxidant test demonstrated that the final textile had stronger DPPH free radical scavenging activity than the neat blend, which speeds tissue repair. Rosemary oil excelled iodine against S. aureus, but iodine outperformed E. coli. The final textile has the highest Candida-fighting activity, followed by Rosemary oil and Iodine. After five days, the nanofiber textile-treated mice were entirely healed, while the other wounds remained moist, red, and coagulated. XRD showed that additives change lattice properties and nucleate crystalline structures. Nanoindentation hardness studies showed that for the final textile, hardness and reduced elastic modulus dropped with contact depth increased.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب