20.500.12556/DKUM-41215 Študij postopka elektropredenja karboksimetilceluloznih vlaken z nano-hidroksiapatitom Study of carboxymethyl cellulose fibres and nano-hydroxyapatite electrospinning process V razvitem svetu je tkivni inženiring vedno bolj pomembno področje, saj se zaradi boljšanja življenjskega standarda in razvoja v zdravstvu prebivalstvo stara. Za izdelavo kostnih implantatov materiali potrebujejo posebne lastnosti, ki jih je mogoče doseči le s kreiranjem novih materialov z uporabo različnih tehnologij. Ena izmed možnosti je uporaba nanotehnologije, s katero lahko izdelamo nanokompozitna vlakna. Ena od možnih uporab so biorazgradljivi polimeri, kot je karboksimetil celuloza, in delci hidroksiapatita, ki spada med kalcijeve fosfate in je najboljši sintetiziran približek naravnim trdim tkivom v človeškem telesu. V nalogi smo se osredotočili na študij elektropredenja karboksimetilceluloznih nanovlaken z vključenimi delci nano-hidroksiapatita za uporabo na področju tkivnega inženiringa. Sintetizirali smo nanodelce hidroksiapatita po obarjalni metodi in jih okarakterizirali. S postopkom elektropredenja smo izdelali karboksimetilcelulozna nanovlakna. Pri tem smo optimizirali postopek elektropredenja s stališča uporabljene predilne raztopine, parametrov predenja in okoljskih parametrov na podlagi analize z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). Ugotovili smo, da je najprimernejša predilna raztopina iz kombinacije raztopine natrijeve soli karboksimetil celuloze (NaCMC) s koncentracijo 7 ut. % in raztopine poli(etilen oksida) (PEO) s koncentracijo 5 ut. % v razmerju R (NaCMC : PEO) = 50 : 50. Optimalni parametri elektropredenja so električna napetost 65 kV in razdalja med elektrodama 150 mm. Relativna zračna vlažnost v prostoru ne sme presegati 50 %. V optimalno raztopino smo dodali različne koncentracije delcev nano-hidroksiapatita (nHAp) in izpredli nanokompozitna vlakna pri optimalnih pogojih elektropredenja. Na podlagi SEM analize delcev in analize z dinamičnim sipanjem svetlobe (DLS) smo pokazali, da imajo delci široko porazdelitev velikosti. Prisotni so nanodelci ter številni aglomerati delcev velikosti nekaj μm. Izvedli smo termogravimetrično analizo (TGA) nanokompozitnih vlaken in ugotovili, da odstotek anorganskega ostanka po segrevanju narašča proporcionalno z večanjem koncentracije dodanih delcev nano-hidroksiapatita, s čimer smo potrdili prisotnost delcev v vlaknih. Pripravili smo elektropredena karboksimetilcelulozna nanokompozitna vlakna z vključenimi delci nano-hidroksiapatita. In the developed world tissue engineering has become an increasingly important area, because population is aging due to the improvements of the standard of living and developments in medicine. For the manufacturing of bone implants materials require special properties which are achievable through creation of new materials using different technologies. One of the possibilities is the use of nanotechnology, where we can create nanocomposite fibres. Biodegradable polymers such as carboxymethyl cellulose and hydroxyapatite particles, which belong to the group of calcium phosphates and are the best synthetic approximation to natural hard tissues in human body, are suitable for these applications. In our study we have focused our attention on the studies of carboxymethyl cellulose nanofibres with nano-hydroxyapatite particles electrospinning process for the use in the field of tissue engineering. We have synthesized hydroxyapatite nanoparticles via precipitation method and have characterized them. We have prepared carboxymethyl cellulose nanofibres via electrospinning process and optimized the process from the standpoint of used spinning solution, electrospinning parameters and environmental parameters on the basis of scanning electron microscope (SEM) micrographs. We have determined that the most appropriate spinning solution is a combination of natrium salt of carboxymethyl cellulose (NaCMC) solution with a 7 wt. % concentration and poly(ethylene oxide) (PEO) solution with a 5 wt. % concentration with the ratio R (NaCMC : PEO) = 50 : 50. Optimal electrospinning parameters are 65 kV voltage and 150 mm distance between electrodes. Relative humidity should not exceed 50 %. We added different concentrations of nano-hydroxyapatite (nHAp) particles in the optimal spinning solution and electrospun nanocomposite fibres under optimal electrospinning conditions. SEM micrographs and dynamic light scattering (DLS) analysis of particles have shown the particles' wide size distribution. There are both nanoparticles and agglomerates of micro dimensions present. We carried out thermogravimetric analysis (TGA) of the nanocomposite fibres and seen that the percentage of the inorganic residue increases proportionally with the increasing concentrations of nano-hydroxyapatite particles added to spinning solutions, what confirms the presence of particles in the fibres. We have prepared electrospun carboxymethyl cellulose nanocomposite fibres with added nano-hydroxyapatite particles. elektropredenje nanovlakna hidroksiapatit karboksimetil celuloza tkivni inženiring electrospinning nanofibres hydroxyapatite carboxymethyl cellulose tissue engineering true true false [P. Gašparič] Slovenski jezik Angleški jezik Magistrsko delo/naloga 2013-08-12 11:39:58 2013-09-03 11:01:31 2022-05-04 03:06:44 2021-04-25 03:08:13 2013 0 Maribor 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 677.021.125.28:616-089.843(043.3) 17625622 URN:SI:UM:DK:UBP5EL1Z MAG_Gasparic_Petra_2013.pdf MAG_Gasparic_Petra_2013.pdf 1 E4023D78F88207448544617AB0098F34 84c2930e8d6f27054fe66171a2dd7cba661ae4196ae5a06daaf92f818832edbc 1fc2aead-7c0a-11eb-bb7a-00155d0001ca https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=56860 Fakulteta za strojništvo 0 0 0