Hielscher Ultrasonics
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Síntesis hidrogeles nanocompuestos ir nge ya ultrasonidos

Ya hidrogeles nanocompuestos wa nanogeles ya estructuras 3D multifuncionales ko mextha eficacia komongu ar portadores fármacos ne sistemas ntsuni fármacos liberación controlada. Ar ultrasonicación favorece ar dispersión partículas hidrogel polimérico tamaño nanométrico, nja'bu Komo ar 'mefa ár njäts'i Tange'u inclusión yá incorporación ya nanopartículas jar gi estructuras ar poliméricas.

Síntesis ultrasónica nanogeles

Homogeneizador ultrasónico ar klase sonda UP400St pa ar dispersión ne ar síntesis hidrogeles nanocompuestos wa ya nanogeles.Ya hidrogeles nanocompuestos ya estructuras materiales tridimensionales ne xi diseñar ar pa exhibir características específicas, nä'ä ya bi pa̲ti jar potentes portadores fármacos ne sistemas ntsuni fármacos liberación controlada. Ar ultrasonicación promueve ar síntesis partículas funcionalizadas tamaño nanométrico, nja'bu Komo ar 'mefa ár njäts'i Tange'u inclusión yá incorporación ya nanopartículas jar estructuras poliméricas tridimensionales. Dado ke ya nanogeles sintetizados ya ultrasonidos xi atrapar compuestos bioactivos mbo ja ár núcleo nanoescala, nuya hidrogeles tamaño nanométrico ofrecen ar dätä ar funcionalidades.
Ya nanogeles ya dispersión acuosa nanopartículas ar hidrogel, nä'ä gi 'bu̲hu̲ reticuladas física wa químicamente komongu 'nar red polímeros hidrofílicos. Dado ya ultrasonidos mar hñets'i rendimiento ya xi eficientes jar producción ya nanodispersiones, ya ultrasonidos ar klase sonda ge 'nar herramienta crucial pa ar producción ngut'a ne fiable nanogeles ko funcionalidades t'uti hñe̲he̲.

Nu'bu da 'yadi ungumfädi




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Ar cavitación ultrasónica favorece ar reticulación ne ar polimerización Nxoge ar síntesis hidrogel ne nanogel (hidrogel nanocompuesto). Ar dispersión ultrasónica facilita NTHEGE uniforme nanomateriales pa ar fabricación hidrogeles híbridos.

ultrasonido UIP1000hdT ko reactor vidrio pa ar síntesis hidrogel nanocompuesto

Funcionalidades ya nanogeles producidos ya ultrasonidos

  • Excelente nzäm'bu coloidal ne Nar dätä hño superficie específica
  • pe 'bu̲i densamente empaquetado ko nanopartículas
  • Permite combinar partículas duras ne blandas ja 'nar nanogel híbrido núcleo yá cáscara
  • Mar hñets'i ya ár hne ar hidratación
  • Mats'i ar biodisponibilidad
  • Altas propiedades hinchazón yá deshinchazón



 
Ya nanogeles sintetizados ya ultrasonidos ar utilizan jar numerosas ya aplicaciones ne industrias, hne. ej.

  • pa aplicaciones farmacéuticas ne médicas: hne. ej., portador fármacos, gel antibacterial, apósito antibacteriano pa heridas
  • bioquímica ne biomedicina pa nt'uni genes
  • ngu adsorbente yá biosorbente jar aplicaciones químicas ne medioambientales
  • Ingeniería tejidos, ja ya hidrogeles xi imitar ya propiedades físicas, ar químicas, ya eléctricas ne ya biológicas xingu ya tejidos da

Estudio ar nt'ot'e: Síntesis nanogel zinc ya vía sonoquímica

Diagrama flujo esquemático pa ar síntesis NPs ZnO ne gel nanopartículas híbrido Carbopol yá ZnO. Jar estudio, bí utilizó ar ultrasonido UP400St pa ar precipitación nanopartículas ar ZnO ne ar formación nanogeles. (adaptado ar Ismail et jar el., 2021)Ya nanopartículas híbridas ZnO xi estabilizar ar ja 'nar gel Carbopol ir nge 'nar sencillo proceso ultrasónico: ar sonicación ar gi japu̲'be̲fi pa da ja da te ar precipitación nanopartículas zinc, da 'mefa da entrecruzan ya ultrasonidos ko Carbopol pa formar 'nar nanohidrogel.
Ismail et jar ar. (2021) precipitaron nanopartículas óxido zinc a través de 'nar ruta sonoquímica hei. ('Bui nuwa jar Nthuts'i nkohi pa síntesis sonoquímica nanopartículas ZnO).
'Mefa, ya nanopartículas ar utilizaron da sintetizar ar nanogel ZnO. Ir ya NP ZnO producidas ar enjuagaron ko ar dehe desionizada doble. Ar disolvieron 0,5 g Carbopol 940 jar 300 mL ar dehe desionizada doble, seguida jar adición ya NP ya ZnO xki lavadas. Dado da Carbopol ar naturalmente ácido, ár njäts'i requiere 'nar neutralización ár hmädi pH, ar nä'ä contrario hingi ar espesaría. Bí nja'bu̲ bí ar mezcla bí sometió ja 'nar sonicación continua ga utilizando ar ultrasonido UP400S ar Hielscher 'nar amplitud 95 ne 'nar ciclo ar 95% Nxoge 1 h. Tso̲kwa continuación, ar añadieron 50 mL trimetilamina (TEA) komongu agente neutralizante (elevando ar pH 7) tso̲kwa gota gota jár sonicación continua Asta ke bí produjo ar formación ar gel nt'axi ZnO. Ar engrosamiento ar Carbopol comenzó nu'bu̲ ar pH mi cerca de 'nar pH neutro.
Equipo nthoni gi mä ya efectos extraordinariamente positivos ar ultrasonicación ar formación nanogeles ir nge ar mejora ar interacción partícula-partícula. Ar agitación molecular iniciada ya ultrasonidos ja ya constituyentes ar mezcla reacción mejora proceso espesamiento promovido ir nge ya interacciones polímero-disolvente. 'Nehe, ar sonicación favorece ar disolución Carbopol. 'Nehe, ar irradiación ondas ultrasónicas mejora interacción entre ár polímero ne ya NPs ZnO ne mejora ya propiedades viscoelásticas gel nanopartículas híbridas Carbopol yá ZnO hñoki.
Diagrama flujo esquemático 'be̲t'o gi 'ñudi síntesis NPs ZnO ne gel nanopartículas híbrido Carbopol yá ZnO. Jar estudio, bí utilizó ar ultrasonido UP400St pa ar precipitación nanopartículas ar ZnO ne ar formación nanogeles. (adaptado ar Ismail et jar el., 2021)

Nanogel producido ya ultrasonidos cargado ko nanopartículas óxido zinc.

NPs ar ZnO sintetizadas ir nge ar nt'ot'e precipitación química jár ntsoni jar ultrasonicación, ho (a) o 'mu̲i ár njäts'i acuosa, ne (b) bí dispersa ya ultrasonidos ja 'nar hidrogel hingi mpa̲ti a base de Carbopol.
(estudio ne ya tsita: Ismail et jar el., 2021)

Case Stuy: Nt'ot'e ultrasónica nanogel poli(ácido metacrílico) /montmorillonita (PMA yá nMMT)

Khan et jar ar. (2020) demostraron síntesis exitosa 'nar hidrogel nanocompuesto poli (ácido metacrílico) /montmorillonita (PMA yá nMMT) ir nge ya polimerización redox asistida ya ultrasonidos. Normalmente, ar dispersaron 1,0 g nMMT jar 50 mL ar dehe destilada ko ultrasonidos Nxoge 2 h pa formar 'nar dispersión homogénea. Ar sonicación mejora ar dispersión ar arcilla nä'ä mi mejora ya propiedades mecánicas ne mfeni ya adsorción ya hidrogeles. Ar añadió monómero ar ácido metacrílico (30 mL) gota tso̲kwa gota 'na jar suspensión. Ar añadió persulfato amonio (APS) iniciador (0,1 M) jar mezcla, seguido ar 1,0 mL acelerador TEMED. La dispersión se agitó vigorosamente durante 4 h a 50 °C mediante un agitador magnético. La masa viscosa resultante se xu̲t'i con acetona y se secó durante 48 h a 70 °C en un horno. Ar producto ar resultante ar molió ne ar almacenó ja 'nar xito vidrio. Ar sintetizaron 'na'ño geles nanocompuestos variando ar nMMT cantidades 0,5, ar 1,0, ya 1,5 ne ya 2,0 g. Ya hidrogeles nanocompuestos preparados ko 1,0 g nMMT mostraron mpädi mäs xi resultados adsorción da resto ya compuestos ne, ir bí utilizaron pa futuras investigaciones adsorción.
Ya micrografías SEM — EDX ar derecha ar muestran ar análisis mäs mahyoni ne ya estructural ya nanogeles constituidos ya montmorillonita (MMT), nano — montmorillonita (nMMT), poli (ácido metacrílico) yá nano — montmorillonita (PMA yá nMMT) ne amoxicilina (AMX) ne PMA yá nMMT cargada amoxicilina (AMX) ne diclofenaco (DF). Ya micrografías SEM registradas 'nar aumento 1.00 KX junto con ar EDX ar

  • montmorillonita (MMT),
  • nano — montmorillonita (nMMT),
  • poli (ácido metacrílico) yá nano — montmorillonita (PMA yá nMMT),
  • ne PMA yá nMMT cargados amoxicilina (AMX) ne diclofenaco (DF).

Ar gi hyandi da MMT ar crudo da 'nar estructura lámina estratificada nä'ä gi 'ñudi 'bu̲i Kwä granos mäs mña dätä. 'Me̲fa kadu, ya láminas MMT bí exfolian jár t'olo partículas, nä'ä to deber ar da eliminación ya Si2 + ne Al3 + ja ya sitios octaédricos. Ar espectro EDX ar nMMT exhibe 'nar mar hñets'i porcentaje carbono, nä'ä to deber ar principalmente bí tensioactivo ar utilizado pa kadu, ya da componente principal ar CTAB (C19H42BrN) ar carbono (84%). PMA yá nMMT gi 'ñudi 'nar estructura coherente ne kasu̲ cocontinua. 'Nehe, otho poros visibles, nä'ä o̲t'e exfoliación nxo̲ge nMMT jar matriz PMA. 'Mefa xta sorción ko ya moléculas farmacéuticas amoxicilina (AMX) ne diclofenaco (DF), bí observan cambios jar morfología PMA yá nMMT. Ar superficie ar pengi asimétrica ko 'nar aumento ar textura rugosa.
Njapu'befi ne funcionalidades ya hidrogeles tamaño nanométrico a base de arcilla: ar prevé da nanocompuestos ar hidrogel a base de arcilla 'bu̲hu̲ potenciales superadsorbentes pa ar absorción ar contaminantes inorgánicos y/u orgánicos 'nar njäts'i acuosa nu'bya ya características combinadas arcillas ne polímeros, ngu ar biodegradabilidad, ar biocompatibilidad, ar viabilidad ar bojä, ar abundancia, ar mextha superficie específica, ar red tridimensional ne ya propiedades hinchamiento yá deshinchamiento.
(cf. Khan et jar el., 2020)

Nanogeles sintetizados ya ultrasonidos cargados ko 'na'ño nanopartículas, komongu ar arcilla nano — montmorillonita.

Micrografías SEM — EDX ar (a) MMT, (b) nMMT, (c) PMA yá nMMT ne (d) hidrogeles nanocompuestos cargados ko ya AMX ne (e) DF. Ya nanogeles ar prepararon ir nge ya ultrasonidos.
(estudio ne imágenes: ©Khan et jar el. 2020)

Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento pa ar producción hidrogel ne nanogel

Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento pa ar producción hidrogel ne nanogel
Hielscher Ultrasonics fabrica equipos ultrasónicos mar hñets'i rendimiento da síntesis ya hidrogeles ne ya nanogeles ko funcionalidades t'uti hñe̲he̲. Tamaño pequeño ne mediano R&Ndezu̲ ar ultrasonidos D ne piloto asta sistemas industriales da fabricación yá 'ma hidrogel jar modo continuo, Hielscher Ultrasonics pe̲ts'i ar procesador ultrasónico adecuado da cubrir yá ndu producción hidrogel yá nanogel.

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  • Mextha ya dätä nt'ot
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  • pa 'na volumen
  • Software inteligente
  • Ya 'befi inteligentes (hne. ej., protocolización ar datos)
  • Hei ne pädi xi hño ar operar
  • Jár nja
  • CIP (limpieza in situ)

Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos:

Volumen lote Gasto Dispositivos recomendados
Ar 1 jar 500 ml Ar 10 200 ml yá min UP100H
Ar 10 da 2000 ml Ar 20 400 ml yá min UP200Ht, UP400St
0.1 da 20L 0.2 4 L yá min UIP2000hdT
Ar 10 da 100L Ar 2 10 l yá min UIP4000hdT
Ar 15 ma 150L Ar 3 15 l yá min UIP6000hdT
n.d. Ar 10 100 L yá min UIP16000
n.d. Mar dätä Racimo ar UIP16000

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Ja ar breve clip ar mañä, ultrasonido UP50H ar gi japu̲'be̲fi pa formar 'nar hidrogel utilizando 'nar gelificante hñets'i'i be̲xu molecular. Ar nt'uni ge 'nar hidrogel supramolecular autorreparable.
(Estudio ne película: Rutgeerts et jar el., 2019)
Dispersión ultrasónica nanopartículas sílice jar hidrogel: ar homogeneizador ultrasónico UP400St Hielscher dispersa ya nanopartículas sílice ya nt'ot'e ngut'a ne xi hño jar 'nar nanogel uniforme ko múltiples ar funcionalidades.

Dispersión ultrasónica nanopartículas jar hidrogel utilizando ultrasonido UP400St

Miniatura ar vídeo



Bibliografía yá Referencias

Datos da Bale ar penä ga pädi

Nthuts'i nkohi pa síntesis sonoquímica nanopartículas ZnO

Ya NPs ZnO ar sintetizaron utilizando ar nt'ot'e precipitación química jár ntsoni jar irradiación ultrasónica. Ja 'nar nt'ot'e típico, ar utilizó acetato zinc dihidratado (Zn (CH3COO) 2·2H2O) como precursor, y una solución de amoníaco de 30-33% (NH3) en una solución acuosa (NH4OH) como agente reductor. Ya nanopartículas ZnO ar produjeron disolviendo yá 'bede adecuada ya acetato zinc jar 100 mL ar dehe desionizada pa producir 0,1 M 'nar njäts'i ya iones zinc. 'Mefa, ár njäts'i ya iones zinc ar sometió bí irradiación ar ondas ultrasónicas ga utilizando 'nar Hielscher UP400S (400 W, 24 ar kHz, Berlín, nu Alemäña) 'nar amplitud 79% ne 'nar ciclo 0,76 Nxoge 5 min ja 'nar mpat'i 40 ◦c.ndunthe Ne gem'bu̲ bí ár njäts'i ya amoníaco ar agregó gota tso̲kwa gota jar ár njäts'i ya iones zinc jár ntsoni ya ondas ultrasónicas. 'Me̲fa 'ra ya momentos, ya NP ZnO bí ndu̲i bí precipitar ne crecer, ne ár njäts'i ya amoníaco ar agregó ñäñho Asta ke bí produjo ar precipitación nxo̲ge ya NP ZnO.
Ya NPs ar ZnO obtenidas ar lavaron xingu ya bes ko ar dehe desionizada ne ar dejaron reposar. 'Mefa, ar precipitado obtenido ar secó da mpat'i ambiente.
(Ismail et jar el., 2021)

¿Temu̲ ya ya nanogeles?

Ya nanogeles wa hidrogeles nanocompuestos ya 'nar klase ar hidrogel da incorpora nanopartículas, nu'bu̲ da nthe̲hu̲ 'ra ja ya rango 1 jar 100 nanómetros, ko ár estructura. Gi nanopartículas xi da orgánicas, inorgánicas wa 'nar combinación ar ambas.
Ya nanogeles mi o̲t'e a través de proceso conocido komongu ar reticulación, da implica ya mfats'i química cadenas poliméricas pa formar 'nar red tridimensional. Dado da formación ya hidrogeles ne ya nanogeles requiere 'nar mezcla minuciosa pa hidratar ar estructura polimérica, favorecer jar reticulación ne incorporar ya nanopartículas, ar ultrasonicación ge 'nar técnica xi na hño pa ár producción hidrogeles ne nanogeles Ya redes ya hidrogeles ne ya nanogeles ya mar tsa̲ ndi absorber ar dätä cantidades ar dehe, nä'ä mi thogi ne ya nanogeles 'bu̲hu̲ altamente hidratados ne, ir adecuados pa 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama aplicaciones, komongu nt'uni fármacos, ar ingeniería tejidos ne ya biosensores.
Ya hidrogeles nanogel nzäm'bu̲ 'bu̲i compuestos ya nanopartículas, komongu sílice wa partículas polímero, da dispersan ya nga̲tho ar matriz hidrogel. Gi nanopartículas ar xi sintetizar a través de varios ya nt'ot'e, incluida polimerización jar emulsión, polimerización emulsión inversa ne ar síntesis sol-gel. Nuna ar polimerización ne ar síntesis sol-gel ar beneficia enormemente ar agitación ar ultrasónica.
Ya hidrogeles nanocompuestos, ir otro lado, gi compuestos ir nge 'nar combinación 'nar hidrogel ne 'nar nanorelleno, ngu arcilla wa óxido grafeno. Ar adición ar nanorrelleno ar tsa̲ da mejorar ya propiedades mecánicas ne físicas ar hidrogel, komongu ár rigidez, resistencia ar tracción ne ar tenacidad. Da este caso, ya potentes capacidades dispersión ar sonicación facilitan jar Nthege uniforme ne hingi mpa̲ti ya nanopartículas ar matriz hidrogel.
Da general, hidrogeles ya nanogel ne ya nanocompuestos pe̲ts'i 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama aplicaciones potenciales jar campos komongu ar biomedicina, ar remediación ar ambiental ne ar almacenamiento energía nu'bya yá propiedades ne funcionalidades únicas.

Aplicaciones nanogel pa tratamientos médicos

Ar klase ar nanogel Droga enfermedad Nt'ot'e Referencias
Nanogeles PAMA — DMMA doxorrubicina Cáncer Aumento ar tasa liberación medida da disminuía ár hmädi ar pH. Dätä citotoxicidad ma pH 6,8 ja ya nsadi viabilidad celular Du et jar ar. (2010)
Nanogeles a base de quitosano decorados ko hialuronato Fotosensibilizadores komongu tetra — fenil — porfirina — tetrasulfonato (TPPS4), tetra — fenil — clorina — tetracarboxilato (TPCC4) ne cloro e6 (Ce6) Trastornos reumáticos Rápidamente absorbido (4 h) ir nge ya macrófagos ne ya acumulado ár citoplasma ne orgánulos Schmitt et jar ar. (2010)
Nanopartículas PCEC jar hidrogeles plurónicos Lidocaína Anestesia local Produjo 'nar gí infiltración duradera 'ra 360 min Yin et jar ar. (2009)
Nanopartícula poli(ácido lactide-co-glicólico) ne quitosano dispersas HPMC ne gel Carbopol Espantida II Dermatitis alérgica contacto ne ma'ra trastornos inflamatorios ar piel Nanogelinnaumenta ár hne pa nt'uni percutánea spantide II Punit et jar ar. (2012)
Nanogeles polivinilpirrolidona — poli(ácido acrílico) (PVP yá PAAc) sensibles ja ar pH Pilocarpina Zeti 'nar concentración adecuada pilocarpina ar sitio ya nt'ot'e Nxoge 'nar período prolongado ya pa Abd El — Rehim et jar ar. (2013)
Poli (etilenglicol) ne polietilenimina reticulados Oligonucleótidos Enfermedades neurodegenerativas Transportado ar bí efectiva a través de ar BBB. Ar eficacia ar transporte aumenta aún mi mäs nu'bu̲ superficie ar nanogel bí modifica ko transferrina wa ya insulina Vinogradov et jar ar. (2004)
Nanogeles ar pululano da contienen colesterol Interleucina murina recombinante — 12 Inmunoterapia tumoral Nanogel liberación sostenida Farhana et jar ar. (2013)
Poli (N — isopropilacrilamida) ne quitosano Ár nt'ot'e hipertermia kontra ar cáncer ne ar ntsuni dirigida fármacos Termosensible modalizado magnéticamente Farhana et jar ar. (2013)
Ya red ramificada ar reticulada polietileneimina ne poliplexnanogel PEG Fludarabina Cáncer Nt'ot'e elevada ne citotoxicidad reducida Farhana et jar ar. (2013)
Nanogel biocompatible pululano portador colesterol Ngu chaperona artificial Ár nt'ot'e ar enfermedad Alzheimer Inhibe ar agregación ar proteína β amiloide Ikeda et jar ar. (2006)
Nanogel ADN ko foto-reticulación Hñei genético Terapia génica Entrega controlada ADN plasmídico Gi Nehe et jar ar. (2009)
Gel híbrido nanopartículas carbopol yá óxido ya zinc (ZnO) Nanopartículas de ZnO Nt'ot'e antibacteriana, inhibidor bacteriano Ismail et jar ar. (2021)

Tabla adaptada Swarnali et jar el., 2017


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