Síntesis hidrogeles nanocompuestos yo'osal ultrasonidos
Le hidrogeles nanocompuestos wa nanogeles le ka'ansaj 3D multifuncionales yéetel ka'anal eficacia bey portadores fármacos yéetel sistemas ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos liberación controlada. Le ultrasonicación favorece dispersión partículas hidrogel polimérico Buka'aj nanométrico, bey le posterior inclusión leti' incorporación u nanopartículas ti' le poliméricas ka'ansaj.
Síntesis ultrasónica u nanogeles
Le hidrogeles nanocompuestos le ka'ansaj ts'aak tridimensionales ka páajtal diseñar u utia'al exhibir ba'alo'ob específicas, ba'ax ku p'áatal ti' potentes portadores fármacos yéetel sistemas ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos liberación controlada. Le ultrasonicación promueve síntesis partículas funcionalizadas Buka'aj nanométrico, bey le posterior inclusión leti' incorporación u nanopartículas ti' ka'ansaj poliméricas u tridimensionales. Dado ti' le nanogeles sintetizados tumen ultrasonidos páajtal chukik compuestos bioactivos ichil u núcleo u nanoescala, le hidrogeles Buka'aj nanométrico ts'abal nukuch funcionalidades.
Le nanogeles ku dispersión acuosa u nanopartículas u hidrogel, yaan reticuladas a wa químicamente bey juntúul páawo'ob polímeros hidrofílicos. Dado ti' le ultrasonidos ka'anal rendimiento le jach eficientes ti' le producción nanodispersiones, le ultrasonidos bin yano'ob sonda le jump'éel nu'ukula' crucial utia'al u producción rápida yéetel fiable ti' nanogeles yéetel funcionalidades superiores.
ultrasonido UIP1000hdT yéetel reactor vidrio utia'al u síntesis hidrogel nanocompuesto
Funcionalidades le nanogeles producidos tumen ultrasonidos
- Excelente estabilidad coloidal yéetel nuxi' superficie específica
- U yaantal densamente empaquetado yéetel nanopartículas
- Ku cha'antik combinar partículas duras yéetel blandas ti' jump'éel nanogel híbrido núcleo leti' cáscara
- Ka'anal potencial hidratación
- Taak'in le biodisponibilidad
- Altas propiedades hinchazón leti' deshinchazón
Le nanogeles sintetizados tumen ultrasonidos u utilizan ti' numerosas aplicaciones industrias, p'el. ej.
- utia'al u aplicaciones farmacéuticas yéetel ts'akankil: p'el. ej., portador fármacos, gel antibacterial, apósito antibacteriano utia'al u heridas
- ti' bioquímica yéetel biomedicina yo'osal u ma'alo'ob meyaj ku beetik genes
- Bey adsorbente leti' biosorbente ti' aplicaciones químicas yéetel medioambientales
- Tu ingeniería jach, le hidrogeles páajtal imitar le propiedades meyajtbilo', químicas, eléctricas yéetel biológicas ti' ya'ab jach nativos
Xook óoltaj: Síntesis nanogel zinc tumen yóol sonoquímica
Le nanopartículas híbridas ti' ZnO páajtal ma' bisa'ak u ti' jump'éel gel u Carbopol yo'osal jump'éel sencillo tuukula' ultrasónico: le sonicación ku meyajtiko'ob utia'al impulsar precipitación nanopartículas zinc, u posteriormente u entrecruzan tumen ultrasonidos yéetel Carbopol utia'al u formar jump'éel nanohidrogel.
Ismail et ti' le. (2021) precipitaron nanopartículas óxido zinc ti' jump'éel bejil sonoquímica chéen ch'a'abil. (Kaxáant waye' le protocolo utia'al u síntesis sonoquímica u nanopartículas ZnO).
Posteriormente, le nanopartículas ku utilizaron utia'al u sintetizar le nanogel ZnO. Tune', le NP ku ZnO producidas ku enjuagaron yéetel ja' desionizada naaj. U disolvieron 0,5 g Carbopol 940 ti' 300 mL ja' desionizada naaj, seguida u adición le NP ZnO recién lavadas. Dado u Carbopol le naturalmente ácido, le solución k'a'abet jump'éel neutralización le je'o' pH, u le contrario ma' u espesaría. Je'elo', le mezcla ku sometió ti' jump'éel sonicación continua utilizando ultrasonido UP400S ti' Hielscher yéetel juntúul amplitud 95 yéetel juntúul ciclo le 95 ti chúumuk ichil 1 h. Tu continuación u añadieron 50 mL trimetilamina (TEA) bey aj nu'uktaj neutralizante (elevando u pH u 7) gota in gota yáanal sonicación continua tak ka produjo u formación le gel sak u ZnO. Le engrosamiento le Carbopol káaj ken u pH táan naats' jump'éel pH neutro.
Le nu'ukulil investigación tsool le táanil extraordinariamente positivos ti' le ultrasonicación ti' le formación nanogeles yo'osal u mejora le interacción partícula-partícula. Le agitación molecular iniciada tumen ultrasonidos ti' le constituyentes ti' le mezcla reacción mejora le tuukula' ku espesamiento promovido tumen le interacciones polímero-disolvente. Ku ts'o'okole', le sonicación favorece disolución Carbopol. Ku ts'o'okole', le irradiación ondas ultrasónicas mejora interacción ichil le polímero yéetel le NPs ZnO yéetel mejora le propiedades viscoelásticas ti' le gel nanopartículas híbridas Carbopol leti' ZnO preparado.
Le diagrama flujo esquemático u anterior u ye'esik le síntesis NPs ti' ZnO yéetel gel nanopartículas híbrido Carbopol leti' ZnO. Ti' le xooko', ku utilizó le ultrasonido UP400St utia'al u precipitación nanopartículas ZnO yéetel le formación nanogeles. (tu'ux u Ismail et ti' le., 2021).
NPs ku ZnO sintetizadas tumen le método precipitación química yáanal u efecto le ultrasonicación, tu'ux (u) Kula'an ti' le solución acuosa, ka (b) ku dispersa tumen ultrasonidos ti' jump'éel hidrogel estable yéetel Carbopol.
Beel Stuy: Preparación ultrasónica u nanogel poli (ácido metacrílico) leti' montmorillonita (PMA leti' nMMT).
Khan et ti' le. (2020) demostraron le síntesis exitosa ti' jump'éel hidrogel nanocompuesto poli (ácido metacrílico) leti' montmorillonita (PMA leti' nMMT) yo'osal polimerización redox asistida tumen ultrasonidos. Normalmente, u dispersaron 1,0 g nMMT te' 50 mL ja' destilada yéetel ultrasonidos ti' 2 h utia'al u formar jump'éel dispersión homogénea. Le sonicación mejora u dispersión le arcilla, ku mejora le propiedades mecánicas yéetel le Buka'aj u ba'al u adsorción le hidrogeles. U añadió monómero ácido metacrílico (30 mL) gota gota ti' le suspensión. U añadió persulfato amonio (APS) iniciador (0,1 M) ti' le mezcla, seguido u 1,0 mL acelerador TEMED. Le dispersión ku agitó vigorosamente ti' 4 h u 50 ° C yo'osal jump'éel agitador magnético. Le juuch'o' viscosa resultante u p'o'ik yéetel acetona ka tijik ichil 48 h ti' 70 ° C te' píibil. Le producto resultante ku molió yéetel ku almacenó ti' jump'éel botella vidrio. Ku sintetizaron jejeláas geles nanocompuestos variando nMMT ti' yaan xan ya'abach 0,5, 1,0, 1,5 yéetel 2,0 g. Le hidrogeles nanocompuestos preparados yéetel 1,0 g nMMT mostraron ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob adsorción u u yaalab le compuestos yéetel, tune', u utilizaron utia'al u tumben ch'íibalo'ob investigaciones adsorción.
Le micrografías SEM-EDX ti' le derecha muestran le análisis elemental yéetel estructural ti' le nanogeles constituidos tumen montmorillonita (MMT), nano-montmorillonita (nMMT), poli (á metacrílico) leti' nano-montmorillonita (PMA leti' nMMT) yéetel amoxicilina (AMX) yéetel PMA leti' nMMT cargada yéetel amoxicilina (AMX) yéetel diclofenaco (DF). Le micrografías SEM registradas jump'éel aumento 1.00 KX yéetel u EDX u
- montmorillonita (MMT),
- nano-montmorillonita (nMMT),
- poli (ácido metacrílico) leti' nano-montmorillonita (PMA leti' nMMT),
- ka PMA leti' nMMT cargados yéetel amoxicilina (AMX) yéetel diclofenaco (DF).
Ku u u MMT crudo k'a'ana'an jump'éel ba'ax lámina estratificada ku ye'esik le meyajo'ob ti' asab nukuch. Ka' ts'o'ok u uchik u péeksa'al, le láminas MMT ku exfolian ti' mejen partículas, ka u deber u ti' le eliminación Si2 + yéetel Al3 + ti' le lu'umo'. lelo'oba' octaédricos. Le espectro EDX ti' nMMT exhibe jump'éel ka'anal porcentaje carbono, ka u deber u chuunil laat'a'an ti' le tensioactivo utilizado ti' le uchik u péeksa'al, ts'o'ok u le componente noj bejo' u CTAB (C19 H 42BrN). le carbono (84 ti chúumuk). PMA leti' nMMT ye'esik jump'éel ba'ax coherente ka óol cocontinua. Ku ts'o'okole', mina'an poros visibles, ku leti' le exfoliación completa ti' nMMT ti' le matriz PMA. Ka' le sorción yéetel le moléculas farmacéuticas amoxicilina (AMX) yéetel diclofenaco (DF), ku ku cha'antiko'ob cambios ti' le morfología PMA leti' nMMT. Le superficie ku ku asimétrica yéetel juntúul aumento le textura rugosa.
Uso y funcionalidades de los hidrogeles de tamaño nanométrico a base de arcilla: Se prevé que los nanocompuestos de hidrogel a base de arcilla sean potenciales superadsorbentes para la absorción de contaminantes inorgánicos y/u orgánicos de una solución acuosa debido a las características combinadas de arcillas y polímeros, como la biodegradabilidad, la biocompatibilidad, la viabilidad económica, la abundancia, la alta superficie específica, la red tridimensional y las propiedades de hinchamiento? deshinchamiento.
(cf. Khan et ti' le., 2020).
Micrografías SEM-EDX u (u) MMT, (b) nMMT, (c) PMA leti' nMMT yéetel (Mulix) hidrogeles nanocompuestos cargados yéetel AMX yéetel (e) DF. Le nanogeles ku tu beetajo'ob ya'abkach yo'osal ultrasonidos.
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u producción hidrogel yéetel nanogel
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u producción hidrogel yéetel nanogel
Hielscher Ultrasonics fabrica nu'ukulo'ob ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u síntesis hidrogeles yéetel nanogeles yéetel funcionalidades superiores. Buka'aj chichan yéetel mediano R&Tak ultrasonidos Mulix yéetel piloto tak sistemas industriales utia'al u fabricación comercial ti' hidrogel ti' modo continuo, Hielscher Ultrasonics ti' le procesador ultrasónico yáax utia'al báats'tik u kajtalo'ob ichil u producción hidrogel leti' nanogel.
- Ka'anal eficiencia
- Ma'alo'obtal u ts'ook generación
- fiabilidad & robustez
- lote & Inline
- utia'al u je'el volumen
- Software na'at
- Noj inteligentes (p'el. ej., protocolización datos).
- Chéen ch'a'abil yéetel yantio'ob u operar
- Yáanal mantenimiento
- CIP (limpieza in situ).
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
| U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
| 0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
| U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
| U 15 u 150L | U 3 ti' 15 l leti' min | UIP6000hdT |
| n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
| n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
(Xook yéetel cha'ano': Rutgeerts et ti' le., 2019).
Bibliografía leti' Referencias
- Ismail, S.H.; Hamdy, A.; Ismail, T.A.; Mahboub, H.H.; Mahmoud, W.H.; Daoush, W.M. (2021): Synthesis and Characterization of Antibacterial Carbopol/ZnO Hybrid Nanoparticles Gel. Crystals 2021, 11, 1092.
- Khan, Suhail; Fuzail Siddiqui, Mohammad; Khan, Tabrez Alam (2020): Synthesis of poly(methacrylic acid)/montmorillonite hydrogel nanocomposite for efficient adsorption of Amoxicillin and Diclofenac from aqueous environment: Kinetic, isotherm, reusability, and thermodynamic investigations. ACS Omega. 5, 2020. 2843–2855.
- Rutgeerts, Laurens A. J.; Soultan, Al Halifa; Subramani, Ramesh; Toprakhisar, Burak; Ramon, Herman; Paderes, Monissa C.; De Borggraeve, Wim M.; Patterson, Jennifer (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chemical Communications Issue 51, 2019.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Protocolo utia'al u síntesis sonoquímica u nanopartículas ZnO
Le NPs ZnO sintetizaron u utilizando le método precipitación química yáanal u efecto le irradiación ultrasónica. Ti' jump'éel procedimiento típico, u utilizó acetato zinc dihidratado (Zn (CH3COO) 2·2 H 22O) bey precursor, yéetel juntúul solución amoníaco 30-33 ti chúumuk (NH3) ti' jump'éel solución acuosa (NH4OH) bey aj nu'uktaj reductor. Le nanopartículas ZnO ku produjeron disolviendo le cantidad úuchuk u acetato zinc ti' 100 mL ja' desionizada utia'al u producir 0,1 M jump'éel solución iones zinc. Posteriormente, le solución iones zinc u sometió u irradiación ondas ultrasónicas utilizando jump'éel Hielscher UP400S (400 W, 24 kHz, Berlín, Alemania) ti' jump'éel amplitud le 79 ti chúumuk yéetel juntúul ciclo 0,76 ichil 5 min ti' jump'éel temperatura 40 ◦C. Ts'o'okole', le solución amoníaco ku agregó gota ti' gota ti' le solución iones zinc yáanal u efecto le ondas ultrasónicas. Ka' jump'éel súutuko'ob, le NP ZnO jo'op u precipitar yéetel ch'íijil, yéetel le solución amoníaco ku agregó continuamente tak ka u produjo le precipitación completa ti' le NP ZnO.
Le NPs ku ZnO obtenidas p'o'ob ya'abkach Óoxten yéetel ja' desionizada yéetel u p'áatal reposar. Posteriormente, le precipitado obtenido tijik u temperatura ambiente.
(Ismail et ti' le., 2021).
Ba'ax ku le nanogeles.
Le nanogeles wa hidrogeles nanocompuestos le jump'éel bin yano'ob hidrogel ku ts'aik nanopartículas, ku ti' le rango 1 ti' 100 nanómetros, ti' u ba'ax. Táan a nanopartículas táan u béeytal u orgánicas, inorgánicas wa jump'éel combinación u ambas.
Le nanogeles ku táakpajalo'ob ti' jump'éel tuukula' k'ajóolta'an je'el bix reticulación, u implica le unión química ti' cadenas poliméricas utia'al u formar jump'éel páawo'ob tridimensional. Dado ti' le formación hidrogeles yéetel nanogeles k'a'abet jump'éel mezcla minuciosa utia'al u hidratar le ba'ax polimérica, favorecer le reticulación yéetel ku incorporar le nanopartículas, le ultrasonicación jach jump'éel láaka jach xoknáalo'obo' utia'al u producción hidrogeles yéetel nanogeles. Le redes hidrogeles yéetel nanogeles ku capaces u múuch'ik yaan xan ya'abach ja', ba'ax ku beetik le nanogeles k'áati' ma'alob hidratados yéetel, tune', adecuados utia'al u amplia gama aplicaciones, bey le ma'alo'ob meyaj ku beetik fármacos, le ingeniería jach yéetel le biosensores.
Le hidrogeles nanogel suelen u yaantal compuestos tumen nanopartículas, bey sílice wa partículas polímero, u dispersan tuméen tuláakal le matriz hidrogel. Táan a nanopartículas u páajtal sintetizar yéetel ya'ab métodos, incluida polimerización ti' emulsión, le polimerización ti' emulsión inversa yéetel le síntesis sol-gel. Le polimerización yéetel síntesis k'iin-gel ku beneficia enormemente ti' le agitación ultrasónica.
Le hidrogeles nanocompuestos, Ba'axten otro lado, u compuestos tumen juntúul combinación jump'éel hidrogel yéetel juntúul nanorelleno bey arcilla jump'éel óxido grafeno. Adición le nanorrelleno je'el u páajtal u ma'alo'obkíinsiko'ob le propiedades mecánicas yéetel meyajtbilo' ti' le hidrogel bey u rigidez, resistencia le tracción yéetel tenacidad. Tu este caso, le potentes k'iinil dispersión le sonicación facilitan le distribución xan yéetel estable ti' le nanopartículas ti' le matriz hidrogel.
Tu general le hidrogeles nanogel yéetel nanocompuestos yaan amplia gama aplicaciones Sociedad ti' sikte bey le biomedicina, le remediación ambiental yéetel le almacenamiento energía debido a u propiedades ka funcionalidades únicas.
Aplicaciones le nanogel utia'al u tratamientos ts'aako'ob
| Bin yano'ob nanogel | Droga | k'oja'anil | Actividad | Referencias |
| Nanogeles de PAMA-DMMA | doxorrubicina | K'ak'a | Aumento ti' le tasa liberación a medida u disminuía le je'o' le pH. Asab citotoxicidad ti' pH 6,8 te' xook viabilidad t'aan | Du et ti' le. (2010). |
| Nanogeles yéetel quitosano decorados yéetel hialuronato | Fotosensibilizadores bey tetra-fenil-porfirina-tetrasulfonato (TPPS4), tetra-fenil-clorina-tetracarboxilato (TPCC4) yéetel cloro e6 (Ce6). | Trastornos reumáticos | Jáan absorbido (4 h) tuméen le macrófagos yéetel acumulado ti' u citoplasma ka orgánulos | Schmitt et ti' le. (2010). |
| Nanopartículas u PCEC ti' hidrogeles plurónicos | Lidocaína | Ku anestesia | Produjo jump'éel anestesia infiltración duradera ti' jump'éel 360 min | Yin et ti' le. (2009). |
| Nanopartícula poli (ácido lactide-co-glicólico) yéetel quitosano dispersas ti' HPMC yéetel gel Carbopol | Espantida II | Dermatitis alérgica Máax ku yéetel uláak' trastornos inflamatorios ti' u yoot'el | Nanogelinnaumenta le potencial utia'al u percutánea ma'alo'ob meyaj ku beetik spantide II | Punit et ti' le. (2012). |
| Nanogeles polivinilpirrolidona-poli (ácido acrílico) (PVP leti' PAAc) sensibles ti' le pH | Pilocarpina | Mantener jump'éel concentración úuchuk u pilocarpina ti' le ts'ono'oto' asab ti' jump'éel período prolongado u k'iin | Abd El-Rehim et ti' le. (2013). | |
| Poli (etilenglicol) yéetel polietilenimina reticulados | Oligonucleótidos | K'aas k'oja'anilo'obo' neurodegenerativas | Transportado u kin tuukul efectiva ti' le BBB. Eficacia le transporte aumenta láayli' asab ken u superficie le nanogel modifica yéetel transferrina wa insulina | Vinogradov et ti' le. (2004). |
| Nanogeles pululano ku ya'alik colesterol | Interleucina murina recombinante-12 | Inmunoterapia tumoral | Nanogel liberación sostenida | Farhana et ti' le. (2013). |
| Poli (N-isopropilacrilamida) yéetel quitosano | Ti' le hipertermia xu'ullsa'al le k'ak'as k'oja'anil cáncer yéetel ma'alo'ob meyaj beetik dirigida u fármacos | Termosensible modalizado magnéticamente | Farhana et ti' le. (2013). | |
| Páawo'ob ramificada reticulada polietileneimina yéetel poliplexnanogel PEG | Fludarabina | K'ak'a | Actividad elevada yéetel citotoxicidad reducida | Farhana et ti' le. (2013). |
| Nanogel biocompatible u pululano portador colesterol | Bey chaperona artificial | Treatment of Alzheimer’s disease | Inhibe u agregación le proteína β amiloide | Ikeda et ti' le. (2006). |
| Nanogel u ADN yéetel foto-reticulación | Xooko'obo' genético | Terapia génica | Controlada u K'u'ubul ADN plasmídico | Máax xokik et ti' le. (2009). |
| Gel híbrido u nanopartículas carbopol leti' óxido u zinc (ZnO). | Nanopartículas u ZnO | Actividad antibacteriana, u inhibidor bacteriano | Ismail et ti' le. (2021). |
Tabla adaptada u Swarnali et ti' le., 2017
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento ichil laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.