Содержание к диссертации
Введение
1 .Обзор литературы
1.1. Способы получения косметических и лечебных текстильных материалов 13
1.1.1. Особенности трансдермального массопереноса биологически активных веществ 26
1.2.1. Строение и функции кожи 28
1.2.2. Строение и свойства коллагена 36
1.2.3.Строение и свойства эластина 39
1.3. Факторы, влияющие на массоперенос веществ через кожу
1.3.1 .Способы ускорения массопереноса ЛП через кожу 45
1А Основные методы изучения процессов чрезкожного массопереноса ЛП in vivo и in vitro 49
2. Методическая часть
2.1. Объекты исследования 57
2.1.1 .Текстильные материалы 57
2.1.2. Полимеры, используемые при получении лечебных и профилактических материалов для косметологии и дерматологии 59
2.1.3. Лекарственные препараты и биологически активные вещества, применяемые при получении профилактических и лечебных материалов применяемых в косметологии и дерматологии 61
2.2.Методы исследования
2.2.1,Методика определения гигроскопичности текстильного материала 65
2.2.2.Методика определения влагоотдачи текстильного материала 66
2.2.3. Методика определения паропроницаемости текстильного материала 66
2.2.4. Методика определения капиллярности текстильного материала 68
2.2.5. Методика определения драпируемости текстильного материала 69
2.2.6. Методика определения жесткости текстильного материала 71
2.2.7. Методика определения разрывной нагрузки и относительного удлинения при разрыве текстильного материала 73
2.2.8. Методика приготовления полимерных композиций различного состава 75
2.2.8.1 Методика приготовления полимерной композиции содержащей альгинат натрия и лекарственный препарат 75
2.2.8.2. Методика приготовления полимерной композиции содержащей альгинат натрия и коллаген 76
2.2.8.3. Методика приготовления полимерной композиции содержащей альгинат натрия, коллаген и эластин 76
2.2.9.Методика определения вязкости полимерной композиции 76
2.2.10. Методика нанесения полимерной композиции на текстильный материал 78
2.2.11. Методика получения пленок и изготовления из них образцов, используемых в качестве модели кожи 79
2.2.11.1. Методика получения коллагеновых пленок 79
2.2.11.2. Методика получения пленок, содержащих коллаген и смесь жирных кислот 80
2.2.12. Методика определения толщены коллагеновых пленок 81
2.2.13 Методика расчета ошибки эксперимента 81
3. Экспериментальная часть разработка технологии получения лечебных и профилактических материалов для косметологии и дерматологии
3.1. Выбор текстильного материала, используемого в качестве основы для получения лечебных и профилактических материалов 84
3.2. Разработка состава полимерной композиции для нанесения на текстильный материал 103
3.2.1. Изучение реологических свойств создаваемых полимерных композиций 105
3.2.2. Оценка рН создаваемых полимерных композиций 119
3.3. Выбор лекарственных препаратов и биологически активных веществ при получении новых материалов для косметологии и дерматологии 121
3.4. Исследование массопереноса лекарственных препаратов во внешнюю среду 129
3.4,1. Моделирование массопереноса ЛП и БАВ из текстильного материала во внешнюю среду с помощью диффузионной ячейки с различными биополимерными мембранами:
3.4.1.1. Использование мембраны из подскорлупной яичной оболочки... Л З 3
3.4.1.2. Использование диффузионной ячейки с мембраной из коллагеновой пленки 155
3.4.2.Моделирование неповрежденной кожи с помощью многослойной коллагеновой мембраны 162
3.5. Влияние полимеров - загустителей на эффективность применения трансдермальных лекарственных и косметических материалов, получаемых по технологии печати 178
3.6. Исследование эффективности полученных косметических масок
Ввыводы 185
Список литературы
- Особенности трансдермального массопереноса биологически активных веществ
- Факторы, влияющие на массоперенос веществ через кожу
- Лекарственные препараты и биологически активные вещества, применяемые при получении профилактических и лечебных материалов применяемых в косметологии и дерматологии
- Разработка состава полимерной композиции для нанесения на текстильный материал
Введение к работе
Люди всегда старались отыскивать лучшее среди природы и ее богатств, а также создавать новые вещества и материалы, влияющие на состояние кожи, позволяющие улучшать ее свойства, сохранять молодость и привлекательность. Кожа человека выполняет множество жизненно важных функций (защита от внешних воздействий, грязи, микроорганизмов, "датчик" температуры и болевой чувствительности и др.), в том числе и эстетических. К сожалению, с течением времени она неумолимо теряет свою привлекательность, поэтому разработку новых материалов, позволяющих улучшать состояние кожи, помогающих бороться с ее заболеваниями, замедлить ее увядание и предотвращать негативное воздействие окружающей среды следует считать актуальной. Данная работа посвящена использованию текстильных и полимерных материалов в медицине и, в частности в косметологии и дерматологии.
Текстильные материалы (ТМ) издавна занимают в медицине важное и особое место. Это связано с их свойствами: гигроскопичностью, мягкостью, драпируемостью и за счет этого хорошей прилегаемостью к поверхности тела, воздухопроницаемостью, безопасностью для организма больного (нетоксичность, неаллергенность), возможностью подвергаться стерилизации и т.д. Если раньше текстильные материалы использовались в медицинской практике в основном как перевязочные, закрывающие раны, т.е. в виде ваты, марли, бинтов, марлевых салфеток и тампонов, то сегодня все больший интерес представляет их применение с лечебной целью как носителей лекарственных препаратов (ЛП) и биологически активных веществ (БАВ), причем, желательно, с пролонгированным лечебным действием. В косметологии текстильные салфетки и маски использовались ранее для закрытия лица после наложения крема, как влажный компресс после процедур или как салфетка для снятия макияжа. Однако ТМ никогда не являлся активной составляющей в уходе за кожей лица и шеи.
Мы решили в данной диссертационной работе попытаться создать материал профилактического и лечебного действия, при применении которого в косметологии и дерматологии достигался бы лучший эффект за счет совмещения действия самого ТМ и веденной в него полимерной композиции, содержащей БАВ и ЛП. При его получении предполагалось максимально использовать природные компоненты, учесть тип кожи и ее возрастные особенности.
Улучшение качества жизни населения приводит к естественному увеличению использования косметических средств, востребованности новых изделий, позволяющих влиять на физическое состояние людей, их настроение, работоспособность, поэтому создание нового вида косметических материалов (масок, салфеток), сегодня следует считать перспективным. Кроме того, научно - практический подход к разработке этих материалов позволяет создать унифицированную технологию и на ее основе выпускать различные композиционные текстильные материалы не ТМ только для профилактики и ухода за кожей, но и для лечения кожных заболеваний. Очевидно, что все исследования, направленные на оказание помоши больным людям, всегда, во все времена, актуальны.
Цель работы:
Целью данного исследования являлась разработка технологии получения новых биологически активных текстильных профилактических и лечебных материалов, применяемых в косметологии и дерматологии, и создание на основании этой технологии изделий, позволяющих эффективно и пролонгированно использовать введенные в них биологически активные препараты при трансдермальном массопереносе, т.е. при наложении на кожу В соответствии с этим, в работе необходимо было решить следующие задачи:
1. Выбрать технологию, позволяющую вводить в ТМ (основу изделий), пригодный для использования в косметологии, БАВ и ЛП;
2. Создать биоактивную композицию на основе полимеров, БАВ и ЛП, позволяющую наносить эти компоненты на ТМ по выбранной технологии; эта композиция должна:
- обеспечивать достижение профилактического и лечебного воздействия за счет введенных компонентов;
- обеспечивать пролонгированность поступления компонентов через кожу;
- иметь печатно-технические и реологические параметры, необходимые для осуществления выбранной схемы получения профилактических и лечебных материалов;
- обеспечивать возможность получения материалов с различными БАВ и ЛП по одной унифицированной технологии;
3. Выбрать ТМ - основу создаваемых изделий.
ТМ должен иметь технологические характеристики, позволяющие применять его при осуществлении выбранной технологии, санитарно - гигиенические (исходя из особенностей применения изделия в косметологии и дерматологии), а также являться "депо" для биополимерной композиции, обеспечивая пролонгированность массопереноса БАВ и ЛП через кожу и, при необходимости, многоразовость использования изделий.
4. Провести санитарно - гигиенические и медицинские испытания разработанных материалов с целью определения их эффективности и возможность широкого практического применения для коррекции косметических недостатков и лечения кожных болезней. Научная новизна
1. Впервые предложено и научно обосновано использование ТМ, являющегося одновременно "депо" для БАВ и ЛП и "компрессом", ускоряющим их массоперенос через кожу, в качестве профилактического и лечебного материала (маски - салфетки) для косметологии и дерматологии.
2. Разработаны методы оценки массопереноса БАВ и ЛП из лечебного ТМ через кожу; впервые предложено при моделировании трансдермального массопереноса в качестве разделительной мембраны в диффузионной ячейке использовать коллагеновую пленку как модель соединительной ткани.
3. С помощью различных методов моделирования массопереноса БАВ и ЛП из создаваемого материала через неповрежденную кожу изучено влияние свойств биополимера, текстильной основы, ЛП, условий проведения процесса на трансдермальный массоперенос. Установлено, что наибольшую скорость массопереноса ЛП обеспечивает использование полимера альгината натрия, введение в композицию коллагена и эластина снижает скорость проникновения ЛП через кожу. Применение трикотажных полотен более эффективно, чем нетканых. Показано, что использование эффекта "компресса" повышает скорость и полноту проникновения ЛП из текстильной матрицы через кожу.
4. Проведено детальное изучение реологических свойств биополимеров (альгинат натрия, коллаген, эластин) и создаваемых на их основе композиций, и на основе полученных результатов разработан научно обоснованный состав композиции для получения косметических и лечебных материалов по технологии печати. Изучено влияние состава композиции, концентрации вводимых веществ, сроков хранения на изменение вязкости составов при различных скоростях сдвига, тиксотропности и их стабильность.
5. Изучено влияние санитарно - гигиенических (гигроскопичность, паропроницаемостъ и т.д.), технологических (разрывная нагрузка, удлинение при разрыве и т.д.), эксплуатационных (жесткость, драпируемость) свойств различных текстильных (тканые, нетканые, трикотажные) материалов и на основании полученных данных научно обоснован выбор основы для создаваемых косметических и лечебных изделий трансдермального действия однократного и многократного использования.
Научная новизна исследования подтверждается получением патента РФ №2120793.
Практическая значимость и реализация результатов работы
1. Разработана технология получения профилактических и лечебных текстильных биоактивных материалов, применяемых в косметологии и дерматологии.
2. Разработаны композиции из природных полимеров, БАВ и ЛП, обеспечивающие профилактические и лечебные свойства созданным материалам.
3. Разработан и утвержден технологический регламент получения косметических материалов - масок-салфеток "Тексаль" многоразового действия по предложенной технологии.
4. Разработаны, прошли токсикологические и медико-биологические испытания и разрешены к широкому практическому применению текстильные косметические маски-салфетки "Тексаль" на основе полимера альгината натрия (маска "Универсальная"), альгината натрия и коллагена (маска "Защитная"), альгината натрия, коллагена и эластина (маска "Скорая помощь"), альгината натрия и прополиса (маска "Питательная"), на основе альгината натрия и плацентарного комплекса (маска "Восстанавливающая"), Доказана их эффективность и разработаны методики применения масок в косметологии и дерматологии. 5. Разработаны и утверждены Госстандартом России Технические условия (ТУ) на маски - салфетки косметические биологически - активные на текстильной основе "Тексаль" (ТУ 9158-001-58223785-2003)
6. На основании разработанного регламента согласно ТУ на производстве ООО "Колетекс" освоен выпуск косметических масок - салфеток "Тексаль". Центром по сертификации косметической продукции Госстандарта России проведена сертификация созданных масок - салфеток "Тексаль". Получены сертификаты соответствия на выпускаемую продукцию.
Апробация работы
Основные материалы диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на:
- ГУмеждународной конференции "Современные подходы к разработке и клиническому применению эффективных перевязочных средств, шовных материалов и полимерных имплантантов" (Москва, 2001);
- Межвузовской научно-технической конференции "Современные проблемы текстильной и легкой промышленности" (Москва, 2002);
- ІУМеждународном конгрессе химиков-текстильщиков и колористов (Москва 2002);
- 19th IFATCC Congress (Paris, 2002);
- Конференции "Прорывные технологии в производстве текстиля: волокна, красители, ТВВ, оборудование" (Москва 2003);
- Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов "Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности" (Иваново 2003);
По теме исследований опубликовано 11 научных работ.
Особенности трансдермального массопереноса биологически активных веществ
При создании материалов, используемых для лечения кожи и расположенных близко к кожным покровам тканей, а также и ухода за ней необходимо рассмотреть вопрос доставки ЛП и БАВ к этим областям. Достаточно интересным направлением, занимающим внимание исследователей, является проблема трансдермальной (чрескожной) подачи лекарства в организм, минуя желудочно-кишечный тракт. Такой способ введения лекарств позволяет снизить вредное токсикологическое воздействие лекарств на организм как при пероральном или инъекционном введении, а также позволяет избегнуть перерасхода лекарственных средств. Кроме того, эта проблема требует своего решения при создании биологически активных материалов для косметологии и дерматологии.
Актуальным направлением в этой области является создание материалов с пролонгированным лечебным действием, обеспечивающих эффективное лечение за счет длительного и дозированного подвода лекарства. Для решения этой задачи необходимо детально рассмотреть процесс массопереноса ЛП и БАВ через кожу, оценить особенности и закономерности этого процесса. Только в этом случае возможно создание материалов с заданными свойствами, прогнозируемыми, определяемыми заданием врачей.
Остановимся более подробно на рассмотрении особенностей массопереноса ЛП и БАВ через кожу.
В настоящее время известны следующие пути проникновения препаратов через кожу: трансдермальный (через эпидермис: между клетками и через клетки рогового слоя), трансфоликулярный и трансгландулярный (через стенки фоликул и через выводные протоки сальных и потовых желез). При создании материалов, осуществляющих подачу лекарств через неповрежденную кожу, в том числе к очагу поражения, к ним выставляются два обязательных требования. Во-первых, максимально плотный контакт создаваемого лечебного или косметического материала с кожей, т.е. его высокие адгезионные свойства (по нашему мнению текстильный материал успешно решит эту задачу), во-вторых, возможность переноса выбранного ЛП или БАВ через кожные покровы человека [11].
Как говорилось выше, при создании нового материала с заданным комплексом свойств, в том числе обеспечивающий трансдермальный (чрескожный) массоперенос ЛП, чрезвычайно важен вопрос изучения массопереноса ЛП. Однако в случае трансдермального подведения, т.е. при наложении лечебного или косметического материала на кожу, возникает сложный методически и теоретически вопрос о том, на каких моделях кожи проводить это изучение. Какие из ее слоев оказывают наибольшее сопротивление проникновению веществ через кожный барьер? Как увеличить проницаемость кожи для лекарственных препаратов? Поэтому, рассматривая вопрос создания материалов, обеспечивающих трансдермальный (чрескожный) массоперенос ЛП и БАВ, мы считаем целесообразным остановиться на строении и свойствах кожи, являющейся в нашем случае диффузионной средой для транспорта таких диффузантов как ЛП, БАВ и биополимеры.
Строение и функции различных слоев и клеток кожи издавна изучались многими видными советскими, российскими и зарубежными учеными, исследования продолжаются и сейчас [12,13].
Основные функции кожи - защитные. К ним относят непроницаемость для микроорганизмов, ядов и вредных веществ. Кожа способствует выделению солей (в основном хлоридов), молочной кислоты, продуктов азотистого обмена, отвечает за теплоотдачу.
Непроницаемость здоровой кожи для микроорганизмов, ядов и вредных веществ обеспечивается ее многослойностью, изменением поверхностного ороговевшего эпителия, активностью микрофлоры кожи. Толщина многослойного ороговевающего эпителия колеблется на разных участках тела от 0,07 до 2,5 мм; Обновляется роговой слой в течение 7-11 дней. Полное обновление кожи происходит за 19-20 дней [14].
Однако практически абсолютно здоровой кожи не бывает (исключение маленькие дети). Под влиянием неблагоприятных факторов среды, в частности, УФ - инсоляции, в процессе биологического старения, барьерная функция кожи нарушается. На кожных покровах появляются микротрещинки, которые и обусловливают возможность попадания биомолекул в глубокие слои кожи и взаимодействие этих молекул с активно функционирующими клетками эпидермиса и дермы. Транспорт крупных биомолекул БАВ происходит в основном по межклеточному пространству и протокам кожных желез [15].
Различные исследователи на протяжении ряда лет пытались выявить, какой же слой кожи является кожным барьером.
Строение кожи очень сложно. Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса, собственно кожи, или дермы, и подкожной жировой клетчатки. Каждый из них, в свою очередь, состоит из нескольких слоев (рис. 1.3). [12,16].
Факторы, влияющие на массоперенос веществ через кожу
Другим белком волокон дермы, также придающим коже эластичность, является эластин (2-5% в коже и 40-60% в кровеносных сосудах и связках), представляющий собой спиральную полипептидную цепь с высокоэластическими свойствами. Он синтезируется и секретируется фибробластами, и именно эластин обеспечивает физиологическое растяжение кожи [15,17]. Эластин - основная составная часть эластиновых волокон соединительной ткани. В коже животных (шкуре) они образуют сетку в верхнем и нижнем слоях дермы. Эластин содержится в шкуре в небольшом количестве (не более 1% от массы коллагена). Свойства его изменяются в зависимости от органа, в строении которого он принимает участие, возраста животного и т.п. Основным свойством эластина является его высокая эластичность[20]. Эластин очень устойчив к действию горячей воды и не образует клея, более устойчив к действию кислот и щелочей и менее устойчив к действию протеолитического фермента трипсина, чем коллаген. Пепсин на эластин не действует. Ферментом, специфически действующим на эластин, является эластаза, выделенная из поджелудочной железы. Эластиновые волокна изменяются при длительном воздействии извести. При продолжительном (40 ч) кипячении в большом количестве 40%-ного раствора мочевины эластин полностью растворяется [21]. Элементный состав эластина, %: Углерод 54,20 Водород 7,26 Кислород 16,80
Азот 16,60 Основной особенностью аминокислотного состава эластина является наличие в нем очень большого количества (90%) аминокислотных остатков с неполярными боковыми цепями.
Элементарное волокно эластина является химически однородным (гомогенным) белком. При тщательном исследовании эластиновых волокон с помощью электронного микроскопа установлено наличие двух основных компонентов. Один из них состоит из системы очень тонких фибрилл (диаметром 7 нм), лишенных поперечной исчерченности и расположенных неупорядоченно. Они образуют "прядь", способную к некоторому натяжению, плотную в центре и более рыхлую на периферийных участках. Второй компонент представляет собой аморфный белок типа гликопротеида, способный расщепляться эластазой.
Очищенные препараты эластина содержат не более 0,3% углеводов, небольшое количество эфиросвязанной серной кислоты и следы аминосахаридов.
Предполагают, что длинные молекулярные цепи в эластине связаны между собой редкими межмолекулярными связями, число которых пока неизвестно [20,21]. Поперечно связывающие вещества эластина представлены двумя необычными аминокислотами - десмозином и изодесмозином, которые могут возникать при конденсации четырех остатков лизина.
Стабильность структуры эластина объясняют свертыванием спиральных цепей в результате агрегации их на молекулярном уровне путем сплетения или взаимного проникания в определенных точках. При этом образуется сетчатая структура с низкой степенью упорядоченности.
Подводя итог вышесказанному, хотелось бы отметить, что:
1. Основной барьерной структурой эпидермиса, от которого зависит его проницаемость, является роговой слой. В роговом слое эпидермиса [22-29] межклеточное пространство богато липидами, а клетки, наоборот ими бедны. Но уже в слоях эпидермиса наблюдается обратная картина, характерная для всех остальных тканей — водное межклеточное пространство и богатые липидами клетки. Сильная гидрофобность рогового слоя позволяет ему сохранять воду внутри организма.
2. Имеется два основных пути проникновения веществ через кожу трансэпидермальный (через роговой слой) и трансфоликулярный (через сальные железы и волосяные фолликулы, связанные с сальными железами). Диффузия веществ через роговой слой через корнеоциты практически невозможна, и осуществляется она, в основном по межклеточным промежуткам. Недавние исследования показали, что небольшие заряженные молекулы, а также крупные незаряженные молекулы обычно проникают через выводные протоки сальных желез. Другие соединения, которые могут пройти напрямую через роговой слой, также используют трансфоликулярный путь, но только на начальных этапах. Все же в основным путем проникновения веществ через кожу является трансэпидермальный путь[30].
3. Межклеточные промежутки рогового слоя заполнены липидами. Именно этим объясняется факт прохождения через роговой слой жирорастворимых веществ и непроницаемость для водорастворимых соединений.
4. Липиды рогового слоя организованы и формируют двухслойные пласты.
Установить липидную структуру рогового слоя удалось лишь в 90-х годах. Несмотря на то, что сегодня существует несколько точек зрения на тонкую организацию этих пластов и их формирование [31,32] ученые сходятся в одном: пласты представляют собой двухслойную мембрану. Между отдельными пластами имеется водная прослойка, по которой возможна медленная диффузия воды и водорастворимых соединений. Кстати, именно так и происходит испарение воды через роговой слой.
Лекарственные препараты и биологически активные вещества, применяемые при получении профилактических и лечебных материалов применяемых в косметологии и дерматологии
При разработке новых материалов для медицины и косметологии и технологии их получения текстильный материал рассматривается как основа, носитель для биологически активных веществ и лекарственных препаратов.
Кроме биологически активных веществ и лекарственных препаратов, введенных в различные биополимерные композиции, а затем нанесенных методом печати или шпрендингованием на текстильный материал, не последнюю роль в достижении лечебного и профилактического эффекта будут играть свойства самого текстильного материала, который, являясь наружным слоем косметического изделия, должен дополнительно способствовать достижению эффекта "компресса", а, являясь наружным слоем медицинской салфетки, закрывать рану от попадания инфекции. Выбор текстильного материала, используемого для создания косметических и лечебных изделий, очень важен и имеет свои особенности. От него требуется высокая гигроскопичность, т.к. только во влажном состоянии может происходить массоперенос лекарственных препаратов и биологически активных веществ и только в этом состоянии композиционный материал может оказывать эффект. Материал должен хорошо драпироваться, чтобы плотно прилегать к сложным поверхностям тела и не травмировать кожу при наложении и снятии, иметь объемную структуру, чтобы быть "депо" лекарственным препаратам и биологически активным веществам, носителем высокой концентрации полимеров, биологически активных веществ и лекарственных препаратов. Кроме того, текстильный материал имеет еще одну функцию в создаваемых изделиях. Текстильная основа данного композиционного материала должна способствовать созданию лечебного компресса, ускоряющего массоперенос биологически активных веществ и лекарственных препаратов через кожу. Реальное однократное использование данного композиционного материала на лице (в большинстве случаев) не превышает 20-30 минут. Приведенные ниже методики проведения эксперимента были использованы нами для оценки необходимых вышеперечисленных свойств текстильного материала.
Гигроскопичность материала характеризует его способность поглощать влагу из газовой фазы [62]. Гигроскопичность необходима выбираемому нами материалу, т.к. только во влажном состоянии маска и лечебная салфетка могут оказывать эффект, обеспечивая транспорт ЛП и БАВ из ТМ через кожу. Определение гигроскопичности проводили по методике, описанной в работе[63] . Из исследуемых образцов текстильных материалов вырезали ножницами по шаблону пробы размером 30,0х 30,0мм. Образцы материала, взвешенные на аналитических весах с точностью 0,0001 г, закрепляли на металлической рамке, которую помещали в эксикатор с водой на 16 часов. По истечении указанного времени образцы снова взвешивали. Гигроскопичность Г вычисляли по формуле: Г=(М-Мо)/Мо х 100% (2.1) Где Мо- масса образца до испытания ,г; М- масса образца после испытания , г. Количество параллельных опытов-5, для достижения наименьшей ошибки эксперимента. Под влагоотдачей понимают способность материала отдавать поглощенную им влагу [63].
Нам необходимо определения показателя влагоотдачи для того, что бы во время эксплуатации создаваемое изделие наибольшее время находилось во влажном состоянии, т.к. только во влажном состоянии будет происходить массоперенос лекарственных препаратов и биологически активных веществ из текстильного материала через кожу.
Для определения влагоотдачи взвешенные после определения гигроскопичности образцы выдерживали в эксикаторе с серной кислотой (относительная влажность равна нулю) в вертикально подвешенном состоянии в течение 8 часов, а затем взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0001. Влагоотдачу ХВ вычисляли по формуле: XB=(Gi-G2)/G х 100% (2.2.)
Где Gi -масса образца после определения гигроскопичности. G2- масса образца после выдерживания в течение 8 часов, г; G-масса сухого образца до испытания г. Паропроницаемостью называется способность материала пропускать пары воды. Паропроницаемость характеризуется количеством паров воды, проникших через единицу площади образца в единицу времени. Текстильный материал, который мы будем применять в качестве основы создаваемого для использования в косметологии композиционного материала, должен иметь функцию "компресса", способствующего проникновению через кожу введенных в них БАВ и ЛП, следовательно, чем меньше паропроницаемость материала, тем более материал подходит для данной работы.
Данный метод основан на том, что создается разность в упругости паров по обе стороны образца, а затем весовым методом устанавливается количество паров воды, прошедшее через образец, в определенный промежуток времени [63]. Испытание проводили в металлических стаканчиках Вырезался ножницами по шаблону круглый образец, равный диаметру крышки стаканчика. Перед испытанием в стаканчик наливали 14 мл. дистиллированной воды, на заплечики стаканчика помещали резиновое кольцо, испытуемый образец лицевой стороной к воде и навинчивали крышку.
Стаканчики с образцами помещали на подставку в эксикатор, содержащий концентрированную серную кислоту. Эксикатор закрывали крышкой и выдерживали в течении 18 часов для установления стационарного потока паров воды. После выдержки в эксикаторе каждый стаканчик взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Взвешенные стаканчики снова помещали в тот же эксикатор еще на 6 часов в те же условия, после чего снова взвешивали
Разработка состава полимерной композиции для нанесения на текстильный материал
Текстильные материалы должны обладать, в основном, незначительной жёсткостью, то есть отличаться высокой мягкостью и гибкостью. Мы считали этот показатель очень важным при выборе текстильного материала для изготовления косметических и медицинских изделий. Эти свойства обеспечивают высокую устойчивость изготавливаемого изделия к многократному изгибу, хорошую драпируемость, удобство и комфортность в эксплуатации. Однако с технологической точки зрения жесткость материала способствует плотному, равномерному прилеганию во время нанесения композиции к печатному столу в свободном состоянии, он хорошо, без замахривания срезов, с четкими контурами изделия подвергается резке и вырубке после печати, для получения нужной, часто очень сложной формы изделия. Исходя из сказанного при выборе материала для создания масок и салфеток для косметологии и дерматологии нам необходимо было определить жесткость материала.
Показатель жёсткости оценивался по сопротивлению изгибанию композиционного материала на приборе ПЖУ - 12 М. Жёсткость определялась величиной нагрузки, необходимой для прогиба образца, согнутого в виде кольца на одну третью диаметра кольца. Из исследуемых материалов вырезали по шаблону с помощью ножниц два образца в долевом направлении и два в поперечном. Размеры образцов 20x95 мм. Образец закрепляли на площадке прибора лицевой поверхность наружу так, чтобы концы его упирались в штыри, и сам образец образовал кольцо диаметром 30 мм.
Площадку с образцом посредством "ласточкина хвоста" и ограничителя шпильки устанавливали на подъёмный столик прибора. Площадку выдвигали на столик с лицевой стороны до упора шпильки в столик. Поднимали коромысло весов маховиком. Для лучшего соприкосновения площадки и образца на чашу весов помещали гирьки 100 - 200 мг. С помощью маховика образец подводился под левую чашку весов до соприкосновения с площадкой и установления стрелки весов в нужное положение. Затем гирьку в 100 - 200мг снимали с чашки. Шкалу устанавливали на задний прогиб образца (10 мм). Перед началом испытаний записывали показания счётчика и включали выключатель и кнопку, в результате чего начинал работать электродвигатель. После этого начиналось нагружение образца металлическими шариками, падающими равномерно из бункера на лицевую чашку весов. При соприкосновении стрелки с подвижным контактом прибор автоматически выключался, и нагружение образца прекращалось. Из окончательного показания счётчика вычиталось ранее записанное показание. Разность определялась фактическим количеством шариков, которые прогибали образец.
За результат условной жёсткости принимался вес шариков в граммах (в системе Си соответствует жёсткости в сН), выпавших на чашу весов до автоматического выключения прибора.
Расчет производится отдельно в долевом и поперечном направлениях как среднее арифметическое из двух параллельных определений.
Механические свойства создаваемого композиционного материала во многом зависят от типа текстильной основы. Полимерное покрытие, наносимое на текстильную основу, имеет малую толщину и прочность его часто меньше прочности основы.
Таким образом, прочность исходных тканей или других типов основы в значительной мере обусловливает прочность композиционного материала. Разрывная нагрузка — это нагрузка, при которой произошёл разрыв или разрушилась основа.
Очевидно, что во время эксплуатации потребителям созданного нами материала (косметолог, пациент, потребитель, и т.д.) в силу специфики изделие не будет испытывать больших разрывных нагрузок. Изделие будет накладываться на поверхность кожи и слегка прижиматься к ней.
Определение этих параметров необходимо нам при разработке технологического процесса получаемого материала для косметологии и дерматологии. Нагрузки возникают при нанесении влажной композиции высокой концентрации, пропуске этого материала через печатную или шпрендинговальную машину с определенным натяжением, а затем во время сушки материала с композицией ( в сушилке печатной машины, где она движется под натяжением, или в расправленном виде на вешалках под действием своей массы).
Способность материала к растяжению определяется по показателю его удлинения при разрыве.
Относительное удлинение образца при разрыве - отношение приращения длины рабочего участка образца, измеренного в момент его разрыва или разрушения одного из слоев, к начальной длине рабочего участка образца.
Подготовка образцов для проведения испытаний заключалась в следующем: из текстильного материала вырезали ножницами по образцу по два образца в продольном и поперечном направлениях размером 10x100 мм. Рабочий размер образца составлял 10x50 мм.
Перед испытанием на разрывной машине устанавливали: скорость перемещения нижнего зажима 100±10 мм/мин, расстояние между зажимами 50 мм.
Испытуемый образец закрепляли одним концом в верхний зажим разрывной машины, другой конец образца закрепляли в нижний зажим.
В процессе растяжения образца следили за показателями шкал нагрузки и удлинения и фиксировали их значение в момент полного разрыва образца или разрушения основы. Если рост нагрузки прекращался до наступления видимого разрыва образца, показания снимали в момент прекращения роста нагрузки.
Разрывную нагрузку определяли по шкале нагрузок и выражали в Ньютонах. За результат испытания принимали среднее арифметическое значение результатов параллельных испытаний отдельно для продольного и поперечного направлений.
Похожие диссертации на Разработка технологии получения профилактических и лечебных текстильных материалов для косметологии и дерматологии
