Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 15
1.1. Классификация перевязочных материалов. Требования, предъ- 15
являемые к лечебным повязкам
1.1.1. Абсорбирующие покрытия 26
1.1.2. Защитные, изолирующие покрытия 33
1.1.3. Биоэродируемые, биодеградируемые покрытия 34
1.1.4. Повязки с лекарственными препаратами 35
1.2. Способы получения лечебных повязок с лекарственными препаратами
1.2.1. Введение лекарственных препаратов на стадии формирования волокна
1.2.2. Химическое присоединение лекарственного препарата к макромолекуле волокнообразующего полимера
1.2.3. Нанесение лекарственного препарата на текстильный материал путем пропитки из раствора (дисперсии, эмульсии)
1.2.4. Нанесение лекарственного препарата на текстильный матери- 48 ал вместе с полимерной композицией
2. Методическая часть 63
2.1. Объекты исследования 63
2.1.1. Текстильные материалы 63
2.1.2. Полимеры, используемые при получении перевязочных материалов, применяемых для лечения трофических язв
2.1.3. Лекарственные препараты, применяемые при получении лечебных материалов, используемых для лечения трофических язв
2.2. Методы исследования 70
2.2.1. Методика определения гигроскопичности текстильных материалов
2.2.2. Методика капиллярности текстильных материалов 71
2.2.3. Методика определения драпируемости текстильных материа- 72
лов 2.2.4. Методика приготовления полимерной композиции из альгината натрия
2.2.5. Методика приготовления раствора коллагена 74
2.2.6. Методика приготовления полимерной композиции из альгината натрия и коллагена
2.2.7. Методика приготовления коллагеновых пленок 75
2.2.8. Методика приготовления полимерной композиции, содержащей лекарственный препарат, и нанесение ее на текстильный материал
2.2.9. Методика определения вязкости полимерной композиции 76
2.2.10. Методика определения концентрации лекарственных препарагов
2.2.11 .Методика определения массопереноса лекарственных препаратов с использованием коллагеновой мембраны
2.2.12. Методика определения антиоксидантной активности лекарственных препаратов методом хемилюминесценции
2.2.13. Методика определения перекисного окисления липидов в биологических объектах
2.2.14.Методика определения антибактериальных свойств салфеток 88
2.2.15. Методика планиметрических исследований салфеток 90
2.2.16. Оценка изменения капиллярного кровотока в зоне язвенного дефекта при наложении салфетки с мексидолом
2.2.17.Методика определения порогов болевой чувствительности... 93
2.2.18. Методика расчета ошибки эксперимента 94
3. Экспериментальная часть разработка технологии получения текстильных материалов для лечения трофических язв
3.1. Разработка технологии получения текстильного материала с 96
антиоксидантними свойствами
3.1.1. Выбор текстильного носителя для создания салфеток, 96
используемых для лечения трофических язв
3.1.2. Выбор лекарственного препарата 110
3.1.3. Разработка состава композиции, для нанесения антиоксиданта мексидола на текстильный материал
3.1.4. Определение технических требований, предъявляемых к салфеткам "Колетекс" с мексидолом и разработка технических условий на данное изделие
3.1.5. Исследование массопереноса лекарственного препарата мексидола во внешнюю среду
3.1.6. Медико-биологические и клинические исследования салфеток с мексидолом
3.1.7. Исследование антиоксидантного действия салфеток «Колетекс» с мексидолом на раневые процессы у больных сахарным диабетом
3.1.8. Применение салфеток «Колетекс» с мексидолом в комплексном лечении диабетической ангиопатии нижних конечностей
3.2. Разработка технологии получения текстильного материала иммунномодулирующего действия с лекарственным препаратом дери натом
3.3. Разработка текстильных материалов с антисептическими и ане- 188
стезирующими свойствами
Выводы 199
Список литературы
- Биоэродируемые, биодеградируемые покрытия
- Полимеры, используемые при получении перевязочных материалов, применяемых для лечения трофических язв
- Определение технических требований, предъявляемых к салфеткам "Колетекс" с мексидолом и разработка технических условий на данное изделие
- Применение салфеток «Колетекс» с мексидолом в комплексном лечении диабетической ангиопатии нижних конечностей
Биоэродируемые, биодеградируемые покрытия
Однако, с нашей точки зрения, такое деление также весьма условно, т.к. практически сложно разделить повязки первой медицинской помощи и повязки для профилактики открытых повреждений (ран). Предлагаемые [6] принципы классификации позволяют рассмотреть более подробно деление повязок в каждой из групп. Например, операционные перевязочные средства для осушения и обработки операционного поля разделяются на 4 группы в зависимости от используемых для их изготовления материалов, а именно: природные (марля хлопковая, льняная), искусственные (нетканые вискозные материалы), синтетические (трикотажный материал из полиамидных волокон, пористые губки), композиционные материалы, материалы из смесей волокон (например, полифункциональный трикотажный материал из хлопковых и полиэфирных нитей). По структуре это могут быть салфетки, шарики, турунды и т.д. Еще один вариант классификации лечебных повязок - в зависимости от фазы раневого процесса, при которой они использ VIOTCH : — первая фаза — фаза воспаления, разделяющаяся на период сосудистых изменений и период очищения раны от некротических тканей; — вторая фаза — фаза регенерации, образования и созревания грануляционной ткани; — третья фаза — фаза реорганизации рубца и эпителизации. В свою очередь, повязки для каждой из фаз по структуре и природе исходных соединений, наличия в них биологически активных веществ и лекарственных препаратов могут быть разделены на подгруппы.
Вышеуказанное разделение раневого процесса является наиболее принятым. Хотя оно также очень условно, так как характер заживления любых, в том числе гнойных ран представляет собой динамическую картину со стереотипной кинетикой: сначала повреждение, потом нарушение в поврежденном участке микроциркуляции и воспалительная реакция, затем экссудативная реакция (очищение от микроорганизмов и продуктов распада поврежденных тканей) и далее пролиферативная реакция (миграция и накопление фибробластов, рост сосудов, образование коллагена, эпителизация), причем каждый предыдущий этап подготавливает и «запускает» следующий [6]. Поэтому разделение раневого процесса на отдельные этапы, разумеется, весьма условно и, по мнению врачей и исследователей-морфологов, воспалительно-репаративная реакция характеризуется единством и взаимозависимостью воспаления и регенерации, которые являются неразрывными компонентами единой реакции тканей человека на повреждение [8]. Многие авторы, в особенности хирурги, считают более удобным разделение раневого процесса только на 2 фазы: первую - гидратация, вторая - дегидротация. Другой вариант деления на стадии предложен авторами [9], выделяющими только 2 стадии заживления: фазу покоя с преобладанием экссудативных процессов и стадию восстановления прочности тканей. При этом они исходят из постулата, что заживление ран преследует своей целью как восстановление макроскопической непрерывности поврежденных тканей, так и восстановление их функций. Приведенный анализ позволяет говорить о двух моментах: о несовершенстве и условности классификаций повязок, основанной на использовании в разных стадиях раневого процесса, а также о невозможности создания одной повязки (аппликации, салфетки), используемой только на определенной стадии, как и о разработке одного перевязочного материала с ЛП, пригодного для всех стадий раневого процесса. Очевидно, что для лечения будут использоваться комбинации из повязок (аппликаций) с различными лекарствами. Их выбор и последовательность применения определяет врач, для которого технолог разрабатывает и изготавливает рассматриваемые лечебные материалы. Задача технолога - обеспечить медиков арсеналом из перевязочных материалов с различными физико-химическими свойствами и различными лекарственными препаратами, которые можно целенаправленно, по медицинским показаниям, использовать для лечения ран. Дифференцированный подход к выбору повязок в зависимости от стадии течения раневого процесса позволяет использовать повязки с различными свойствами, обеспечивающие наиболее благоприятный микроклимат в ране именно для протекающих в данный момент процессов.
Остановимся на задачах, которые должны выполнять на каждой из стадий раневого процесса повязки (аппликации) вне зависимости от введенного в них ЛП это необходимо для правильного подхода к выбору основы для создания салфеток и определению физико-химических требований к ней. При этом мы исходим из постулата, что задача повязки не только защита раны от механических воздействий и вторичной инфекции, высыхания и потери физиологических жидкостей, но и активное влияние на процессы заживления за счет очистки раны и созданию микроклимата в ней. Задачи в фазу очищения раны связаны с тем, что в каждой ране в той или иной степени собирается раневая жидкость (экссудат). Если в ране много экссудата, возникают как механические, так и биологические пре пятствия процессу заживления, увеличивается риск инфекции. Поэтому избыточный экссудат должен быть удален с помощью салфеток. При этом из раны одновременно удаляются бактерии, токсины, некротическая ткань. Следовательно, на первый план выходят адсорбционные свойства повязки, определяемые химическим составом субстрата, структурой, строением, принципом создания материала. На стадии грануляции необходимой предпосылкой для развития грануляционной ткани является баланс влажности в ране; как при высыхании раны, так и при избыточном количестве секрета ход заживления нарушается. Регулирование влажной среды в ране возможно только с помощью повязки: она сорбирует избыточный секрет, препятствует высыханию раны и, при необходимости, подводит к ней дозированное количество влаги. По мнению [10] только во влажной среде может идти процесс заживления. Поэтому повязки для выполнения этих функций должны иметь специфические физические свойства. На этой стадии к повязке предъявляется еще одно требование - обеспечение атравма-тичности; это связано с тем, что из-за наличия в ране богатого белком экссудата и большого количества тончайших капилляров в образующейся грануляционной ткани1 она (ткань) имеет повышенную склонность к склеиванию, так что повязка должна обладать атравматическими свойствами, т.е. не склеиваться с раной, иначе при каждой смене повязки грануляционная ткань будет повреждаться и раневой процесс может перейти в стадию воспаления.
На стадии (фазе) эпителизации повязка должна поддерживать рану в умеренно-влажном состоянии. Если избыточный экссудат застаивается в ране, то эпителиальные клетки погибают, если рана слишком сухая - образуется корка, которая замедляет эпителизацию, так как клеткам эпителия
Грануляционная ткань - временная ткань, которая закрывает рану и служит «ложем» для последующей эпителизации. После этого она превращается в рубцовую ткань. Эпителизация завершает процесс заживления раны. приходится проникать под корку. Таким образом, и в эту фазу снова требуются гидроактивные и атравматические раневые повязки, которые защищают раневую поверхность от высыхания, а эпителиальные клетки - от травматизации при смене повязки. Таким образом, задачи при разработке повязок могут быть определены следующим образом:
В фазе очищения раны повязка способствует оттоку экссудата, в фазу грануляции благодаря созданию влажной среды стимулирует заполнение возникших дефектов, например, коллагеновыми волокнами, на стадии эпи-телизации ускоряет миграцию клеток и клеточное деление.
Идеальной лечебной повязкой можно считать собственную кожу. Любая повязка только частично приближается по своим параметрам к коже и лишь по некоторым из них может быть сравнима с ней. Среди характеристик «идеальной» повязки основными являются [10]:
Полимеры, используемые при получении перевязочных материалов, применяемых для лечения трофических язв
Мы предлагаем использовать при получении материала для лечения трофических язв эти же схемы и, поэтому, так подробно рассматриваем эти вопросы в данном литературном обзоре.
Принципиально возможно введение в композицию (и, соответственно, нанесение на материал) любой концентрации ЛП путем изменения содержания ЛП в композиции. Однако изменение соотношения ЛП - полимер-загуститель только в сторону увеличения концентрации ЛП приводит к большой жесткости материала и сыпучести. Материал во время сушки трескается и коробится, его применение приведет к травмированию раны. Существует еще один способ регулирования содержания ЛП и сохранения высокого качества материала - использование различных полимеров-загустителей, изменение их вязкости и вязкости композиций на их основе. С увеличением вязкости композиции концентрация ЛП на поверхности ТМ, используемого для получения лечебной повязки, возрастает.
Следовательно, использование метода печати или шпредингования для нанесения загущенной композиции из полимера (полимеров) и ЛП дает технологу возможность выполнить требование медиков по нанесению на лечебный материал определенной концентрации лекарства для обеспечения лечебных свойств создаваемого изделия.
Одно из преимуществ, которое обеспечивается применением технологии печати, - возможность нанесения на текстильный лечебный материал широкого спектра биологически активных (лекарственных) веществ и их сочетаний. Очень важно, что среди этих препаратов, имеющих различный спектр лечебного воздействия, существуют и малорастворимые, нанесение которых из водного раствора или дисперсии не позволяет добиться требуемой лечебной концентрации. Это же относится и к возможности использования одновременно нескольких полимеров, например, биосовместимых полимеров-загустителей и кровезаменителей, что являлось одной из основных целей данной работы. При нанесении ЛП методом печати его концентрация в полимере-загустителе может варьироваться в очень широких пределах. Так, концентрация ЛП, наносимого на ТМ диспергированным (физически иммобилизованным) в геле полимера-загустителя, определяется не растворимостью ЛП, а технологией нанесения композиции (размер ячейки сита шаблона, число проходов ракли через шаблон, размер зазора шпрединг-машины и т.д.), свойствами композиции (выбором и концентрацией загустителя), свойствами текстильного материала [12].
Технология печати и позволяет вводить в печатную композицию, наносимую на текстильный материал, одновременно несколько препаратов, которые, будучи диспергированными в полимере-загустителе, не взаимодействуют друг с другом, поскольку полимер выполняет функцию "защитного коллоида" [12].
Данный способ позволяет иммобилизовывать на текстильной повязке ферменты. В последние годы доказана [1,67-69] эффективность использования иммобилизованных протеолитических ферментов для ускорения очищения гнойных и ожоговых ран (1 стадия раневого процесса).
Применение технологии печати и позволяет использовать в качестве биологически активных препаратов не только продукты химико - фармацевтической промышленности, но и природные биологически активные соединения. В частности, подобный метод печати позволил получать повязки, в которых действующим компонентом является антиоксидант -активный продукт пчеловодства - прополис [70, 71]. Важно, что предлагаемый способ изготовления лечебных материалов позволяет использовать как водорастворимую, так и водонерастворимую формы прополиса.
Использование технологии печати и шпредингования для нанесения лекарственного препарата на текстильный материал при создании лечеб ных повязок позволяет придать этим повязкам еще одно важное свойство -атравматичность, которая будет зависеть как от свойств самого текстильного материала, так и от композиции, наносимой на него. Во влажной среде экссудата или физиологического раствора набухший мягкий гель полимера - загустителя, расположенный между кожей (раной) и текстильным материалом, выполняет роль "смазки", способствуя атравматич-ности повязки. После высыхания повязки ситуация может измениться, т.е. это явление сложно и неоднозначно. Однако, если повязка высохла, и ее перед снятием с раны вновь смочить с внешней стороны (что соответствует инструкции по применению повязок), то набухший гель полимера-загустителя вновь повысит ее атравматические свойства, улучшит комфортность при эксплуатации и не будет травмировать рану.
Сравнение атравматичности применяемых текстильных материалов, проведенное по отношению к хлопчатобумажной марле и оцененное по адгезии к "крови" [12], показывает, что выбор природы волокнообра-зующего полимера и характера переплетения трикотажного материала в наибольшей степени определяет атравматичность повязки, однако присутствие геля полимера-загустителя, наносимого при печати, или не ухудшает или усиливает эти свойства. В случае нанесения загустки из Na-КМЦ атравматичность выше, чем при использовании альгинатной загустки, что, вероятно, связано с большей концентрацией полимера на поверхности повязки [12]. Лекарственные препараты, имеющие различные степени дисперсности и концентрации в геле полимера-загустителя, тоже влияют на атравматичность повязки [12].
Определение технических требований, предъявляемых к салфеткам "Колетекс" с мексидолом и разработка технических условий на данное изделие
Данная методика основана на применении в качестве модели неповрежденной кожи многослойной коллагеновой мембраны. Испытания проводились на коллагеновой пленке толщиной « 0,07 мм, сложенной в 7-10 -слойную мембрану. Использовались кусочки пленки размером 2x2 см, сложенные последовательно в 7-10 слоев.
Для определения времени и глубины проникновения лекарственного препарата из салфетки в коллагеновую мембрану кусочек используемой салфетки размером 2x2см, смоченный небольшим количеством дистиллированной воды, накладывался поверх стопки из коллагеновой пленки.
Составленный таким образом образец композиционного материала помещался в чашку Петри и прижимался сверху грузиком 50 г для обеспечения более плотного контакта между слоями коллагеновой пленки и ис пытуемой салфеткой. Конечное время экспозиции устанавливалось исходя из условий и цели эксперимента, например, времени эксплуатации испытуемой салфетки в реальных условиях (до 3-х сут.). Все время экспозиции разделялось на несколько промежутков (20мин, 1ч, 2ч, 4ч, и т.д.), для каждого из которых ставили отдельный образец. Все образцы в одной серии опытов были приготовлены идентично и выдерживались в равных условиях. После окончания каждого времени экспозиции испытуемая салфетка удалялась, а коллагеновая мембрана разделялась на составляющие ее последовательные слои.
Каждый слой нумеровался и помещался в дистиллированную воду, модуль 100. В течение 1 часа происходила смыв ЛП с коллагеновой пленки при постоянном перемешивании. После чего концентрация лекарственного препарата в смывах определялась спектрофотометрически на приборе Shimadzu UV-200.
Таким образом определялись концентрация лекарственного препарата, продиффундировавшего в каждый слой коллагеновой пленки, и суммарная глубина проникновения лекарства в коллагеновую мембрану. На основании полученных результатов строились концентрационные профили проникновения лекарственного препарата в коллагеновую мембрану, имитирующую неповрежденную кожу.
Данный метод позволяет оценить и сравнить между собой в одинаковых условиях глубину проникновения лекарственных препаратов из салфетки в модель неповрежденной кожи, а также влияние вспомогательных веществ, используемых в составе композиции, на глубину проникновения лекарственного препарата. Хемилюминисценцией (ХЛ) называют свечение, сопровождающее химические реакции. Наличие такого свечения означает, что энергия, которая выделяется на одной из стадий химического процесса, протекающего в системе, достаточна для образования одного из продуктов реакции в электронно- возбужденном состоянии: А+В— Р" + другие продукты Р - P+hv (хемилюминисценция) Известна фотохимическая реакция для биомолекул под действием ультрафиолетовых фотонов. Этот процесс происходит через синглетное возбужденное состояние молекулы и сопровождается захватом электрона молекулами растворителя: hv АН+11Н2О - АН + пН20 - [AR - пН20(е )] -» «АН+ + (е ) пН20 где АН - молекула; АН+ - катион-радикал; е" - сольватированный электрон.
В нашей работе эффективную концентрацию антиоксидантов (АО) и их относительную активность определяли с помощью метода добавок исследуемого препарата в протекаемую модельную реакцию инициированного окисления кумола (40 С) с контролем интенсивности хемилюминесценции (ХЛ) [80]. Полученные результаты соотносили с данными известных ингибиторов: ионолом, а-токоферолом и его аналогом хроманом Cj\
Выражаем благодарность с.н.с. ИХФ АН РФ И.Ф.Русиной за помощь в проведении и осмыслении эксперимента. Измерение интенсивности ХЛ проводили на установке СНК-7, разработанной и изготовленной в ИХФ АН РФ (рис.2.4.) . В качестве устройства, принимающего свет, использовали фотоумножитель ФЭУ-38. Стационарная концентрация радикалов в процессе окисления кумола обеспечивалась инициатором азо-бис-изобутиронитрилом (АИБН).
Для усиления свечения ХЛ использовали активатор хелат Ей (трис-теноил трифторацетонат европия с 1,10-фелантропином), что позволило проводить измерения при низких скоростях инициирования радикалов (Wr=10 -10" моль/л сек.) и, следовательно, малых добавках препарата.
Навеску исследуемого образца растворяли в подходящем растворителе (хлорбензоле или ацетонитриле), затем небольшое количество приготовленного раствора (0,1-0,25мл) вводили в реакционную смесь (5-6 мл), помещенную в термостатируемый реакционный сосуд ХЛ-установки и регистрировали изменение интенсивности свечения. Эффективная концентрация АО в исследуемом образце рассчитывалась по формуле (2.8.), следующей из теории ХЛ жидкофазного окисления углеводородов [81]: Е[АО]эфф = f(AO) = у т Wi (S х/ So) (2.8) где у- фактор разбавления; f - стехиометрический коэффициент ингибирования, показывающий количество свободных радикалов, прореагировавших с одной молекулой ингибитора; т- период торможения; т.е. время от момента введения препарата до выхода интенсивности свечения на первоначальный уровень ; Si - площадь над кривой ХЛ, затушенной антиоксидантом образца; S2 - нормировка, равная сумме площадей над и под кинетической кривой ХЛ; Wi - скорость инициирования радикалов Эффективную константу (К7) скорости взаимодействия антиоксидантов с пероксильными радикалами (ROO") (константу скорости реакции АО + ROO» = продукты) в случае достаточно большого содержания АО в образце, когда наблюдается полное тушение ХЛ, рассчитывали по наклону касательной к кинетической кривой ХЛ в точке перегиба (по tg ф): К7 (ср) = VKetgcp / (0,237) VW, Скорость инициирования свободных радикалов в каждом опыте кон t тролировали по периодам торможения, обусловленными добавками сильного ингибитора хромана Ci (f=2), до и после введения препарата и выхода интенсивности ХЛ на стационарный уровень. Значения Wj составляли (2 -5)10" моль/л с.
Применение салфеток «Колетекс» с мексидолом в комплексном лечении диабетической ангиопатии нижних конечностей
При выборе необходимой концентрации ЛП для изготовления салфеток с антиоксидантом мексидолом исходили из его разрешенной по ВФС1 суточной дозы. С учетом местного применения препарата и его целенаправленной доставки к очагу поражения нами совместно с лабораторией токсикологии НПО " Экран" были проведены токсикологические исследования салфеток с двумя концентрациями (0,4 мг/см и 0,8 мг/см )на животных. Выбор концентрации ЛП не должен был превышать разрешенную суточную дозу. В качестве текстильного материала использовали трикотажное полотно ПФ-2. На ТМ методом шаблонной печати наносили наносили композицию, содержащую полимер и мексидол. Салфетки "Колетекс" с мексидолом были подвергнуты токсикологическим испытаниям в соответствии со стандартом ИСО 10993 «Оценка биологического действия медицинских изделий». По результатам токсикологических испытаний была выбрана концентрация - 0,8 мг/см". Эта концентрация ниже, чем рекомендованная суточная доза для внутривенного подведения[74]. Важно, что такой концентрации достаточно, чтобы получить необходимые нам результаты при лечении ТЯ, при этом происходит также и экономия препарата.
По результатам токсикологических испытаний были также сделаны следующие выводы. Изменение значения рН вытяжки в сравнении с контролем (образец ТМ без ЛП) составляет 0,15 единиц рН (допустимое ± 1,00 единиц рН). По результатам эксперимента на белых крысах с использованием предварительной внутрикожной сенсибилизации, многократных аппликаций салфеток "Колетекс" с мексидолом и провокационной внутрикожной пробы, сенсибилизирующего действия вытяжки и раздражающего действия на кожу не обнаружено. На протяжении всего периода наблюдения не отмечено гибели подопытных животных, изменений внешнего вида, поведения, двигательной активности по сравнению с контрольной группой животных. В результате токсикологических испытаний были сделаны вы-воды, что салфетки с мексидолом в концентрации 0,8 мг/см по токсикологическим и санитарно-химическим показателям отвечают требованиям, предъявляемым к медицинским изделиям, контактирующим с раневой поверхностью (приложение № 1).
При приготовлении композиций на основе мексидола в качестве полимеров-носителей использовались альгинат натрия и коллаген. Их выбор освещен в литературном обзоре. Приготовление полимерных композиций описано в методической части. Выбранные биополимеры: полисахарид -альгинат натрия и белок коллаген - совместимы с кровью, не антигенны, не вызывают токсических эффектов, не снижают активности лекарства в ране, транспортируют лекарственный препарат в рану, обеспечивают основные технологические параметры композиции, используемой для нанесения ЛП на текстильный материал, оказывают положительное воздействие на процесс лечения. Альгинат натрия и коллаген биодеградируемы и полностью утилизируются организмом, что исключает опасность накопления полимеров [33]. Биополимеры стимулируют репаративные процессы в ране главным образом вследствие улучшения развития соединительной ткани. Для того чтобы можно было наносить композицию на текстильный материал по технологии печати и шпредингования, композиция должна обладать не обходимыми печатно-техническими характеристиками — вязкостью и способностью восстанавливать структуру (тиксотропностью) после нагрузок, возникающих в процессе печатания.
При создании композиции и выборе полимера-загустителя мы рассматривали три варианта: - композиция содержит в качестве загустителя альгинат натрия; - композиция содержит в качестве загустителя коллаген; - композиция содержит в качестве загустителя смесь альгината натрия и коллагена. В дальнейшем нам необходимо было выбрать оптимальные концентрации полимеров для каждого рассматриваемого случая.
Известно, что при приготовлении печатных красок загуститель должен иметь определенный комплекс реологических свойств: вязкость, клейкость, структурированность, пластичность, тиксотропность. При печати альгинат натрия используют в концентрации 3-5% [120], однако в нашем случае используется не технический альгинат натрия, а медицинский, который отличается по молекулярной массе и т.д, поэтому механически данные перенести невозможно. Нам необходимо исследовать реологические характеристики композиции, содержащей альгинат натрия в концентрации 5 и 6%. Вязкость для печатной композиции должна составлять 0,1- 0,4 Па с.
Измерения проведены на ротационном вискозиметре "Реотест - 2"(с использованием цилиндров типа S/Si )\
Из приведенных зависимостей следует, что исследуемые системы на основе Альгината натрия обнаруживают обычный характер течения, свойственный слабоструктурированным водным растворам линейных полисахаридов. При этом для обоих растворов наблюдаются выраженные гисте-резисные петли, определяемые на реологических кривых при повторных режимах «нагружение-разгружение». Степень тиксотропности(А) для этих систем в условиях эксперимента оценивается как величина равная 59-62% для петли гистерезиса «первого уровня» (Aj) и составляет до 98-100% для петли гистерезиса, принятой нами как «второй уровень» (А2)при анализе повторных режимов механического деформирования с нарастающими градиентами скорости сдвига в процессе «разгружение-нагружение». Степень тиксотропности оценивается здесь нами как соотношение абсолютных величин вязкости, измеряемой при некотором малом градиенте скорости сдвига, равном 3 с " (т.е. и при у =3с ) до максимально возможного механического деформирования растворов на вискозиметре и после него, т.е. при у - 1312 с"1 (1,312 10 J с"1). Значит, величина Ai соответствует тиксотропности при измерениях 1-2 ветвей реологических кривых, а величина А2 - при сравнении данных измерений 2-3 ветвей зависимости Lg ц - Lgx .
Нужно отметить, что именно это свойство тиксотропности (второго уровня) особенно значимо, по нашему мнению, при процессе печатания.
В практике печати принято, что в реальных условиях «рабочие» нагрузки на печатные композиции могут достигать величин порядка 1 - 4 10" с . При способах печатания плоскими шаблонами с пониженными номерами сита (что наиболее реально для решения задач настоящей работы) такие нагрузки, очевидно, не будут превышать величин градиентов скорости сдвига нижнего уровня, т.е. 1 10 с " и менее. Это означает также, что в наших исследованиях максимальные градиенты скорости сдвига 1,312 10J с " прибора вполне соответствуют возможному уровню разрушения систем в практических условиях печати. При такой степени меха 124 нического нагружения уровень вязкости «максимально» разрушенной структуры, например, для наименее вязкого раствора 5%-ного Альгината натрия составил порядка 0,12 Па с, что находится еще на минимально допустимом уровне вязкости для печати. Повторные замеры одних и тех же растворов альгината на реовискози-метре в течение 7 суток хранения показали их высокую стабильность, что подтверждено хорошей воспроизводимостью величин вязкости растворов во времени и, в целом, всего характера их реологического поведения. Это можно наглядно проследить по данным, приведенным в Таблице 3.9, для всех ветвей реологических кривых исследуемых водных растворов. Стабильность систем оценивали по изменению величин вязкости при некотором принятом среднем показателе градиента скорости сдвига у - 145,8 с _1 для каждой ветви кривой при I, II и III измерениях, т.е. на 1-е, 4-е и 7-е сутки.
Рассмотрение характера реологических зависимостей этих растворов показывает, как видно из рис.3.2 и из таблицы 3.9, что они могут, при определенных допущениях, быть отнесены к высокоэластическим системам, способным к обратимым эластическим деформациям во времени, без существенного прогрессирующего разрушения внутренней структуры растворов. Собственно, степень структурированности растворов рассчитывалась нами по величинам Условного показателя структуры (ПСусл). ПСуСл. = Л "max" / ч "min"- 1, где и "max - при у = 3 с " , а л "min" - при у = 1312 с .
Похожие диссертации на Разработка технологии получения текстильных материалов для лечения трофических язв
