Abstrait

Congrès Biopolymère 2018 : Comportement électromécanique et fluage des hydrogels de pullulane : Effets de la quantité d'agent de réticulation et de l'intensité du champ électrique - Kochakorn Saeaeh - Université Chulalongkorn

 Kochakorn Saeaeh 

 Le pullulane est l'un des polysaccharides non ioniques dérivés du milieu de fermentation de la levure noire. En raison de leurs propriétés non toxiques, non mutagènes, non immunogènes, non cancérigènes et inodores, ils ont été étudiés pour des applications biomédicales, notamment l'ingénierie tissulaire, l'administration ciblée de médicaments/gènes et la cicatrisation des plaies. De plus, le pullulane est un matériau intéressant pour le développement d'un nouvel actionneur polymère avec des propriétés de déclenchement existantes améliorées. Dans ce travail, la pulpe a été préparée en utilisant du trimétaphosphate de sodium (STMP) comme agent de réticulation pour la formation d'hydrogel. Les effets des quantités de réticulation et de l'intensité du champ électrique sur les propriétés électromécaniques sont étudiés. Le module de stockage (G') a augmenté avec l'augmentation de la quantité d'agent de réticulation. En raison de l'effet de l'intensité du champ électrique, le module de stockage a diminué à faible intensité de champ électrique. En revanche, le module de stockage a augmenté à haute intensité de champ électrique. De plus, le module de stockage et les modules de perte ont été modifiés pour une conformité au fluage à travers le spectre de libération et le spectre de retard. La conformité avec l'hydrogel de pulane a diminué avec l'augmentation de la quantité d'agent de réticulation. Dans le cas de l'intensité du champ électrique, la conformité au fluage a d'abord augmenté à faible intensité de champ électrique et a diminué à intensité de champ électrique élevée, indiquant que deux mécanismes concurrents sont impliqués. Un champ électrique entoure une charge électrique. Les champs électriques et magnétiques sont une manifestation d'une force électromagnétique, l'une des quatre forces (ou interactions) fondamentales de la nature. Les champs électriques sont importants dans de nombreux domaines de la physique et sont exploités pratiquement en génie électrique. L'unité SI pour le champ électrique est le volt par mètre (V/m), ce qui correspond à l'équivalent Newton par coulomb (N/C) dans le système SI. La théorie de base d'un nouveau concept d'entraînement basé sur des composites à matrice de noyau d'hydrogel (H-FMC) est présentée. Un principe clé qui met l'accent sur le fonctionnement de l'entraînement H-FMC est que le gonflement tridimensionnel de l'hydrogel est partiellement limité pour améliorer la quantité de travail utile. La limitation partielle s'applique à l'hydrogel avec une composition de matrice flexible (FMC) qui réduit l'expansion volumique de l'hydrogel pendant qu'il gonfle. Cette limitation sert à augmenter la densité de charge fixe et la pression osmotique qui en résulte, qui est la force motrice de l'activation. De plus, pour certaines orientations de fibres FMC, le coefficient de Poisson du stratifié FMC anisotrope convertit le gonflement de l'hydrogel jusqu'alors inutilisé dans les directions radiale et circonférentielle en déformations axiales utiles. L'avantage potentiel du concept H-FMC en termes de performances d'entraînement de l'hydrogel est démontré en comparant les courbes de force et en évaluant les améliorations du travail d'actionnement utilisable. Le modèle utilisé pour obtenir ces paires de composants chimiques et électriques est représenté par les équations de Nernst Planck et de Poisson,ainsi qu'un matériau mécanique élastique linéaire impliquant des non-linéarités géométriques limitées. Le concept H-FMC s'est avéré permettre des améliorations d'entraînement utilisables de 1500 % par rapport aux performances d'un hydrogel nu. Une étude paramétrique est également réalisée pour déterminer l'influence de différents paramètres de conception FMC sur la charge sans déclenchement et le blocage de la tension. Une comparaison avec d'autres concepts d'entraînement est également incluse. (article). Le pH épidermique est un signe de l'état physiologique de la peau. Par exemple, le pH d'une plaie peut être associé à l'angiogenèse, à l'activité protéase, à l'infection bactérienne, etc. On sait que les plaies chroniques incurables ont un environnement alcalin élevé, tandis que le processus de cicatrisation se déroule plus facilement dans un environnement acide. Ainsi, les patchs dermiques capables de mesurer le pH en continu peuvent être utilisés comme système de soins pour surveiller les maladies de la peau et le processus de cicatrisation des plaies. Ici, des fibres d'hydrogel sensibles au pH sont présentées qui peuvent être utilisées pour la surveillance à long terme de l'état de l'épiderme. Les colorants sensibles au pH sont chargés dans des microparticules mésoporeuses et incorporés dans des fibres d'hydrogel à l'aide d'un système de filage microfluidique. Les microfibres fabriquées qui réagissent au pH sont flexibles et peuvent créer un contact uniforme avec la peau. La réponse des fibres sensibles au pH avec différentes compositions et épaisseurs est caractéristique. La technique proposée est vaste et peut être utilisée pour fabriquer des pansements à base d'hydrogel avec des dimensions cliniquement pertinentes. Les images des fibres de détection du pH pendant la mesure du pH en temps réel peuvent être capturées avec une caméra intelligente pour une lecture pratique sur place. À l'aide du traitement d'image, il est possible d'extraire une carte quantitative du pH des fibres d'hydrogel et du tissu sous-jacent. Un pansement cutané développé peut servir d'aide pour surveiller le processus de cicatrisation des plaies. © 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.Les colorants sensibles au pH sont chargés dans des microparticules mésoporeuses et incorporés dans des fibres d'hydrogel à l'aide d'un système de filage microfluidique. Les microfibres fabriquées qui réagissent au pH sont flexibles et peuvent créer un contact uniforme avec la peau. La réponse des fibres sensibles au pH avec différentes compositions et épaisseurs est caractéristique. La technique proposée est étendue et peut être utilisée pour fabriquer des pansements à base d'hydrogel avec des dimensions cliniquement pertinentes. Les images des fibres de détection du pH pendant la mesure du pH en temps réel peuvent être capturées avec une caméra intelligente pour une lecture pratique sur site. À l'aide du traitement d'image, il est possible d'extraire une carte quantitative du pH des fibres d'hydrogel et du tissu sous-jacent. Un pansement cutané développé peut servir d'aide pour surveiller le processus de cicatrisation des plaies. © 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.Les colorants sensibles au pH sont chargés dans des microparticules mésoporeuses et incorporés dans des fibres d'hydrogel à l'aide d'un système de filage microfluidique. Les microfibres fabriquées qui réagissent au pH sont flexibles et peuvent créer un contact uniforme avec la peau. La réponse des fibres sensibles au pH avec différentes compositions et épaisseurs est caractéristique. La technique proposée est étendue et peut être utilisée pour fabriquer des pansements à base d'hydrogel avec des dimensions cliniquement pertinentes. Les images des fibres de détection du pH pendant la mesure du pH en temps réel peuvent être capturées avec une caméra intelligente pour une lecture pratique sur site. À l'aide du traitement d'image, il est possible d'extraire une carte quantitative du pH des fibres d'hydrogel et du tissu sous-jacent. Un pansement cutané développé peut servir d'aide pour surveiller le processus de cicatrisation des plaies. © 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.