Koloidní deník. Vol. 82, č. 3, 2020

Hydrogely byly získány smícháním roztoků chitosanu a pektinu, jakož i roztoků jejich modifikovaných derivátů ve vodném médiu při teplotě místnosti. Proces tvorby gelu probíhá od několika sekund do půl hodiny nebo více, v závislosti na jeho podmínkách. Vznik hydrogelu je způsoben tvorbou jak kovalentních vazeb mezi funkčními skupinami, tak interpolyelektrolytového komplexu v důsledku interakce amoniových skupin chitosanu a karboxylátových skupin pektinu. Stanoví se podmínky pro vznik hydrogelu v celém objemu roztoku bez separace kapalné fáze. Bobtnání lyofilizovaných hydrogelů bylo studováno v závislosti na iontové síle a pH vodného média. Na příkladu cytostatik mitomycin C a cisplatina je demonstrována možnost prodlouženého uvolňování léčiva z vyvinuté polymerní matrice.

ÚVOD

Hydrogely na bázi syntetických i přírodních polymerů se v současnosti používají v zemědělství, farmacii, medicíně a dalších průmyslových odvětvích díky řadě jedinečných mechanických a fyzikálně-chemických vlastností, které jsou těmto materiálům vlastní [1–15]. Použití hydrogelů jako lékové formy tedy zvyšuje účinnost léčiv, zajišťuje prodloužení jejich účinku, cílené podávání a v některých případech i znatelný synergický efekt léčiva a lékopisného základu. Zvláště zajímavý je vývoj hydrogelových materiálů na bázi biopolymerů, které mají vlastní biologickou aktivitu a schopnost biodegradace, což má pozitivní efekt při použití jako součást terapeutického prostředku.

Je známo [16], že v souladu s mechanismem vzniku se hydrogely dělí do dvou tříd: fyzikální a chemické. V případě fyzikálních hydrogelů je tvorba sítě způsobena intermolekulárními interakčními silami mezi polymerními řetězci nebo nanočásticemi. Chemické gely vznikají kovalentní nebo iontovou vazbou polymerních řetězců. Oba typy gelů mají své výhody i nevýhody. Hydrogely získané tvorbou chemických vazeb mezi polymerními řetězci mají poměrně vysokou mechanickou pevnost a elasticitu. Nicméně v případech, kdy není vyžadována vysoká mechanická pevnost, například pro vnější použití, lze hydrogely získat vytvořením interpolyelektrolytového komplexu (IPEC). IPEC je produktem interakce opačně nabitých polyelektrolytů. Charakteristickým rysem IPEC je jejich schopnost vázat nabité částice a reagovat na změny podmínek prostředí (teplota, pH, iontová síla roztoku atd.). Díky tomu našly IPEC široké uplatnění jako regulátory stability koloidních disperzí, půdních a půdních pojiv, činidel pro separaci biologicky aktivních makromolekul a prodlužovačů účinku léčiv [17]. Za určitých podmínek jsou takové komplexy schopny tvořit hydrogely.

Ve většině případů, aby se získaly chemicky zesíťované hydrogely, jsou polymery předem modifikovány zavedením funkčních skupin schopných účastnit se síťovacích reakcí nebo fixovat léčivo na polymerní matrici pomocí kovalentních nebo iontových vazeb. V některých případech se však používají poměrně toxická síťovací činidla, což je pro hydrogely lékařské kvality nepřijatelné. Navíc zavedení síťovacího činidla do systému polymer/léčivo může vést ke změně biologické aktivity léčiva v důsledku jeho chemické modifikace. Velmi nadějné jsou proto metody získávání hydrogelů bez použití síťovacích činidel, v důsledku tvorby příčných vazeb mezi „komplementárními“ funkčními skupinami polymerních makromolekul.

Nejjednodušší metodou pro získání hydrogelů tvorbou IPEC je smíchání roztoků dvou polymerů obsahujících funkční skupiny schopné vzájemné interakce, například amonium v ​​polykationtu a karboxylát v polyaniontu.

V tomto ohledu bylo cílem této práce stanovit podmínky pro získání hydrogelů na bázi chitosanového polykationtu IPEC (KhTZ) a pektinový polyanion, stejně jako chemicky zesíťované hydrogely na bázi modifikovaných polymerů – chitosan sukcinát (SHTZ) a dialdehydový pektin. Dále byl studován vliv řady faktorů na vlastnosti získaných hydrogelů za účelem posouzení možnosti jejich dalšího využití jako prodlužovačů účinku léčiv.

EXPERIMENTÁLNÍ

V experimentech byl použit HTZ chlorid (ZAO Bioprogress, Rusko), citrusový pektin (procesor, Herbstreirh & Fox KG, Německo) a jablečný pektin (JP) Značka Unipectine XPP 240 (Švýcarsko); Charakteristiky těchto polymerů, stejně jako SCTZ, jsou uvedeny v tabulce. 1. Léčivami imobilizovanými v hydrogelové matrici byla dvě cytostatika: mitomycin C (mms, Z₁₅Н₁₈N₄O₅) vyráběné společností Veropharm LLC (Rusko) a cisplatina (Pt(NH)₂Cl₂) ve formě roztoku (1 mg/ml) ve fyziologickém roztoku (pobočka Naukoprofi Federal State Budget Institution “N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center”, Rusko). Kromě toho byl použit fyziologický roztok, fosfátový pufr (pH 7.4) a acetátový pufr (pH 4.5).

Tabulka 1.

Charakteristika použitých vzorků chitosanu (CTZ) a chitosansukcinátu (CS), citrusových (CP) a jablečných (AP) pektinů

Ať už jste rodič nebo se jednoduše zajímáte o zábavný svět hraček a skvělých řemesel, pravděpodobně jste již slyšeli o míčích orbeez a jejich neuvěřitelně rozmanitém využití. V tomto článku vám povíme podrobněji o tom, co to je, o oblastech, kde se používají, ao hračkách, ve kterých se orbiz používají.

Orbiz, orbeez, orbis nebo hydrogelové kuličky – co je správné?

Orbiz jsou často nazývány hydrogelové kuličky a orbizové kuličky. Různé názvy jsou způsobeny rozdíly v oblastech, kde se začaly používat: někde se začaly nazývat názvem materiálu, ze kterého jsou vyrobeny (hydrogel), a někde jednoduše nesprávným překladem. V každém případě se bavíme o stejných míčích ze stejného materiálu. Někdy se můžete setkat s názvy v latině – orbeez balls. V našem oboru (prodej hraček a zbraní na orbizu) se nejčastěji používá název „orbiz“, a proto jej budeme používat i nadále.

Charakteristické vlastnosti orbeezových koulí

Použití orbizových koulí v různých oblastech je způsobeno jejich odlišnými vlastnostmi. V této části článku je nebudeme porovnávat s analogy, protože v kontextu každého úkolu se budou analogy lišit a také vlastnosti, podle kterých je třeba je porovnat, se budou lišit. Zde popíšeme nejdůležitější vlastnosti orbizu, díky kterým si získaly svou oblibu v různých odvětvích:

1. Kompaktnost. V „suchém“ stavu zabírá každá kulička objem maximálně 1 mm, což umožňuje vměstnat až 5 5 kusů do balení 10000 x 8 cm. Když vyrostou do průměru 5 mm, zaberou objem XNUMX litrové láhve. Díky tomu se orbizny velmi pohodlně skladují a přepravují.
2. Vysoký stupeň absorpce. Objem kapaliny, který jeden orbiz pohltí, může stokrát překročit objem samotné koule! Malý počet hydrogelových kuliček dokáže uchovat větší množství tekutiny po dlouhou dobu (až několik 100-1 týdnů).
3. Estetika. Při výrobě orbiz koulí se do hydrogelu přidávají různá barviva v různých poměrech, takže orbiz se prodávají v různých barvách, průhledné i neprůhledné. Lze do nich přidat i fluorescenční přísady, díky kterým budou kuličky ve tmě svítit. Tento efekt se často používá v hydroballu k simulaci stopovací munice (vypadá to velmi působivě!).
4. Pružnost. Kuličky Orbiz jsou elastické, ale velmi měkké a oproti plastovým velmi křehké. Při zasažení se buď odrazí, nebo se efektně rozletí. Tato vlastnost předurčila vytvoření celého odvětví zbraní na oběžné dráze, přístupné dětem od 6 let – dopad míče je poměrně znatelný, ale nezanechává modřiny.

K čemu slouží orbeezové koule?

Rozmanitost vlastností orbiz určuje rozmanitost odvětví, ve kterých se používají. Hydrogelové kuličky aktivně nahrazují materiály s podobnými vlastnostmi. Hlavní oblasti současného použití:

• Jako půdní novela. Díky absorpčním vlastnostem orbizu absorbují hodně vlhkosti a pomalu ji uvolňují do půdy, což vám umožní vyhnout se ztrátě času každodenním zaléváním rostlin. Navíc je to skvělý dekorativní prvek.

• Pro dekoraci. Orbiz se dodávají v různých barvách, průměrech a stupních průhlednosti. Jsou nenáročné na provoz a snadno se skladují. Díky tomu se staly oblíbeným materiálem pro použití v domácích dekoracích a různých řemeslech.

• Hračky. Orbiz jsou pro děti v mnoha ohledech bezpečné, a proto se hojně používají k výrobě hraček pro děti, antistresových produktů a jako náboje do dětských zbraní.

Jako příklad jsme uvedli pouze nejběžnější, nejvíce komercializované aplikace, které využívají vlastnosti hydrogelových kuliček. Zároveň na internetu můžete najít spoustu materiálů a rad popisujících, jak se orbiz používá k řešení domácích a průmyslových problémů.

Orbizové koule ve zbraních a hračkách. Hydroball (orbiball).

Použití orbeezových koulí v hračkách jako střel je stále běžnější. Oproti plastovým střelám jsou bezpečnější a nezpůsobují zranění. Ve srovnání s pěnovými šipkami v Nerf jsou hydrogelové orbiz levnější na výrobu a dopravu. Navíc šipky v nerfu se při intenzivním používání začnou deformovat a kvůli tomu špatně létají a zasekávají se, a pokud se jedna z nich ztratí, bude již nedostatek.Orbiz jsou jednorázové střelivo a jejich množství a cena kompenzovat tuto nevýhodu: za jednu a stejnou cenu si můžete koupit buď 6 šipek nebo 10000 XNUMX orbiz. Orbizové navíc létají přesněji a dále a po hře je nemusíte hledat po celém bytě, stačí je vysát. Orbiz, který vstoupil do hračkářského průmyslu jako náboje pro rádiem řízené modely, se nyní aktivně používá v různých typech dětských kulometů, pistolí, pušek a dalších typů zbraní. Cenově dostupná a jednoduchá zábava se začíná vyvíjet do zcela samostatného typu koníčku – hydroballu.

Hydroball je hra pro děti i dospělé, ve které jsou účastníci rozděleni do týmů a snaží se zasáhnout nepřítele pomocí okolních hydroballových pohonů, které střílí orbiz. Jedná se o bezpečnou alternativu airsoftu, paintballu a hardballu přístupnou i těm nejmenším dětem.
Více o hydroballu se můžete dozvědět z materiálů v našich komunitách a na webu.

Kuličky Orbiz si již našly své místo v mnoha oblastech našeho života a nadále dobývají nové oblasti použití a nahrazují dražší, nespolehlivé a méně účinné materiály. Budou také pokračovat ve svém rozvoji v oboru dětského hračkářství. Mezitím se můžete seznámit s dostupnými možnostmi zbraní na orbizu a sami si orbiz zakoupit v našem obchodě.