Simple view
Full metadata view
Authors
Statistics
Wpływ mikrostruktury łańcucha na proces degradacji hydrolitycznej poliestrów : laktydu, glikolidu, \varepsilon-kaprolaktonu
mikrostruktura
degradacja
NMR
laktyd
microstructure
dicrostructure
NMR
lactide
Istotną cechą alifatycznych poliestrów jest obecność wiązania estrowego, ulegającego rozszczepieniu pod wpływem cząsteczki wody lub też w obecności odpowiedniego enzymu. Dzięki temu znajdują one zastosowanie jako materiały degradowalne do celów medycznych. Ponadto, produkty degradacji alifatycznych poliestrów są resorbowane przez organizm. Hydrolityczna degradacja poliestrów jest procesem złożonym, na którego wpływ wywiera wiele czynników: rodzaj jednostek monomerycznych budujących łańcuchy polimerow, hydrofilowości tych jednostek, masa cząsteczkowa polimeru, jak również kształt i rozmiar materiału poddanego degradacji. Niemniej istotną rolę odgrywają warunki zewnętrzne czyli środowisko, w jakim zachodzi degradacja: wartość pH środowiska, temperatura a także obecność określonych enzymów. Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego wysokiej rozdzielczości pozwala scharakteryzować mikrostrukturę łańcucha polimerowego. Jest dogodnym narzędziem do badań procesów degradacji z uwagi na fakt, iż umożliwia śledzenie zmian jakie zachodzą w obrębie łańcucha polimeru. Poprzez obserwacje rozkładu sekwencji komonomerycznych w łańcuchu można wyznaczyć subtelne różnice w sposobie degradacji polimerów o zbliżonej budowie wewnętrznej. W niniejszej pracy porównano mikrostrukturę popularnych homo- i kopolimerów. Do badań wytypowano materiały poliestrowe zaaprobowane przez FDA do zastosowań medycznych jako systemy uwalniania leków i bioresorbowalne implanty. Są to następujące związki: Kopolimery Glikolidu z ε-Kaprolaktonem PGC, Kopolimery L,L-Laktydu z Glikolidem PLG, Kopolimery L,L-Laktydu z ε - Kaprolaktonem PLC, Terpolimery L,L-Laktydu z Glikolidem i z ε-Kaprolaktonem PLGC. Materiały uzyskano za pomocą dwóch różnych inicjatorów: cynowego i cyrkonowego. Związki cyny budzą wiele kontrowersji zwłaszcza w zastosowaniach medycznych, mimo to uzyskały aprobatę Komisji ds. Żywności i Leków (ang. FDA). Inicjatory oparte na związkach cyrkonu okazały się obiecującą alternatywą. Przykładem takiego związku jest acetyloacetonian cyrkonu Zr(acac)4. Związki cyrkonu dopuszczone są w wielu krajach do stosowania w lekach i kosmetykach (na przykład w USA przez FDA). Celem pracy jest więc również zbadanie wpływu mikrostruktury łańcucha polimerowego na proces degradacji hydrolitycznej alifatycznych poliestrów. Stwierdzono, iż finalna mikrostruktura kopolimerów czy terpolimerów będących przedmiotej analizy zawartej w niniejszej dysertacji jest rezultatem współczynników reaktywności, jak również procesów transestryfikacji. Dlatego też różnica w przebiegu degradacji materiałów otrzymanych w obecności Zr(acac)4 i Sn(oct)2 wydaje się być wynikiem odmiennej mikrostruktury łańcuchów polimerowych i tym samym materiały te mogą charakteryzować się różnym czasem resorpcji w organizmie. Szybkość degradacji kopolimerów charakteryzowana przez spadek ciężaru cząsteczkowego jak również przez ubytek masy, jest największa w przypadku kopolimerów o równomolowym składzie. Dla kopolimerów o jednakowym składzie szybkość degradacji rośnie wraz ze wzrostem bezładności łańcucha. Podczas degradacji badanych poliestrów następują zmiany krystaliczności w obrębie materiału. W sytuacji, gdy jednostki komonomeryczne jednego rodzaju dominują w kopolimerze, tworzą one wówczas obszary o zwiększonej krystaliczności co ogranicza tempo ich degradacji. Taka sytuacja ma miejsce np. w przypadku kopolimeru PLGA, gdzie następuje intensywna degradacja jednostek laktydylowych LL, natomiast degradacja GG jest ograniczona mimo, iż to właśnie jednostki glikolidylowe GG wykazują większą hydrofilowość a ich struktura chemiczna wskazywałaby na szybsze tempo ich hydrolizy aniżeli jednostek LL.
dc.abstract.pl | Istotną cechą alifatycznych poliestrów jest obecność wiązania estrowego, ulegającego rozszczepieniu pod wpływem cząsteczki wody lub też w obecności odpowiedniego enzymu. Dzięki temu znajdują one zastosowanie jako materiały degradowalne do celów medycznych. Ponadto, produkty degradacji alifatycznych poliestrów są resorbowane przez organizm. Hydrolityczna degradacja poliestrów jest procesem złożonym, na którego wpływ wywiera wiele czynników: rodzaj jednostek monomerycznych budujących łańcuchy polimerow, hydrofilowości tych jednostek, masa cząsteczkowa polimeru, jak również kształt i rozmiar materiału poddanego degradacji. Niemniej istotną rolę odgrywają warunki zewnętrzne czyli środowisko, w jakim zachodzi degradacja: wartość pH środowiska, temperatura a także obecność określonych enzymów. Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego wysokiej rozdzielczości pozwala scharakteryzować mikrostrukturę łańcucha polimerowego. Jest dogodnym narzędziem do badań procesów degradacji z uwagi na fakt, iż umożliwia śledzenie zmian jakie zachodzą w obrębie łańcucha polimeru. Poprzez obserwacje rozkładu sekwencji komonomerycznych w łańcuchu można wyznaczyć subtelne różnice w sposobie degradacji polimerów o zbliżonej budowie wewnętrznej. W niniejszej pracy porównano mikrostrukturę popularnych homo- i kopolimerów. Do badań wytypowano materiały poliestrowe zaaprobowane przez FDA do zastosowań medycznych jako systemy uwalniania leków i bioresorbowalne implanty. Są to następujące związki: Kopolimery Glikolidu z ε-Kaprolaktonem PGC, Kopolimery L,L-Laktydu z Glikolidem PLG, Kopolimery L,L-Laktydu z ε - Kaprolaktonem PLC, Terpolimery L,L-Laktydu z Glikolidem i z ε-Kaprolaktonem PLGC. Materiały uzyskano za pomocą dwóch różnych inicjatorów: cynowego i cyrkonowego. Związki cyny budzą wiele kontrowersji zwłaszcza w zastosowaniach medycznych, mimo to uzyskały aprobatę Komisji ds. Żywności i Leków (ang. FDA). Inicjatory oparte na związkach cyrkonu okazały się obiecującą alternatywą. Przykładem takiego związku jest acetyloacetonian cyrkonu Zr(acac)4. Związki cyrkonu dopuszczone są w wielu krajach do stosowania w lekach i kosmetykach (na przykład w USA przez FDA). Celem pracy jest więc również zbadanie wpływu mikrostruktury łańcucha polimerowego na proces degradacji hydrolitycznej alifatycznych poliestrów. Stwierdzono, iż finalna mikrostruktura kopolimerów czy terpolimerów będących przedmiotej analizy zawartej w niniejszej dysertacji jest rezultatem współczynników reaktywności, jak również procesów transestryfikacji. Dlatego też różnica w przebiegu degradacji materiałów otrzymanych w obecności Zr(acac)4 i Sn(oct)2 wydaje się być wynikiem odmiennej mikrostruktury łańcuchów polimerowych i tym samym materiały te mogą charakteryzować się różnym czasem resorpcji w organizmie. Szybkość degradacji kopolimerów charakteryzowana przez spadek ciężaru cząsteczkowego jak również przez ubytek masy, jest największa w przypadku kopolimerów o równomolowym składzie. Dla kopolimerów o jednakowym składzie szybkość degradacji rośnie wraz ze wzrostem bezładności łańcucha. Podczas degradacji badanych poliestrów następują zmiany krystaliczności w obrębie materiału. W sytuacji, gdy jednostki komonomeryczne jednego rodzaju dominują w kopolimerze, tworzą one wówczas obszary o zwiększonej krystaliczności co ogranicza tempo ich degradacji. Taka sytuacja ma miejsce np. w przypadku kopolimeru PLGA, gdzie następuje intensywna degradacja jednostek laktydylowych LL, natomiast degradacja GG jest ograniczona mimo, iż to właśnie jednostki glikolidylowe GG wykazują większą hydrofilowość a ich struktura chemiczna wskazywałaby na szybsze tempo ich hydrolizy aniżeli jednostek LL. | pl |
dc.affiliation | Wydział Chemii | pl |
dc.contributor.advisor | Kasperczyk, Janusz | pl |
dc.contributor.author | Jaworska, Joanna | pl |
dc.contributor.institution | Polska Akademia Nauk. Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych | pl |
dc.contributor.reviewer | Bortel, Edgar | pl |
dc.contributor.reviewer | Grobelny, Zbigniew | pl |
dc.date.accessioned | 2018-03-02T11:07:43Z | |
dc.date.available | 2018-03-02T11:07:43Z | |
dc.date.submitted | 2011-03-01 | pl |
dc.description.additional | Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ | pl |
dc.description.physical | 182 | pl |
dc.identifier.callnumber | Dokt. 2011/061 | pl |
dc.identifier.uri | https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/51006 | |
dc.language | pol | pl |
dc.place | Zabrze | pl |
dc.rights | Copyright | * |
dc.rights.licence | bez licencji | |
dc.rights.uri | http://ruj.uj.edu.pl/4dspace/License/copyright/licencja_copyright.pdf | * |
dc.subject.en | microstructure | pl |
dc.subject.en | dicrostructure | pl |
dc.subject.en | NMR | pl |
dc.subject.en | lactide | pl |
dc.subject.pl | mikrostruktura | pl |
dc.subject.pl | degradacja | pl |
dc.subject.pl | NMR | pl |
dc.subject.pl | laktyd | pl |
dc.title | Wpływ mikrostruktury łańcucha na proces degradacji hydrolitycznej poliestrów : laktydu, glikolidu, \varepsilon-kaprolaktonu | pl |
dc.title.alternative | The influence of the chain microstructure on the hydrolytic degradation of aliphatic polyesters : glycolide, lactide, \varepsilon-caprolactone | pl |
dc.type | Thesis | pl |
dspace.entity.type | Publication |
* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.
Views
2
Views per month
Views per city
Limited access