CC BY
23
Shrestha S.O., Karim G.A. - Calgary, CA: Univercity of Calgary, 1999. - 18 p. - (Preprint / Univercity of Calgary: SAE 1999-013482).
7. Гурвич, Л.В. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: в 4-х т. [Текст] / Л.В. Гурвич,
И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. - 3-е изд., перераб. и расшир. М.: Наука, 1978.
8. Т. 1: Элементы O, H (D, T), F, Cl и их соединения. - 1978. - 496 с.
9. Абрамчук, Ф.І. Двозонна модель процесу згоряння малолітражного газового двигуна з іскровим запалюванням [Текст] /
Ф.І. Абрамчук, О.М. Кабанов, А.П. Кузьменко, М.С. Липинський, В.М. Муратов // Вісник національного транспортного університету. - 2011. - № 23. - С. 56-65.
Розглянуті питання отримання та проведено фізико-хімічні дослідження пористих керамічних гранул, які можуть бути використані в якості
адсорбційних тіл для аплікацій нашкірного призначення
Ключові слова: керамічні гранули, вульнеросорбенти
□--------------------□
Рассмотрены вопросы получения и проведены физико-химические исследования пористых керамических гранул, которые могут быть использованы в качестве адсорбционных тел для аппликаций накожного назначения
Ключові слова: керамические гранулы, вульнеросор-бенты
□--------------------□
Reviewed points of fabrication and undertaked number physico-chemical investigations of porous ceramic granules which can be used as adsorbtive bodies for skin applications
Key words: ceramic
granules, vulnerosorbtion ------------□ □--------------
УДК 661.183.1
ОТРИМАННЯ ПОРИСТИХ КЕРАМІЧНИХ ГРАНУЛ В ЯКОСТІ КОМПОНЕНТА РАНОЗАГОЮВАЛЬНИХ
ПОВ'ЯЗОК
І. В. Сол оха
Кандидат технічних наук, доцент* Контактний тел.: 067-672-8470
М. Г. П о н а
Кандидат технічних наук, доцент* Контактний тел.: 067-672-8511
А.І. Чверенчук
Аспірант*
Контактний тел.: 097-860-1648 E-mail : [email protected] *Кафедра хімічної технології силікатів Національний університет «Львівська політехніка» вул. С. Бандери, 12, м. Львів, Україна, 79013
О. М . С і р и й
Кандидат медичних наук, доцент** Центр стоматології імплантації та протезування
РХ. Кіс
Провізор центру стоматології імплантації та протезування
Контактний тел.: 067-370-6494 **ТзОВ “ММ”, м. Львів, вул. Пасічна 36а
Вступ
Сорбенти природного і штучного походження відіграють важливу роль в багатьох сферах людської діяльності. Одним із перспективних напрямків для їх застосування є медицина. Для лікувальних цілей адсорбенти ділять на три основні класи: ентеросорбенти, гемосорбенти та вульнеросорбенти [1]. Перші два типи добре вивчені і знайшли широке застосування для
лікування хвороб, пов’язаних з органами травлення та крові. Щодо вульнеросорбентів, або аплікаційних сорбентів, їхнє використання поширюється на лікування покривних тканин тіла людини. В даний час до пошкодження шкірних покривів людини можуть призвести багато факторів (електромагнітне випромінювання, термічне та хімічне ураженя). В зв’язку з втратою працездатності актуальним є розгляд питань пришвидшення загоювання ран та полегшення
Е
перебігу хвороби за рахунок нових видів сорбентів зовнішнього призначення.
Суть аплікаційної сорбції полягає в відокремленні токсичних метаболітів і бактеріальних токсинів із ран та гнійних порожнин при прямому контакті сорбенту з їх поверхнею. При використанні адсорбенту з рани сорбуються хімічно і біологічно активні речовини, які містяться в значній кількості в рановому ексудаті, при цьому повинні забезпечуватись достатня аерація ранової поверхні, яку в найбільшій мірі можна забезпечити гранульованим сорбентом.
В літературі наведені відомості щодо використання керамічних адсорбентів в якості поглинаючих тіл ранозагоювальних пов’язок [2]. Їх виготовляюь на основі глинозему в формі сферичних гранул з середнім діаметром 0,7 мм, що обумовлює невелику площу контакту між зернами і наявність значної долі інтерстиціальних пустот. Поглинання ексудату з рани забезпечується капілярними силами всмоктування, значення яких змінюється в широких межах. Важливими факторами, які впливають на властивості даної кераміки, є розмір пор, їх характер, змочувальна здатність поверхні адсорбенту. Умовою полегшення перебігу процесу загоювання є незволожена поверхня рани, яка забезпечується при умові, якщо швидкість всмоктування ексудату пов’язкою буде більшою від швидкості його виділення з рани, а також забезпечується достатня газопроникність аплікаційної пов’язки. Перед компонентами для виготовлення гранул ставляться вимоги нетоксичнос-ті щодо організму та можливість досягнення заданої внутрішньої мікроструктури [2].
Мета роботи
Розробити технологію одержання та дослідити властивості пористих керамічних адсорбентів на основі глинистих мас.
Експериментальна частина
Для виготовлення пористих керамічних гранул було запропоновано шлікерний спосіб приготування компонентів на основі глиняних мас, шихтові склади яких приведені в табл. 1. В якості пороутворюючого додатку використовували пшеничне борошно [3]. Враховуючи вимогу біосумісності аплікаційних сорбентів, в дослідні маси додавали осаджений гідроксиапатит. Маси готували сумісним розмелюванням компонентів в кульовому млині при вологості 62 % до повного проходження через сито № 0063. Шлікер висушували в сушильній шафі за температури 105 0С до вологості 5 %. Висушені маси гранулювали подрібненням і про-сіювнням через сита №125 і №063. Для досліджень відбирали фракцію 0,63-1,25 мм, переносили проби в фарфорові тиглі і випалювали в електричній муфельній печі при температурах 700, 900, 1000, 1100 0С. З метою забезпечення повноти вигоряння органічної складової і дегідратації глинистих мінералів передбачено ізотермічні витримки при тем-
ратурах 250 і 550 0С тривалістю по 0,5 год. Витримка при максимальній температурі випалу складала 1 год.
Параметром, який може характеризувати сорбційну здатність гранул, вибраний показник водоутримуючої здатності, що виражений вологовмістом гранул після водонасичення на протязі 24 год., а також капілярне всмоктування за виміряною висотою підйому індикаторної рідини.
Вологовміст оцінювали масовою часткою води у відсотках, зв’язаною наважкою гранульованого адсорбенту після 24 годинного насичення матеріалу в водопроникних полімерних капсулах.
Таблиця 1
Шихтові склади мас
Вміст компонентів, мас 0/ %
Шифр маси глина часов- ярська ГА осаджений кальцію карбо- нат вигоря- ючий додаток (борошно)
Г 100 - -
Г-ВД 90 - - 10
Г-ВД-ГА1 80 10 - 10
Г-ВД-ГА2 70 20 - 10
Г-ВД-ГА3 60 30 - 10
Як зазначено вище, поглинання виділень з рани відбувається за рахунок капілярних сил всмоктування, під дією яких піднімається рідина. Для цього був зібраний дослідний стенд, представлений набором стаціонарно закріплених на градуювальній шкалі вертикальних трубок з внутрішнім діаметром 5,2 мм та довжиною 350 мм таким чином, що внутрішні кінці трубок знаходились на одному рівні. Нижній кінець трубок закривали бавовняним матеріалом і занурювали в індикаторну рідину. Для досліджень були відібрані гранули фракції 0,63-1,25 мм, випалені при температурах 700, 900, 1000 та 1100 0С. Фіксуючи висоту, на яку піднялася рідина за певний час, можна судити про швидкість поглинання виділень з ранової поверхні.
Результати досліджень
Аналіз зміни насипної густини, і висоти капілярного всмоктування гранул в залежності від складу маси і максимальної температури випалу представлений на рисунках 1 та 2.
^Г
^Г-ВД > — Г-ВД-ГА1 і • Г-ВД-ГА2 і • Г-ВД-ГА3
Рис. 1. Вплив температури випалу на насипну густину гранул фракції 0,63-1,25 мм.
З
Як видно із рис. 1, характер зміни насипної густини з температурою для всіх мас практично одинако-вий. Помітне збільшення насипної густини гранул фіксується, починаючи з температури вище 900 0С. В температурному інтервалі 900-1100 0С найвищим значенням рнас характеризуються проби гранул на основі глини без додатків, що свідчить про інтенсивне спікання її в цьому температурному інтервалі. Додавання до глини вигоряючого компоненту обумовлює додаткову поризацію, гранул в результаті чого з підвищенням температури випалу насипна густина зростає в меншій мірі. При однаковому вмісті вигоряючого додатку введення до маси від 10 до 30 % осадженого гідроксиапатиту призводить до зменшення рнас.
Виявлені залежності насипної густини від температури випалу мас різних складів тісно корелюють з результатами визначення вологовмісту випалених гранул після їх насичення водою. При однакових рівних умовах додавання до глини вигоряючого додатку сумісно з гідроксиапатитом затруднює спікання мас, причому в тим більшій мірі, чим вищий його вміст. В залежності від вмісту додатків вологовміст гранул змінюється в межах 35-80 %. Максимальними значеннями вологовмісту характеризуються проби гранул на основі маси з 30 % вмістом гідроксиапатиту і 10 % вигоряючого додатку.
Аналіз кривих кінетики капілярного всмоктування дослідних гранул (рис. 2) показує вагомий вплив на цей показник як складу маси так і максимальної температури випалу. Як випливає з графіків, найбільш інтенсивне всмоктування індикаторної рідини для всіх випадків має місце в перші дві години процесу. В подальшому інтенсивність всмоктування для мас, що не містять гідроксиапатиту, практично не змінюється з часом або зростає незначно. Для складів з гідроксиапатитом зв’язування рідини доволі інтенсивно продовжується до 20 годин і не завершується до двох діб.
Оцінка температурної залежності висоти всмоктування проб різних складів (рис. 3) вказує, що максимальною сорбційною здатністю володіють гранули з маси складу Г-ВД-ГА3, в той час як для гранул на основі глини без вигоряючого додатку і гідроксиапатиту вони є в 6 разів менші. Прослідковується позитивний вплив збільшення вмісту гідроксиапатиту та однакової кількості вигоряючого додатку на сорбційну здатність керамічних гранул. При сумісному додаванні гідроксиапатиту і вигоряючого додатку в процесі випалу формуються гранули з покращеними поровими характеристиками, що підтверджується електронномікроскопічними дослідженнями (рис. 4). Структура випалених гранул характеризується неоднорідністю, наявністю великої кількості мікропор розміром 1-8 мкм. Пори неправильної форми, з’єднан і між собою, створюючи губчасту текстуру матеріалу. Зерна гідроксиапатиту рівномірно розподілені в об’ємі маси без видимих ознак отоплення. За результатами кількісного аналізу пор встановлено, що вміст пор більше 5 мкм становить 10-12 %, решта припадає на пори розміром менше 5 мкм.
|200 |175 . р50 §125
Лі00
к
1 75
2
І 50
1 25 и
0
У __- —
----
і0 20
Триваліс
30 40 50
ь всмоктуваня, год
а)
.1 .13 .§
200
175
150
125
100
75
50
25
0
'ґ
0 10 20 30 40 50 60
Тривалість всмоктування, год
б)
200
175
ЕЗ 150
•!
* З 125
И
•Ц 50
т
20 30 40 50
Т ривалість всмоктування, год
в)
•Е
’Е
Тривалість всмоктування, год
Рис. 2. Залежність капілярного підсмоктування керамічних гранул від часу всмоктування, фракції 0,63-1,25 мм, випад лених при температурі: а - 700 0С; б — 900 0С, в — 1000 0С, г - 1 100 0С.
0
30
75
25
0
0
60
г)
Е
Температура випалу гранул, 0С
Висновок
Встановлено можливість одержання пористих керамічних гранул з глинистих мас з вигоряючим додатком та гідроксиапатитом. Сорбційні властивості залежать від складу мас та від температури випалу. Одержані гранули можуть бути апробовані в якості компонента ранозагоювальних пов’язок для лікування покривних тканин людини.
Рис. 3. Залежність капілярного підсмоктування керамічних гранул, аракції 0,63-1,25 мм, від температури випалу.
Рис. 4. Мікроструктура керамічних гранул з мас: а — Г-ВД-ГА1, б — Г-ВД-ГА3, випалених при температурі 1000 0С (х1500).
Література
1. Руденко, П. А. Використання вульнеросорбції при лікуванні гнійних ран [Текст]/ П. А. Руденко// ВІСНИК СУМСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ Серія «Ветеринарна медицина. - 2GG9. - Ви-пус.
2. THE DESIGN, MAKE-UP, ACTION AND COMPOSITION OF CERDAK. Design and properties of the bioceramic wound healing devices.[Елек-тронний ресурс]/ Cerdaktm- Режим доступу \www/ URL: http://cerdak. co.za/techinfo.asp / - G1.G9.2G11 р. - Заг. з екрану
3. Балкевич, В. Л.. Техническая керамика [Текст]/ В. Л. Балкевич. - М.: СТРОЙИЗДАТ, 1984. - с. 42-45.
3
