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7/22/2019 Presentacin Electrohilado
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Nanotecnologa I
Diana Angulo 20071005019
William Rodrguez 20091005108
Electrospinning: Un fascinantetcnica de fabricacin de fibra
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PROCESOSe utiliza el principio en el cual
fuerzas elctricas de repulsinmutuas superan las fuerzas de latensin superficial en el lquido depolmero cargado.
Un sistema de electrohilado constade tres componentes principales:una fuente de alimentacin de altatensin , una hilera(por ej. Lapunta de la pipeta) y una placa depuesta a tierra.
La mayora de los polmeros sondisueltos en solventes antes delElectrohilado, formando la solucinde polmero. El polmero de fluidoentonces es introducido en el tubocapilar para el Electrohilado.
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POLIMEROS USADOS
Polmeros naturalesVs Polmeros
Sintticos
Los polmeros naturales suelenpresentar mayorbiocompatibilidad y provocamenos reacciones inmunes.
Los polmeros naturales tienen
una capacidad inherente paraunir clulas, dado que portansecuencias de protenasespecficas como el RGD.
Se ha observado
desnaturalizacin parcial enalgunos polmeros naturales.Algunas propiedades se pierdencuando se realiza electrohiladode nanofibras con
fluroalcoholes.
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POLMEROS NATURALES
Curacin deheridas
Fibroina de seda
Ingeniera detejidos,
administracin demedicamentos
Quitosano
Biomateriales
Colgeno
Implantesmdicos
Acido Hialurnico
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POLMEROS NATURALESGelatina Fibringeno
Copolmeros
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EFECTOS DE VARIACION DEPARMETROS
El proceso de electrohilado est gobernado por una gran variedad deparmetros. Con la apropiada manipulacin de estos parmetros es posibleconseguir nanofibras con la morfologa y el dimetro deseados.
ParmetrosSolucin
Concentracin
Pesomolecular
Viscosidad
Tensinsuperficial
Conductividad
Parmetrosde proceso
Campoelctricoaplicado
Tasa de flujo
Tipo deColector
Distancia depunta acolector
Parmetrosde ambiente
Humedad
Temperatura
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PARMETROS DE SOLUCIN
Es funcin de la composicin delsolvente. Con alta tensin superficial se genera
inestabilidad en los chorros y formacinde gotas en la expulsin del chorro.
Una baja tensin superficial ayuda aque se obtengan fibras sin gotas ypermite que el electrohilado a unmenor campo elctrico.
TensinSuperficial
Los polmeros son mayoritariamenteconductivos.
Con alta conductividad elctrica en lasolucin, se obtiene un dametro denanofibra significativamente menor.
Con baja conductividad elctrica no seproduce una fibra uniforme, pues laelongacin del chorro por fuerzaelctrica es insuficiente.
Conductividad/Densidad
de superficiede Carga
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SOLVENTES USADOS
El solvente usado en preparar lassoluciones de polmeros tiene una graninfluencia en la hilabilidad.
Debe tener propiedades como: Buenavolatilidad, presin de vapor ypunto deebullicin. Adems deben mantener laintegridad de la solucin.
Influye en la separacin de fases, tasas deevaporacin y tiempo de secado.
Parmetros como la viscosidad y la tensinsuperficial dependen de las propiedades de
la solucin (solvente).
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SOLVENTES USADOS
Diferentes solventes usados en el Electrohilado.
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ELECTROHILADO POR FUSIN
Es una propuesta de proceso alternativa alelectrohilado con soluciones. Tiene que realizarse en condiciones de vaco. No require la disolucin de polmeros en
solventes orgnicos, su eliminacin o reciclaje
es ambientalmente ms seguro, tiene mayoraprovechamiento de material puesto que nohay prdidas de masa por evaporacin delsolvente, y genera fibras de polmeros en laescala de los submicrones.
Adems es menos costoso. No se han hecho muchos progresos en esta
tcnica en los ltimos 20 aos. Elentendimiento completo de este proceso y supotencial de reemplazar las soluciones, an no
se han hecho realidad enteramente.
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POLMEROS
Generalmente, en el electrohilado, los polmeros usadosson caracterizados de acuerdo a distintos parmetros entres categoras:
Cara
terizacin
Geomtrica
Qumica
Mecnica
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GEOMTRICA
Geom
trica
Dimetro de fibra,distribucin de dimetro,orientacin de fibras,
forma de seccintransversal y dureza desuperficie. Porosidad.
SEM (Scanning ElectronMicroscopy): Para dametro defibras y morfologa.
FESEM (Fiel Emission scanningElectron Microscopy)
TEM (Transmision ElectronMicroscopy): para pequeas
fibras (
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CARACTERIZACIN
Qumica
Configuracin demacromolculas en la nanofibra:birrefringencia ptica (doblerefraccin), difraccin de nguloancho de rayo X (WAXD),dispersin de ngulo pequeo derayo X (SAXS) y calormetro deescaneo diferencial (DSC)
FTIR (Fourier transformInfra Red).
NMR(Nuclear MagneticResonance)
Mec
nica
Esta caracterizacin se obtieneaplicando cargas de prueba de
traccin a muestras preparadasde motas de fibra ultrafinas no
tejidas de electrohilado
Nano BionixSystem:Sistema de
prueba de nanotraccin
Nanohendidura
Medidas de frecuenciade resonancia
Pruebas de tensin amicroescala
Prueba de Mezcla(AFM)
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APLICACIONESDurante los ltimos aos se han encontrado varias aplicaciones al
Electrospinning debido a sus ventajas.
Fibras deElectrohilado
Estrucuturas en
Ingenierade Tejidos
Biomedicina
Curacin de
heridas
Membrana de
afinidad
Filtracin
RopaProtectiv
a
Generacinde
Energa
Inmobilizacin
deenzima
s
Administracin
demedicamentos
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CONCLUSIONES
El Electrohilado es unatecnologa simple, verstil, yeconmicamente efectivaque genera fibras no tejidascon una alta relacin de areade superficie a volumen , yporosidad adjustable. Porestas propiedades esteproceso parece ser unacandidtao prometedor paravarias aplicaciones,especialmente para laingeniera de tejidos.
A pesar de su xito y susnumerosas ventajas, existenalgunas limitaciones crticasen este proceso como elpequeo tamao en los
poros y la carencia deinfiltracin apropiadadentro de las fibras. Seestn realizando trabajospara mejorar el diseo y lamigracin celular a travs deprocesos multicapa,inclusin de heprasil ymezcla de polmeros condiferentes comportamientosde degradacin.
En general, el proceso deElectrohilado muestra unfuturo prometedor para laingeniera de tejidos y lamedicina regenerativa.