Enzymatic oligomerization and polymerization of arylamines: state of the art and perspectives

The literature concerning the oxidative oligomerization and polymerization of various arylamines, e.g., aniline, substituted anilines, aminonaphthalene and its derivatives, catalyzed by oxidoreductases, such as laccases and peroxidases, in aqueous, organic, and mixed aqueous organic monophasic or biphasic media, is reviewed. An overview of template-free as well as template-assisted enzymatic syntheses of oligomers and polymers of arylamines is given. Special attention is paid to mechanistic aspects of these biocatalytic processes. Because of the nontoxicity of oxidoreductases and their high catalytic efficiency, as well as high selectivity of enzymatic oligomerizations/polymerizations under mild conditions-using mainly water as a solvent and often resulting in minimal byproduct formation-enzymatic oligomerizations and polymerizations of arylamines are environmentally friendly and significantly contribute to a "green'' chemistry of conducting and redox-active oligomers and polymers. Current and potential future applications of enzymatic polymerization processes and enzymatically synthesized oligo/polyarylamines are discussed

Plastyfikacja mąki funkcyjnej metodą wytłaczania w obecności plastyfikatorów

Innovative functional flours with the trade name Q-Farin were used in the preparation of biopolymer materials with properties adequate to the production of biodegradable multifunctional packaging. To meet the assumed goal, it was necessary for the modification and functionalization of starch-protein material derived from the milling of purified wheat grain to confer hydrophobic, thermoplastic and barrier properties upon it. Unmodified and modified functional flour with the tradename Q-Farin C1000 was plasticized by pressure-thermal treatment in a mixture with typical plasticizers: glycerol, sorbitol & ethylene glycol. The modification of starch was accomplished by its esterification with acetic acid, enzymatic esterification with oleic acid or by oxidation with hydrogen peroxide. Mechanical and viscoelastic properties of the granulated thermoplastic compositions were examined. Their structure (microscopic and SEM observation), thermoplastic and processing properties as well as their susceptibility to biodegradation and phytotoxicity were also assessed. Selected thermoplastic compositions with adequate properties were processed into film and shapes. The materials obtained were examined for their physical properties like grammage and strength. Parameters of the technology processes involved were also prepared.Innowacyjne mąki funkcyjne o nazwie handlowej Q-Farin użyto jako surowiec w procesie wytwarzania materiałów biopolimerowych o właściwościach, odpowiednich do wytwarzania biodegradowalnych wielofunkcyjnych opakowań biomateriałowych. Osiągnięcie założonego celu wymagało przeprowadzenia modyfikacji i funkcjonalizacji surowca skrobiowo-białkowego otrzymywanego z przemiału oczyszczonego ziarna pszenicy w celu nadania mu właściwości hydrofobowych, termoplastycznych, i barierowych. W prezentowanej pracy niemodyfikowaną i modyfikowaną przez estryfikację kwasem octowym, estryfikację enzymatyczną kwasem oleinowym lub utlenianie nadtlenkiem wodoru mąkę funkcjonalną o nazwie handlowej Q-Farin C1000 poddano plastyfikacji poprzez obróbkę ciśnieniowo - termiczną z udziałem typowych plastyfikatorów tj. gliceryna, sorbitol, oraz glikol etylenowy Dla otrzymanych kompozycji termoplastycznych w postaci granulatu wykonano badania właściwości mechanicznych, lepko-sprężystych, oceniono, ich strukturę (badania mikroskopowe, SEM) oraz właściwości termoplastyczne, przerobowe, podatność na biodegradację i fitotoksyczność. Wybrane kompozycje termoplastyczne o odpowiednich właściwościach przerobowych przetwarzano na folie i kształtki. Otrzymane materiały poddano badaniom właściwości fizycznych, tj. gramatura i wytrzymałość oraz opracowano optymalne parametry procesów przetwórczych ich wytwarzania

Badania właściwości użytkowych biokompozytów polimerowych w formie filmu stosowanych do leczenia odleżyn

Investigations are presented regarding the preparation of a complex dressing material on the basis of three biopolymers: chitosan, sodium alginate and sodium-calcium alginate with the addition of an analgesic. The dressing was prepared in the form of a film. Mechanical-, sorption- and imbibition properties of the film were tested and assessed. Investigation into the speed of delivery of the drug used as the acceptor fluid indicate that the process can be described with a complex kinetic equation of first order with two exponential functions.W pracy przedstawiono badania związane z opracowaniem kompleksowego materiału opatrunkowego w postaci filmu, wytworzonego na bazie trzech biopolimerów: chitozanu, alginianu sodowego i alginianu sodowo-wapniowego, z udziałem środka przeciwbólowego. Opracowany materiał opatrunkowy ma postać filmu. Do przygotowanego kompleksu wprowadzono lidokainę w ilości 3% wag. w stosunku do suchej masy polimerów. Ilość substancji aktywnej została ustalona w oparciu o dawkę zalecaną w Farmakopei Polskiej (FP VIII). Oznaczono grubość, siłę rozciągającą, wytrzymałość na rozciąganie oraz wydłużenie przy max. maksymalnym naprężeniu. Dodatkowo przeprowadzono ocenę zdolności dopasowania się materiału opatrunkowego do rany oraz wykonano badanie transmisji pary wodnej. Właściwości sorpcyjne i chłonne uzyskanych kompleksów w formie filmu oceniono przed i po dodaniu lidokainy. Uzyskane wyniki wskazują, że skład ilościowy kompozytowych materiałów opatrunkowych oraz dodatek substancji aktywnej wpływa w sposób istotny na ich właściwości mechaniczne, chłonne i sorpcyjne. Badania szybkości uwalniania lidokainy z badanych biokompleksów do płynu akceptorowego wskazują, że proces ten można opisać złożonym równaniem kinetycznym pierwszego rzędu z dwiema funkcjami ekspoencjalnymi

Poprawa własności hydrofobowych surowca skrobiowo-białkowego poprzez modyfikację enzymatyczną

In this study, starch-protein raw material was esterified with oleic acid, vinyl laurate as well as rape oil as an acyl donor. Chloroform was used as a reaction medium and immobilized lipase from Candida antarctica as a catalyst. The degree of substitution (DS) of the products was determined by the volumetric method. The effect of the reaction parameters such as the kind of acyl donor or scale of the process on the DS, was studied. The product with the highest DS (in small scale - 0.11) was found in the reaction carried out at 50 °C for 6 h with oleic acid. Fourier transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) analyses confirmed the esterification of the starch-protein material. The hydrophobicity of non-esterified material and the final product was evaluated using the sessile drop method according to European Pharmacopeia 8.0. The possibility of processing the product of esterification into pellets to be used for film and fittings production was examined.Mąka funkcjonalna uzyskana w wyniku kontrolowanej obróbki hydrotermicznej klasycznej mąki została wykorzystana do pozyskania nowych biopolimerów. Głównym składnikiem tego produktu jest skrobia, ale zawiera on także inne substancje, w tym białka. W pracy przedstawiono badania dotyczące enzymatycznej modyfikacji skrobiowej frakcji surowca skrobiowo-białkowego z zastosowaniem kwasu oleinowego, oleju rzepakowego i laurynianu winylu jako donorów grup acylowych. Jako środowisko reakcji zastosowano chloroform, zaś jako katalizatora użyto immobilizowaną lipazę Candida antarctica. Stopień podstawienia produktu (DS) określano metodą wolumetryczną. Badano wpływ na stopień podstawienia takich parametrów reakcji jak rodzaj donora czy skala procesu. Produkt o najwyższym DS uzyskano prowadząc reakcję (w małej skali) w 50°C przez 6 h z wykorzystaniem kwasu oleinowego jako drugiego substratu. Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) oraz magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) potwierdziły otrzymanie pochodnych estrowych. Hydrofobowość materiału wyjściowego i produktów estryfikowanych oceniano stosując metodę siedzącej kropli zgodną z European Pharmacopeia 8.0. Zbadano możliwość przetwarzania pochodnych estrowych na granulat, z którego wytwarzane mogą być folie i kształtki

Włókniny o właściwościach magazynowania ciepła oparte na włóknach polipropylenowych modyfikowanych parafiną

A series of nonwovens with various mechanical and thermal properties was prepared by a textile technique based on melt-spun continuous PP fibres modified with paraffin as a phase change material (PCM). The PCM is not encapsulated; it forms a structure like “islands in sea” in the PP fibres. This permits the addition of a larger amount of the active substance to the fibre than in the encapsulated version. The nonwovens made of such fibres retained high thermal resistance. Paraffin was added to the PP fibre in amounts of 10 - 30 wt%; 20 wt% appeared to be best in terms of thermal properties and processability. To prevent fibre to fibre sticking at elevated temperatures, the nonwovens were made of a blend of paraffin-modified and standard PP fibres in variable proportions. The thermal activity determined by the kind of paraffin used was estimated to be in the range of 30 - 60 °C. The fibre heat accumulation capacity stemming from the phase transition in the PCM was in the range of 3.6 - 19.4 kJ/m2, at a thermal regulation factor (TRF) from 0.8 to 0.4.Bazując na włóknach ciągłych uzyskanych techniką przędzenia stopowego z polipropylenu (PP) modyfikowanego parafiną jako czynnikiem PCM (Phase Change Material) wytworzono, technikami włókienniczymi, serię włóknin o różnych właściwościach mechanicznych i termicznych. Czynnik PCM nie jest zamknięty w kapsułkach i tworzy strukturę „islands on the sea” we włóknach PP. Sposób ten umożliwia wprowadzenie większych ilości czynnika aktywnego do włókien niż w przypadku kapsułek, a włóknina wytworzona z takich włókien zachowuje wysoki opór termiczny. Udział masowy wprowadzonej parafiny do włókien PP był od 10 do 30 % wag., przy czym poziom 20 %wag. okazał się obecnie najbardziej dogodny ze względu na właściwości termiczne i zdolność do przerobu. W celu ograniczenia możliwości sklejania się włókien w podwyższonych temperaturach wytworzono włókniny z mieszanin włókien PP modyfikowanych parafiną i standardowych o różnych ich udziałach. Zakres aktywności termicznej determinowany typem zastosowanej parafiny oceniono na około 30÷60 °C. Zdolność akumulacji ciepła przez włókniny, wywołana przemianami fazowymi w PCM, była w zakresie 3,6 ÷ 19,4 kJ/m2 przy współczynniku TRF odpowiednio od 0,8 do 0,4

Simple and non-invasive liver fibrosis stage prediction method

In this paper a simple and non-expensive indirect fibrosis stage prediction method is described. Presented method is non-invasive and is based on the results of the generic blood tests. The method is based on a statistical analysis of wide range of blood tests results supported with the experience of hepatologists

Tampony celulozowe modyfikowane chitozanem do zastosowania ginekologicznego - wpływ modyfikacji na czystość chemiczną, strukturę oraz właściwości antybakteryjne

Physical-chemical, morphological and physical-mechanical characterization was made for cellulose nonwoven modified with chitosan nanoparticles with a view to their possible use in medicine as gynecological tampons. It was an aim of the work to assess the impact of the addition of chitosan nanoparticles upon the biological activity and toxicity of the materials prepared. Methodology was prepared for the examination of the gynecological devices in the range of their useful properties, notably the mechanical strength, surface density and absorption. Aqueous extracts were examined after an extraction process that simulated standard use of the medical device, and after a surplus extraction. The content of water-soluble-, surfactant- and reductive substances was estimated as well as the contents of heavy metals like cadmium, lead, zinc and mercury by the ASA method. Morphology examination permitted to assess the impact of the extraction processes on the fibre structure. Antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, and antifungal activity against Candida albicans was measured. Altogether examinations were made to assess whether the cellulosic nonwoven modified with chitosan nanoparticles meets the demands of medical devices and lends itself to the manufacture of tampons.W związku z dynamicznym rozwojem inteligentnych wyrobów biopolimerowych w ramach międzynarodowego projektu EUREKA opracowano nowoczesne wyroby medyczne do zastosowania ginekologicznego bazujące na wbudowaniu nanocząstek chitozanu w strukturę celulozy. Głównym celem prac przeprowadzonych w Instytucie Biopolimerów i Włókien Chemicznych była ocena wpływu modyfikacji na charakterystykę materiałów pod kątem analizy strukturalnej, morfologicznej i fizykochemicznej. Badania miały na celu ocenić wpływ dodatku chitozanu na aktywności biologiczną oraz toksykologię. Należy podkreślić ważność przeprowadzonych badań, ponieważ pozwalają one ocenić przydatność i możliwości aplikacyjne produktów biopolimerowych. W ramach prac badawczych wykonanych w ramach niniejszego projektu przeprowadzono również badania fizyko-mechaniczne mające na celu ocenić właściwości użytkowe produktów biopolimerowych, badania mikrobiologiczne w zakresie oceny działania antybakteryjnego i antygrzybicznego. Powyższe badania wykonano na podstawie obowiązujących procedur badawczych opracowanych w oparciu o zharmonizowane normy międzynarodowe. Jest to istotne z punktu medycznego, ponieważ najczęstszymi występującymi schorzeniami u kobiet są infekcje i choroby ginekologiczne

Modyfikacja produktów celulozowych dla zastosowań higienicznych i opatrunkowych. Część II

The results presented herein relate to a work published earlier which is now complemented with the outcome of additional analyses and examinations. Cellulosic dressing materials modified with nanoparticles of microcrystalline chitosan or complex chitosan/alginateNa/Ca were characterized by the following quality parameters: absorption capacity, dynamics of the release of active substances from the dressing, structure by the FTIR method, physical-mechanical properties, accelerated ageing.Przedstawione wyniki odnoszą się do wcześniej publikowanych pracy, która jest teraz uzupełniona o wyniki dodatkowych analiz i badań. Celulozowe materiały opatrunkowe modyfikowane nanocząsteczkami mikrokrystalicznego chitozanu lub kompleksu chitozan/alginianNa/Ca charakteryzują się następującymi parametrami jakościowymi: zdolnością absorpcji, dynamiką uwalniania substancji czynnej z opatrunku, strukturą cząsteczkową (badaną metodą FTIR), właściwościami fizyko-mechanicznymi, przyspieszonym starzeniem

Badania biomechaniczne nowych konstrukcji implantów przepuklinowych o rozwiniętej powierzchni

Research on hernia implants, especially less-invasive implantation techniques, is an important focus of study around the world. Practitioners require that these elaborate structures, which are primarily designed using textile technology, possess biomimetic behaviour to significantly reduce post-implantation complications. Novel textile hernia implants are designed with surface modifications that prevent prosthesis migration after implantation. The specialised structural design and enhanced prosthesis surface with stitched loops enables increased surface contact with the fascia, which improves the integration of connective tissue with the prosthesis without overgrowth (thick scar formation). The main intra-operative clinical benefit of the novel implant is its potential utility in suture-less techniques. The aim of this study was to compare novel hernia implant designs to clinically proven, commercially available knitted hernia meshes in vitro. TEMA MOTION 3.5 software was used to analyse motion and estimate the tendency of the non-fixed implants to remain in a stable position at the sublay in a simulated hydrodynamic model of the abdominal wall hernia system. The mechanical resistance of the implant against simulated maximal intra-abdominal pressure, the height of the simulated abdominal wall in the reconstruction region and the curvature of the reconstructions were determined and compared with results obtained with commercial hernia meshes of low surface mass that differ in structure, stiffness and thickness.Badania nad konstrukcją implantów przepuklinowych, szczególnie stosowanych w zabiegach małoinwazyjnych, stanowią ważny obszar badawczy na całym świecie. Chirurdzy wymagają, aby struktury zaprojektowane przy zastosowaniu technologii włókienniczych charakteryzowały się biomimetyzmem, co w znaczący sposób obniża ryzyko powikłań po implantacji. Nowoczesne, włókiennicze implanty przepuklinowe zostały zaprojektowane w oparciu o modyfikację ich powierzchni, która przeciwdziałała migracji protezy po implantacji. Wysoce specjalistyczna struktura oraz rozwiniecie powierzchni implantu poprzez pętle wystające z jego powierzchni zwiększa powierzchnię kontaktu z powięzią, poprawiając integrację tkanki łącznej z protezą bez nadmiarowego przerostu tkanką łączną (formowanie grubej blizny pooperacyjnej). Główną zaletą nowych implantów dzianych jest ich potencjalne zastosowanie kliniczne w technikach wszczepiania bez szwu tzw. „suture-less”. Celem badań było porównanie nowych dzianych implantów przepuklinowych z klinicznie stosowanymi w warunkach in vitro (symulacja implantacji). Do analizy dynamicznej zachowania implantów pod wpływem stosowanej siły symulującej ciśnienie wewnątrzbrzuszne zastosowano oprogramowanie TEMA MOTION 3.5. Oceniono stabilność implantów przepuklinowych niemocowanych szwami w hydrodynamicznym modelu przepukliny brzusznej