Veliko število polimerov danes v farmaciji uporabljajo za sintezo nosilcev aktivnih substanc. Ti polimeri morajo biti kemijsko stabilni, zanesljivi, z veliko specifično površino, primerno kemijsko strukturo površine in poroznostjo, zagotovili pa naj bi tudi nizke stroške procesiranja. Obetavni kandidati za takšno uporabo so naravni polisaharidi kot alginat, guar, ksantan, agar in citozan. V naših raziskavah smo za pripravo biorazgradljivih organskih aerogelov uporabili alginate. Alginati so varni, stabilni, netoksični in iz pridobljenih obnovljivih virov. Podobni so izvencelični matrici z veliko kemijsko prilagodljivostjo, imajo dobro biološko delovanje, njihova razgradnja pa je vodena encimsko ali celično. V vodnih raztopinah in stiku z divalentnimi kationi kot so Sr2+, Ca2+ in Ba2+ so podvrženi reverzibilnemu geliranju in nastanku ionskih vezi. Namen naše raziskave je bil sintetizirati stabilne biorazgradljive aerogele ter jih uporabiti kot nosilce aktivnih substanc nikotinske kisline in teofilina z namenom kontroliranega sproščanja iz končne formulacije. Za sol-gel sintezo alginatnihhidrogelov smo uporabili dve temeljni metodi ionskega zamreženja: difuzijsko metodo in notranjo vgrajevalno metodo. V primeru prve metode pride do zamreženja z difuzijo ionov iz raztopine v alginatno raztopino in dobimo gel v obliki sferičnih zrn. Prav tako smo okoli sferičnega jedra sintetiziralialginatne membrane zaradi možnosti bolj kontroliranega sproščanja. Pri notranji vgrajevalni metodi se kationi s pomočjo spreminjanja pH sproščajo kontrolirano iz inertnega vira kationov znotraj alginatne raztopine. Po tej metodi dobimo monolitni gel. Po pripravi hidrogela smo z uporabo 100% etanola izmenjali vodo ter dobili alkogel. Etanol smo kasneje odstranili s superkritičnim sušenjem s CO2 (100 bar, 40°C) in dobili aerogel, ki smo ga uporabili kot nosilec aktivnih substanc, dodanih med samo sol-gel sintezo. Alginatne sferične in monolitne aerogele smo analizirali z uporabo DSC, SEM-a ter porozimetrije. Proučevali smo vpliv koncentracije in viskoznosti alginata v začetni raztopini in vpliv uporabljene sintezne metode na sproščanje nikotinske kisline ter teofilina kot modelnih substanc. Izkazalose je, da z višanjem začetne koncentracije in viskoznosti alginatne raztopine dobimo bolj zamrežene aerogele z večjo mehansko močjo. Prav tako je uporaba sinteze z notranjo vgrajevalno metodo med sproščanjem modelne substance le to uspešneje zadržala v aerogelu in s tem upočasnila sproščanje. Proučevali smo tudi vpliv sproščanja aktivnih substanc iz multi-membranskih sferičnih nosilcev v odvisnosti od koncentracije alginata v vodni raztopini ter koncentracije soli CaCl2 in BaCl2. Ker je alginat anionski polisaharid, smo glede na literaturo pričakovali, da ima končni alginatni aerogel afinitetodo vezave in počasnejšega sproščanja ionskih aktivnih substanc. Rezultati so pokazali, da v primeru ionske substance nikotinske kisline z zamreženjem alginata s Ca ioni in večanjem števila membran okoli sferičnega jedra dosežemo kontrolirano sproščanje, medtem ko uporaba Ca ionov za zamreženje alginata v primeru substance teofilina ni bila uspešna, zato smo uporabili Ba ione, ki pa so uspeli v alginatnem aerogelu zadržati substanco daljši čas. Višja kot je bila koncentracija Ba ionov v vodni raztopini za zamreženje alginata, počasnejše je bilo sproščanje teofilina iz multi-membranskega sferičnega aerogela.
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 16904726Večina podatkov o fizikalnih in kemijskih lastnostih, kot so podatki o faznih ravnotežjih, gostoti, viskoznosti, dielektrični konstanti ter difuzijskih koeficientih, potrebnih za načrtovanje procesov je določena pri atmosferskih pogojih. Topnost substance v sub- oz. superkritičnem fluidu je ključna za ekonomiko procesa. Obnašanje sistemov polimer/superkritični fluid pri povišanih tlakih je predmet intenzivnih raziskav. Za grobo vrednotenje in napoved je možno uporabiti matematične modele, ki napovedujejo obnašanje sistema tudi pri še ne raziskanih pogojih, kljub temu pa morajo nekateri parametri biti eksperimentalno določeni da lahko najdemo ustrezen model in tudi potrdimo skladnost eksperimentalno določenih podatkov z modelom. Za določanje topnosti CO2 in difuzivnosti v območju tlakov med 10.0 MPa ter 40.0 MPa ter pri temperaturi 343 K sta se uporabili dve metodi, metodo z magnetno suspenzijsko tehtnico ter novo metodo z uporabo visokotlačnega avtoklava ter eksterne tehtnice. Sledila je primerjava rezultatov. Rezultati, pridobljene z MSB so se iskazali za zelo natančne, zato služijo za validacijo rezultatov, pridobljenih z eksperimenti z avtoklavom.
F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference)
COBISS.SI-ID: 16730134Izum je postopek dinamičnega globokega jedkanja in ekstrahiranja delcev iz aluminijevih zlitin uporaben za kontrolo kvalitete izdelkov iz aluminijevih zlitin in za raziskavo materialov iz aluminijevih zlitin z vrstično in presevno elektronsko mikroskopijo ter za rentgensko difrakcijo. Način in zaporedje posameznih stopenj postopka omogoča, da z uporabo raztopine, ki je sestavljena iz joda, vinske kisline in metanola in v kateri imajo sestavine določeno koncentracijo glede na dimenzijo vzorca, poteka raztapljanje aluminijeve osnove enakomerno po celotni prostornini vzorca. Pri tem je pomembno, da raztopina penetrira v notranjost vzorca samo na določenih mestih in da ostane površinska oksidna plast kompaktna. Pri postopku se uporablja ultrazvočn a naprava, ki vpliva na gibanje in penetriranje elektrolita v notranjost vzorca ter pospeši raztapljanje.
F.32 Mednarodni patent
COBISS.SI-ID: 17122838