Hidrogelovi osetljivi na spoljne stimulanse pružaju velike mogućnosti za različite primene. Poslednjih godina veliku pažnju izaziva nanošenje hidrogelova na tekstilne materijale i njihova primena kao nosača aktivnih supstanci koje mogu da se otpuste usled promena pH i/ili temperature. Na Slici 1. je prikazan SEM snimak pamučne tkanine na koju su nanesene mikročestice hidrogela. Kao primer mogu se navesti savremeni odevni predmeti za sportske aktivnosti, koji mogu da budu izrađeni od materijala koji u sebi sadrže sredstvo protiv znojenja koje se otpušta iz hidrogela usled povećanja telesne temperature kao posledica pojačane aktivnosti sportiste.

Slika 1. SEM snimak pojedinačnih pamučnih vlakana (leva slika: bar 10 μm, x5000, desna: bar 1 μm, x40000), na desnoj slici se jasno mogu uočiti čestice PN/CS hidrogela

 

U tu svrhu veoma su interesantne kombinacije prirodnih i sintetskih polimera, jer se na taj način dobijaju hidrogelovi koji imaju zadovoljavajuća mehanička svojstva i podesivo bubrenje. Među prirodnim polimerima posebno se izdvaja hitozan zahvaljujući nizu povoljnih svojstava kao što je biodegradabilnost, biokompatibilnost, netoksičnost, pH osetljivost, mukoadhezivnost, itd. Hidrogelovi hitozana pokazali su se kao pogodni materijali za različite biomedicinske primene, posebno u otpuštanju aktivnih materija i selektivnom vezivanju različitih jona i njihovog uklanjanja iz rastvora. Međutim, glavni nedostatak hidrogelova hitozana su slaba mehanička svojstva koja se mogu poboljšati dodatkom komponente boljih mehaničkih svojstava, kao što je N-izopropilakrilamid.

Strukturna formula hitozana

 

Strukturna formula PNiPAAm-a

 

Poli(N-izopropilakrilamid), PNiPAAm, je temperaturno osetljiv polimer koji ima donju kritičnu temperaturu rastvora (LCST) na 32 °C. Zahvaljujući tome često se koristi u farmaceutskoj industriji kao sredstvo za kontinualno otpuštanje lekovite supstance. U polimernom lancu PNiPAAm-a dolazi do konformacionog pomeranja slobodnih krajeva lanca (Slika 2.), odnosno savijanja slobodnih krajeva lanca usled promene temperature. Ovo svojstvo se može iskoristiti i za ciljano otupštanje lekovite supstance u tretiranju ćelija tumora.

Slika 2. Segment lanca PNiPAAm-a

 

Uvođenjem NIPAAm-a u pH osetljiv hidrogel uvodi se temperaturno osetljiva komponenta, pa se dobija hidrogel čije se bubrenje može stimulisati promenom pH i/ili temperature.
Vreme će pokazati koliku će zastupljenost ovakve vrste novih "pametnih" materijala imati u budućnosti i koliko će biti prihvatljivi sa stanovišta tekstilne industrije.


Literatura
1. M. Kalagasidis Krušić, "Hidrogelovi" u Hidrogelovi i kontrolisano otpuštanje lekovitih supstanci, Zadužbina Andrejević (2007.) 13-29
2. R. Dagani, Chemical & Engineering News, 970609 (1997) 1-11
3. D. Jocić, S. Vilchez, T. Topalović, R. Molina, A. Navarro, P. Jovančić, M. R. Julia, P. Erra, Jurnal of Applied Polymer Science, 97 (2005) 2204-2214
4. D. Jocic, T. Topalovic, P. Jovancic, M. Radetic, Z.Lj. Petrovic, M.R. Julia, P. Erra, "Dyeing Properties of Wool Modified by Low-temperature Plasma and Biopolymer", 10th International Wool Textile Research Conference, 6 November-1 December, 2000, Aachen, Germany
5. A. Richter, G. Paschew, S. Klatt, J. Lienig, K. Ardt, H. P. Adler, Sensors, 8 (2008) 561-581
6. J. F. Mano, Advanced Engineering Materials, 10 No: 6 (2008) 515-527
7. G. Bao-Lin, Y. Jin-Fang, G. Quig-Yu, Polymer International, 57 (2008) 463-468
8. L. Chia-Fen, W. Shia-Jen, L. Chia-Lung, C. Wen-Yen, Journal of Polymer Science, 42 (2004) 3029-3037
9. L. Fan, H. Wu, H. Zhang, F. Li, T. H. Yang, C. H. Gu, Q. Yang, Carbohydrate Polymers, 73 (2008) 390-400
10. S. Patnaik, A. K. Sharma, B. S. Garg, R. P. Gandhi, K. C. Gupta, International Journal of Pharmaceutics, 342 (2007) 184-193
11. H. H. Sokker, A.M. Adler Ghaffar, Y. H. Gad, A.S. Aly, Carbohydrate Polymers, 75 (2009) 222-229