Применение волновых резонансных воздействий для интенсификации процесса формирования дисперсий на основе хитозана и монтмориллонита

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In this paper, the influence of wave resonance effects on the sedimentation stability and rheological properties of chitosan and montmorillonite-based dispersions is investigated. It has been shown that the treatment of chitosan/montmorillonite dispersion in a wave apparatus is accompanied by changes in its structure, which is reflected in an increase in stability against stratification over time. Furthermore, the application of wave effects leads to a significant change in the viscoelastic characteristics and dynamic viscosity of the samples. The results of the study can be used to modernize the technologies for producing hemostatic materials.

About the authors

S. R. Ganiev

Institute of Machine Engineering named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences

Email: kobjakovinka@mail.ru
Moscow, Russia

V. P. Kasilov

Institute of Machine Engineering named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences

Email: kobjakovinka@mail.ru
Moscow, Russia

O. N. Kislogubova

Institute of Machine Engineering named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences

Email: kobjakovinka@mail.ru
Moscow, Russia

E. M. Konev

Institute of Machine Engineering named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences

Email: kobjakovinka@mail.ru
Moscow, Russia

O. A. Butikova

Institute of Machine Engineering named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences

Email: kobjakovinka@mail.ru
Moscow, Russia

N. E. Kochkina

Institute of Machine Engineering named after A. A. Blagonravov of the Russian Academy of Sciences; Institute of Solution Chemistry named after G. A. Krestov of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kobjakovinka@mail.ru
Moscow, Russia; Ivanovo, Russia

References

  1. Xia Y. L., Yang R. H., Wang H. Y., Li Y. H., Fu C. F. Application of chitosan-based materials in surgical or postoperative hemostasis // Front. Mater. 2022 V. 9. Р. 994265.
  2. Zhang S., Lei X., Lv Y., Wang L., Wang L. N. Recent advances of chitosan as a hemostatic material: Hemostatic mechanism, material design and prospective application // Carbohydr. Polym. 2024. V. 327. Р. 121673.
  3. Yang Y., Wang X., Yang F., Mu B., Wang A. Progress and future prospects of hemostatic materials based on nanostructured clay minerals // Biomater. Sci. 2023. V. 11 (23). Р. 7469–7488.
  4. Liang Y., Xu C., Liu F., Du S., Li G., Wang X. Eliminating heat injury of zeolite in hemostasis via thermal conductivity of graphene sponge // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11 (27). Р. 23848–23857.
  5. Zhang S., Li J., Chen S., Zhang X., Ma J., He J. Oxidized cellulose-based hemostatic materials // Carbohydr. Polym. 2019. V. 230. 115585.
  6. Таркова А. Р., Чернявский А. М., Морозов С. В., Григорьев И. А., Ткачева Н. И., Родионов В. И. Гемостатические материалы местного действия на основе окисленной целлюлозы // Сибирский научный медицинский журнал. 2015. Т. 35. № 2. С. 11–15.
  7. Murat F. J., Ereth M. H., Dong Y., Piedra M. P., Gettman M. T. Evaluation of microporous polysaccharide hemospheres as a novel hemostatic agent in open partial nephrectomy: favorable experimental results in the porcine mode // J. Urol. 2004. V. 172 (3). P. 1119–1122.
  8. Биринг В., Мансур А., Шлаг Г., Зеелих Т., Шеел Э., Хабизон Г. РФ. Патент 2193 897 C2. Гемостатическая губка, основанная на коллагене, способ ее получения, повязка для ран, включающая такую губку, и набор для приготовления повязки для ран, 2002.
  9. Бежин А. И., Солдатова Д. С., Истранов Л. П., Истранова Е. В., Литвиненко И. В., Рыжов А. С. Исследование свойств новых гемостатических губок на основе коллагена // Оперативная хирургия и клиническая анатомия. 2018. Т. 2. № 4. С. 11–17.
  10. Yu T., Guan Y., Xie X., Huang Y., Tang J. Improved thrombin hemostat using the cross-linked gelatin by microbial transglutaminase // Int. J. Polym. Sci. 2015. Р. 1–4.
  11. Kamoun E. A., Kenawy E. R. S., Chen X. A review on polymeric hydrogel membranes for wound dressing applications: PVA-based hydrogel dressings // J. Adv. Res. 2017. V. 8 (3). Р. 217–233.
  12. Бордаков П. В., Бордаков В. Н., Чехольский А. С., Доронин М. В., Расюк Е. Д., Юшаа И. Особенности применения гемостатического препарата “Алюфер” при остановке кровотечений // Военная медицина. 2020. № 2. С. 82–85.
  13. Молоток В. А., Ржеусский С. Э. Фармацевтическая разработка пены медицинской кровоостанавливающего действия // Вестн. Фармации. 2021. № 4. С. 22–25.
  14. Денисов А. В., Носов А. М., Телицкий С. Ю., Демченко К. Н. Оценка эффективности местных гемостатических средств на основе хитозана в эксперименте // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2018. № 3. С. 65–72.
  15. Самохвалов И. М., Носов А. М., Денисов А. В., Гребенюк А. Н., Демченко К. Н. Возможности современных местных гемостатических средств – оценка эффективности и перспективы клинического // Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова, 2019. https://congress-ph.ru/common/htdocs/upload/fm/travma/19/prez/225.pdf
  16. Buzlama A., Slivkin A., Doba S., Daghir S. Pharmacological and biological effects of chitosan // Res. J. Pharm. Technol. 2020. V. 13 (2). Р. 1043–1049.
  17. Bhattarai N., Gunn J., Zhang M. Chitosan-based hydrogels for controlled, localized drug delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. 2010. V. 62 (1). Р. 83–99.
  18. Xia Y. L., Yang R. H., Wang H. Y., Li Y. H., Fu C. F. Application of chitosan-based materials in surgical or postoperative hemostasis // Front. Mater. 2022. V. 9. Р. 994265.
  19. Cao J., Xiao L., Shi X. Injectable drug-loaded polysaccharide hybrid hydrogels for hemostasis // RSC Adv. 2019. V. 9. Р. 36858–36866.
  20. Aliasghari A., Rabbani Khorasgani M., Vaezifar S., Rahimi F., Younesi H., Khoroushi M. Evaluation of antibacterial efficiency of chitosan and chitosan nanoparticles on cariogenic streptococci: an in vitro study // Iran. J. Microbiol. 2016. V. 8 (2). Р. 93–100.
  21. Detellier C. Functional kaolinite // Chem. Rec. 2018. V. 18. Р. 868–877.
  22. Huey R. J., Lo D., Burns D. J., Basadonna G., Hursey F. X. US Patent. US8784876B2. Clay-based hemostatic agents and devices for the delivery thereof, 2014.
  23. Liu C., Liu C., Yu S., Wang N., Yao W., Liu X., Sun G., Song Q., Qiao W. Efficient antibacterial dextran-montmorillonite composite sponge for rapid hemostasis with wound healing // Int. J. Biol. Macromol. 2020. V. 160. Р. 1130–1143.
  24. Cui Y., Huang Z., Lei L., Li Q., Jiang J., Zeng Q., Tang A., Yang H., Zhang Y. Robust hemostatic bandages based on nanoclay electrospun membranes // Nat. Commun. 2021. V. 12. Р. 5922.
  25. Pourshahrestani S., Zeimaran E., Djordjevic I., Kadri N. A., Towler M. R. Inorganic hemostats: The state-of-the-art and recent advances // Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2016. V. 58. Р. 1255–1268.
  26. Zheng Y., Wu J., Zhu Y., Wu C. Inorganic-based biomaterials for rapid hemostasis and wound healing // Chem. Sci. 2022. V. 14 (1). Р. 29–53.
  27. Sung Y. K., Lee D. R., Chung D. J. Advances in the development of hemostatic biomaterials for medical application // Biomater. Res. 2021. V. 25. Р. 37.
  28. Yang Z., Ye T., Ma F., Zhao X., Yang L., Dou G., Gan H., Wu Z., Zhu X., Gu R., Meng Z. Preparation of Chitosan/Clay Composites for Safe and Effective Hemorrhage Control // Molecules. 2022. V. 27 (8). Р. 2571.
  29. Elsabahy M., Hamad M. A. Design and preclinical evaluation of chitosan/kaolin nanocomposites with enhanced hemostatic efficiency // Mar. Drugs. 2021. V. 19. Р. 50.
  30. Nguyen N. T.-P., Nguyen H. H., Doan H. N., Pham K. T., Nguyen K. V., Vu B. T., Luong T. D., Phan B. T., Ta H. K. T., Tran N. Q., Tang T.-N., Dang N. N. T., Nguyen T.-H. Chitosan oligosaccharide-loaded bacterial cellulose membrane for hemostatic dressing // Cellulose. 2023. V. 30. Р. 11649–11664.
  31. Cassano R., Di Gioia M. L., Mellace S., Picci N., Trombino S. Hemostatic gauze based on chitosan and hydroquinone: preparation, characterization and blood coagulation evaluation // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2017. V. 28 (12). Р. 190–199.
  32. Zhao Y., Hao J., Chen Z., Li M., Ren J., Fu X. Blood-clotting model and simulation analysis of polyvinyl alcohol-chitosan composite hemostatic materials // J. Mater. Chem. B. 2021. V. 9 (27). Р. 5465–5475.
  33. Zhao Y., Zhao J., Hu W., Ma K., Chao Y., Sun P., Zhang H., Fu X. Synthetic polyvinyl alcohol-chitosan synthetic as a new type of highly efficient hemostatic dressing with blood-triggered swelling and high biocompatibility // J. Mater. Chem. B. 2019. V. 7 (11). Р. 1855–1866.
  34. Li H., Zhou X., Luo L., Ding Q., Tang S. Bio-orthogonally cross linked catechol – chitosan hydrogel for effective hemostasis and wound healing // Carbohydr. Polym. 2022. V. 281. 119039.
  35. Roussy J., Van Vooren M., Dempsey B. A., Guibal E. Influence of chitosan characteristics on the coagulation and the flocculation of bentonite suspensions // Water Res. 2005. V. 39. Р. 3247–3258.
  36. Ганиев Р. Ф., Ганиев С. Р., Касилов В. П., Пустовгар А. П. Волновые технологии в инновационном машиностроении. М.: Институт компьютерных исследований, 2014. 106 с.
  37. Ганиев Р. Ф., Украинский Л. Е. Нелинейная волновая механика и технология. М.: Научно-издательский центр “Регулярная и хаотическая динамика”, 2008. 712 с.
  38. Ганиев Р. Ф., Украинский Л. Е. Нелинейная волновая механика и технология. Волновые и колебательные явления в основе высоких технологий. 2-е изд., доп. М.: Институт компьютерных исследований; Научно-издательский центр “Регулярная и хаотическая динамика”, 2011. 780 с.
  39. Касилов В. П., Кислогубова О. Н., Курменев Д. В. Исследование реологических свойств многокомпонентных дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой, полученных по волновой технологии // Химическая промышленность сегодня. 2016. № 6. С. 45–56.
  40. Касилов В. П., Кислогубова О. Н., Курменев Д. В., Малюкова Е. Б. Применение волновой технологии для получения жидкофазных дисперсных систем с различными реологическими свойствами // Материалы 28-го Симпозиума по реологии. Москва, 28 сентября – 2 октября 2016 г. С. 90–91.
  41. Ганиев Р. Ф., Фомин В. Н., Кислогубова О. Н., Голикова О. А., Наумова С. В., Малюкова Е. Б. Применение волновой технологии для получения композиционных сорбционно-активных материалов // Химическая промышленность сегодня. 2015. № 3. С. 19–24.
  42. Покидько Б. В., Туторский И. А., Битт В. В., Скляревская Н. М., Журавлева П. Л. Aдсорбция хлоридов алкилдиметилбензиламмония и дистеарил диметиламмония слоистыми силикатами различных месторождений и некоторые свойства // Коллоидный журнал. 2009. Т. 71. № 6. C. 792–797.
  43. Pal A., Pal R. Rheology of emulsions thickened by starch nanoparticles // Nanomaterials. 2022. V. 12. Р. 2391.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences