NB Milosavljević I Sar SINTEZA I KARAKTERIZACIJA SEMIINTERPENETRIRAJUĆIH MREŽA

n.b. milosavljević i sar.: sinteza i karakterizacija semi-interpenetrirajućih mreža hitozana... hem. ind. 64 (6) 511–517 (2010) nedeljko

N.B. Milosavljević i sar.: SINTEZA I KARAKTERIZACIJA
SEMI-INTERPENETRIRAJUĆIH MREŽA HITOZANA... Hem. ind. 64 (6) 511–517
(2010)
Nedeljko B. Milosavljević
Nikola Z. Milašinović
Jovanka M. Filipović
Melina T.
Kalagasidis Krušić
Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Beograd,
Srbija
NAUČNI RAD
UDK 66.095.26:678.7
DOI: 10.2298/HEMIND100827057M
SINTEZA I KARAKTERIZACIJA SEMI-INTERPENETRIRAJUĆIH MREŽA HITOZANA I
POLI(N-VINIL-2-PIROLIDONA)
====================================================================
U ovom radu je prikazana sinteza i karakterizacija semi-IPM hitozana
sa poli(N-vinil-
-2-pirolidonom) različitog sastava i stepena umreženja. FTIR analizom
je utvrđeno da interakcije između hitozana i PVP-a potiču od amino
grupa hitozana i karbonilnih grupa PVP. Utvrđeno je da semi-IPM imaju
poroznu strukturu i da bubrenje zavisi od pH okolnog rastvora,
koncentracije umreživača i sadržaja PVP-a. Dodatak PVP-a poboljšava
mehanička svojstva, ali istovremeno zadržava zadovoljavajući stepen
bubrenja što sintetisane semi-IPM čini pogodnim za primenu u raznim
oblastima.
*Prirodni polimeri se u velikoj meri koriste za dobijanje hidrogelova
zahvaljujući svojstvima kao što su biokompatibilnost, mala toksičnost
i osetljivost na enzimsku degradaciju. Među njima posebno je
interesantan hitozan koji se pokazao kao odličan nosač za aktivne
supstance jer nije toksičan, stabilan je, biodegradabilan i može da se
steriliše. Ova svojstva ga čine veoma interesantnim materijalom za
primenu u medicini, farmaciji, industriji hrane, industriji papira,
tekstilnoj industriji, itd. 1,2.
Hidrogelovi sa hitozanom se mogu dobiti u obliku tečnih gelova,
prahova, zrna, filmova, tableta, kapsula, mikrosfera, mikročestica,
nanovlakana, itd. U svakoj od navedenih formulacija hitozan je fizički
ili hemijski umrežen kako bi obrazovao hidrogel 3. Međutim, pored
niza povoljnih svojstava, hitozan se odlikuje relativno slabim
mehaničkim svojstvima što je značajan nedostatak kada je u pitanju
njegova primena. Da bi se prevazišao ovaj problem, sintetišu se
hidrogelovi na bazi hitozana koji u svom sastavu sadrže još neki
monomer ili polimer, čija je uloga da poboljša mehanička svojstva.
Postoji više načina da se to izvede, a jedan od njih je sinteza
semi-interpenetrirajućih mreža (semi-IPM) kod kojih je jedan polimer
umrežen, a drugi linearan 4.
Kao interpenetrant za sintezu semi-IPM na bazi hitozana najčešće se
koriste poli(etilen glikol), PEG, poli(N-vinil-2-pirolidon), PVP,
itd. 5. Ovi polimeri imaju interesantna svojstva za različite
primene, a naročito u medicini i farmaciji 6,7. Promenom sastava i
reakcionih uslova mogu se kontrolisati gustina umreženja, poroznost
i jačina.
Tema ovog rada je sinteza semi-IPM hitozana sa poli(N-vinil-2-pirolidonom)
koji se odlikuje dobrim mehaničkim svojstvima, pa se zbog toga često
koristi kao komponenta u hidrogelovima. Fiziološki je inertan pa se
koristi u farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji, tekstilnoj
industriji, industriji papira, industriji deterdženata i sapuna, kao
pomoćni materijal pri drugim polimerizacijama, itd. 8.
U radu su sintetisane dve serije uzoraka u kojima je variran sadržaj
umreživača i PVP-a, a zatim je urađena FTIR i SEM analiza. Ispitano je
bubrenje u rastvorima različitih pH vrednosti, kao i mehanička
svojstva.
EKSPERIMENTALNI DEO
U ovom radu su korišćeni sledeći reaktanti: hitozan molske mase 1537
kg/mol, Ch, (Fluka), poli(N-vinil-2-pirolidon) molske mase 36000
g/mol, PVP, (Aldrich), umreživač glutar aldehid, GA, (Seachem),
itakonska kiselina, IK, (Fluka). Svi reaktanti su korišćeni bez
prethodnog prečišćavanja.
Medijumi za in vitro ispitivanje procesa bubrenja pripremljeni su
korišćenjem sledećih supstanci: hlorovodonična kiselina (Lachema,
Češka) i kalijum-hlorid (Alkaloid, Makedonija) za pripremu pufera pH
vrednosti 2,0 i 2,2. Natrijum acetat (Zorka, Šabac) i acetatna
kiselina (Lachema, Češka) upotrebljeni su za pripremu pufera pH
vrednosti 4,0 i 4,5. Fosfatni puferi pH vrednosti 5,0, 6,0, 6,8, i
8,0 pripremljeni su sa natrijum-dihidrogenfosfatom (NaH2PO4) i
natrijum-hidrogenfosfatom (Na2HPO4) (Lach-Ner g.r.).
Sinteza semi-IPM hitozana i PVP
Sinteza semi-IPM je izvedena polikondenzacijom na 37 C tokom 72 h.
Sintetisane su dve serije, sIPM VPI i sIPM VPII, u kojima je variran
sadržaj umreživača i sadržaj poli(N-vinil-2-pirolidona). U prvoj
seriji je sintetisano četiri uzorka: sIPM VPI-1, sIPM VPI-2, sIPM
VPI-3 i sIPM VPI-4 (sadržaj umreživača je bio 4, 8, 10 i 20 mas%
računato na reakcionu smešu), dok je odnos hitozana i PVP-a bio
konstantan (1:1). U drugoj seriji uzoraka koncentracija umreživača je
bila konstantna (4 mas%), a variran je maseni odnos hitozan/PVP 1:0
(CLCh), 1:0,25 (sIPM VPII-1), 1:0,5 (sIPM VPII-2), 1:0,75 (sIPM VPII-3),
1:1,0 (sIPM VPII-4) i 1:1,5 (sIPM VPII-5).
Hitozan je rastvoren u 5 mas% rastvoru IK, a zatim je dodat PVP i
glutar-aldehid. Reakciona smeša je izlivena u kalup koji se sastoji
od dve staklene ploče zatvorene PVC crevom i stavljena u sušnicu na
37 C. Po završetku reakcije, dobijeni gel je isečen u diskove
prečnika 10 mm. Diskovi su potopljeni u destilovanu vodu da bi se
odstranile neproreagovale materije. Prikupljena voda je uparena do
suva, a ostatak po uparavanju je odmeren na vagi. Nakon toga gelovi
su ostavljeni da se suše na sobnoj temperaturi do konstantne mase.
Prečnik suvih uzoraka bio je 60,01 mm, a debljina 0,80,01 mm.
Karakterizacija
Bubrenje hidrogelova
Bubrenje je praćeno gravimetrijski u puferima različite pH vrednosti:
2,0, 2,2, 4,0, 4,5, 5,0, 6,0, 6,8 i 8,0. Stepen bubrenja je računat
prema jednačini 9:
qt (%) = 100(mt/m0) (1)
gde je m0 masa suvog uzorka, a mt masa nabubrelog gela u trenutku t.
Mehanizam transporta tečnosti u hidrogel je određen iz logaritamskog
oblika jednačine 9:
(mt/me) = ktn (2)
gde je me masa apsorbovane tečnosti u stanju ravnoteže, k konstanta
proporcionalnosti karakteristična za određenu vrstu gela i n difuzioni
eksponent.
Koeficijent difuzije, D, izračunat je iz sledeće jednačine 9:
(3)
gde je l debljina suvog uzorka. Iz nagiba pravolinijske zavisnosti mt/me
od t1/2 izračunat je koeficijent difuzije.
FTIR analiza
Za snimanje FTIR spektara korišćen je instrument Bomem MB 100 FTIR
spektrofotometar. Snimanje je izvedeno pomoću KBr pločica.
Mehanička svojstva hidrogelova
Mehanička svojstva hidrogelova ispitana su na mehaničkom spektrometru
Rheometrics 605. Korišćena je geometrija paralelnih ploča prečnika 25
mm. Hidrogelovi su izloženi konstantnom naponu na smicanje od 20%
pri promeni frekvencije u intervalu od 0,1 do 100 rad/s. Ispitana su
mehanička svojstva hidrogelova nabubrelih do ravnoteže u rastvoru pH
vrednosti 2,2 na 25 C.
Skenirajuća elektronska mikroskopija
Ispitivanja su izvedena na elektronskom mikroskopu JEOL JSM-5800.
Pre snimanja semi-IPM su liofilizirane, a zatim potopljene u tečni
azot da bi se izbegle deformacije prilikom loma. Nakon tretmana tečnim
azotom, uzorak je stavljen u evaporator (Polaron SC502) kako bi se
metalizirao pomoću platine.
REZULTATI I DISKUSIJA
Hitozan poseduje nekoliko grupa koje mogu da obrazuju vodonične veze
sa poli(N-vinil-2-pirolidonom). Kao što se može videti iz njihove
hemijske strukture (slika 1), amino, zaostale amido grupe nakon
deacetilacije i hidroksilne grupe hitozana mogu da formiraju
vodonične veze sa amido grupom PVP-a. Iako su vodonične veze koje
potiču od amino i hidroksilnih grupa jače nego one koje potiču od
amido grupa, u oblasti talasnog broja 3000–3600 cm–1 na FTIR
spektrima dolazi do preklapanja O–H i N–H veza istezanja u hitozanu.
Zbog toga je vrlo često teško uočiti ove promene nakon formiranja
semi-IPM. Međutim, potvrda o uspostavljanju vodoničnih veza se može
objasniti promenom u amidnoj vezi.

Slika 1. Jedna od mogućih interakcija između hitozana i
poli(N-vinil-2-pirolidona).
Figure 1. A possible interaction between chitosan and poly(N-
-vinyl-2-pyrrolidone).
U tabeli 1 prikazane su karakteristične trake koje se javljaju u
spektrima čistog hitozana i poli(N-vinil-2-pirolidona), a na slici 2
prikazani su FT-IR spektri čistog hitozana, PVP-a i odgovarajućih
semi-IPM 7,10.
Čist hitozan pokazuje apsorpcione veze na 1655 i 1074 cm–1, koje
potiču od istezanja amidne veze i C–O veze, redom. Amidna veza u PVP
pokazuje pik na 1653 cm–1, pri čemu je on pomeren ka nižim talasnim
dužinama u poređenju sa karbonilnom vezom u spektru hitozana. U svim
spektrima sintetisanih semi-IPM sa PVP-
-om javlja se pik na 1648 cm–1, što ukazuje na postojanje interakcija
između hitozana i PVP-a. Najverovatnije je da ove interakcije potiču
od amino grupa hitozana i karbonilnih grupa PVP-a. Poređenjem
intenziteta pikova na 1280 cm–1, slika 2, krive (b) i (d), može se
zaključiti da se intenzitet pika povećava sa dodatkom PVP.
Tabela 1. Analiza FTIR spektra čistog hitozana i PVP-a
Table 1. Analysis of FTIR spectra of pure chitosan and PVP
Hitozan
PVP
Talasna dužina, cm–1
Odgovarajuća grupa
Talasna dužina, cm–1
Odgovarajuća grupa
oko 3430
– Vibracije istezanja O-H i/ili N-H grupa
– Intermolekulske vodonične veze
3000
C-H vibracije rastezanja iz =CH2 grupe
2920 i 2876
C–H vibracije istezanja
1653
C=O vibracije istezanja
1655
Amidna traka I (C=O)
1492
CH deformacije CH2 grupe iz prstena
1421 i 1379
Vibracije rastezanja C–H iz metilenske grupe
1280
C-N istezanje
1322
Amidna traka III (C–N istezanje)
732
C–H vibracije ljuljanja iz CH2
1074 i 1030
C–O vibracije istezanja
648
Amidna traka VI
1155 i 896
Istezanje C–O–C mosta
–
–

Slika 2. FTIR spektar: (a) Ch; (b) sIPM VPI-1; (c) sIPM VPI-4; (d)
sIPM VPII-5; (e) PVP.
Figure 2. FTIR spectra: (a) Ch; (b) sIPM VPI-1; (c) sIPM VPI-4; (d)
sIPM VPII-5; (e) PVP.
Na slici 3 prikazana je zavisnost stepena bubrenja od pH vrednosti
rastvora. Kao što je poznato, ravnotežni stepen bubrenja jonskih
hidrogelova u velikoj meri zavisi od koncentracije grupa koje mogu da
jonizuju. U oblasti nižih pH vrednosti amino grupe hitozana su
protonovane i nalaze se u –NH3+ obliku. Usled elektrostatičkog
odbijanja istoimenog naelektrisanja dolazi do porasta ravnotežnog
stepena bubrenja jer se povećava prostor između polimernih lanaca gde
difunduju molekuli tečnosti. Sa porastom pH, broj jonizovanih –NH3+
grupa se smanjuje, a samim tim se smanjuje i hidrofilnost mreže, pa
stepen bubrenja opada. Najnižu vrednost stepena bubrenja semi-IPM
dostižu kada je pH rastvora oko 6,0. S obzirom na to da je pKa
vrednost hitozana oko 6,5 3, većina NH2 grupa su u nejonizovanom
obliku, pa je stepen bubrenja mali. Na slici 3 vidi se i blagi porast
bubrenja iznad pH 6,0 što potiče od uticaja kontra jona.
Pored pH okolnog rastvora, na bubrenje semi-IPM utiče i sadržaj
umreživača i PVP-a, što se može videti na slikama 4a i 4b, redom.
Stepen bubrenja i ravnotežni stepen bubrenja opadaju sa porastom
stepena umreženja, što je i očekivano, jer veći sadržaj umreživača
povećava gustinu mreže i pri tome smanjuje pokretljivost polimernih
lanaca i elastičnost mreže. Rezultat je manja količina upijenog pufera
i niži ravnotežni stepen bubrenja.
S druge strane, semi-IPM ne pokazuju značajnu promenu stepena bubrenja
sa promenom sadržaja PVP-a (slika 4b). Uočeno ponašanje je posledica
formiranja vodoničnih veza između OH ili NH3+ grupa hitozana i
karbonilne grupe PVP-a, što deluje kao dodatno umreženje i dovodi do
opadanja stepena bubrenja u odnosu na uzorak koji ne sadrži PVP.
Očekivalo bi se da će se sa porastom sadržaja PVP-a u većoj meri
formirati H-veze i da će umreženje biti veće, a samim tim i niži
stepen bubrenja. Međutim, sa slike 4b se vidi da je praktično stepen
bubrenja za sve semi-IPM isti bez obzira na sadržaj PVP-a. Razlog tome
je veliki i krut prsten pirolidona u molekulu PVP-a koji ometa
formiranje H-veza.
Iz rezultata bubrenja, pomoću jednačina (2) i (3) proračunati su
kinetički parametri bubrenja, a dobijeni rezultati su prikazani u
tabelama 2 i 3.

Slika 3. Ravnotežni stepen bubrenja u zavisnosti od pH vrednosti
rastvora za semi-IPM hitozana i PVP: a) uticaj koncentracije
umreživača; b) uticaj sadržaja PVP (ClCh je umrežen hitozan).
Figure 3. Equilibrium degree of swelling vs. pH for semi-IPNs of
chitosan and PVP: a) effect of crosslinking agent concentration;
b) effect of PVP content. ClCh is crosslinked chitosan.

Slika 4. a) Uticaj stepena umreženja na stepen bubrenja hidrogelova
hitozana i PVP; b) uticaj sadržaja PVP-a na stepen bubrenja
hidrogelova hitozana i PVP.
Figure 4. a) Effect of crosslinking degree on the swelling of
chitosan/PVP hydrogels; b) effect of PVP content on the swelling of
chitosan/PVP hydrogels.
Na osnovu prikazanih vrednosti difuzionog eksponenta za prvu seriju
semi-IPM, utvrđeno je da transport tečnosti kroz semi-IPM kontroliše
difuzija po Fick-ovom zakonu 10 jer su vrednosti za n za sve uzorke
manje od 0,5 i opadaju sa porastom stepena umreženja. Takođe, sa
porastom stepena umreženja opada i koeficijent difuzije jer se
smanjuje pokretljivost i fleksibilnost polimernih lanaca, kao i
stepen bubrenja.
Tabela 2. Uticaj sadržaja umreživača na kinetičke parametre bubrenja
semi-IPM
Table 2. Effect of crosslinking agent concentration on swelling
kinetic parameters
Uzorak
k103 / min–1/2
n
R2
D107, cm2 min–1
sIPM VPI-1
8,09
0,58
0,996
1,83
sIPM VPI-2
10,9
0,36
0,998
1,13
sIPM VPI-3
12,7
0,23
0,998
0,693
sIPM VPI-4
12,7
0,18
0,991
0,415
Za čist hidrogel hitozana, CLCh, difuzioni eksponent je 0,73, odnosno
bubrenje je kontrolisano difuzijom i relaksacijom polimernih lanaca
(tabela 3). Dodatak PVP-a u semi-IPM hitozana smanjuje vrednost
difuzionog eksponenta, ali je njegova vrednost i dalje veća od 0,5,
što ukazuje da je bubrenje kontrolisano i difuzijom vode i
relaksacijom polimernih lanaca 10. Koeficijent difuzije opada sa
porastom sadržaja PVP-a, što je i očekivano.
Morfologija sintetisanih semi-IPM je ispitana skenirajućom
elektronskom mikroskopijom (slika 5). SEM mikrografije pokazuju da
semi-IPM imaju poroznu strukturu, kao i da veličina pora zavisi od
sastava. Dodatkom umreživača i PVP-a smanjuju se pore što je u
skladu sa rezultatima bubrenja.
Kao što je pomenuto ranije, hidrogelovi sa hitozanom imaju veoma
dobra svojstva kao što su biokompatibilnost i biodegradabilnost, ali
nemaju baš zadovoljavajuća mehanička svojstva. Da bi ovi hidrogelovi
bili pogodni za primenu kao biomaterijali neophodno je poboljšati
njihova mehanička svojstva što se može postići na više načina. U ovom
radu su mehanička svojstva hitozana poboljšana sintezom semi-IPM,
odnosno ugradnjom linearnog PVP-a u hidrogel hitozana. Pri
ispitivanju mehaničkih svojstava semi-IPM praćena je zavisnost
modula sačuvane energije u funkciji frekvencije, , na 25 °C. Na slici
6 prikazan je uticaj sadržaja umreživača i PVP-a na modul sačuvane
energije, G’. S obzirom da semi-IPM najveći stepen bubrenja dostižu u
pH 2,2, što znači da su im tada najslabija mehanička svojstva, za ova
ispitivanja su semi-IPM ostavljene da bubre do ravnoteže u rastvoru pH
2,2.
Tabela 3. Uticaj sadržaja PVP-a na kinetičke parametre bubrenja
semi-IPM
Table 3. Effect of PVP content on swelling kinetic parameters
Uzorak
k103 / min–1/2
n
R2
D107, cm2 min–1
CLCh
9,21
0,73
0,9691
2,582
sIPM VPII-1
8,74
0,65
0,9853
2,647
sIPM VPII-2
9,46
0,64
0,9803
2,080
sIPM VPII-3
9,11
0,58
0,9827
1,842
sIPM VPII-4
8,09
0,58
0,9960
1,830
sIPM VPII-5
9,31
0,50
0,9812
1,280

(a) (b)

(c) (d)
Slika 5. SEM mikrografije: a) CLCh; b) sIPM VPI-1; c) sIPM VPI-4; d)
sIPM VPII-5.
Figure 5. SEM micrographs: a) CLCh; b) sIPM VPI-1; c) sIPM VPI-4; d)
sIPM VPII-5.
Kao što se sa slike 6 može videti, dodatkom PVP-a u hidrogelove
hitozana uspelo se u nameri da se poboljšaju mehanička svojstva. Sa
porastom sadržaja PVP-a u semi-IPM rastu vrednosti za G’, odnosno
dobijaju se jače semi-IPM (slika 6b). Pri tome se stepen bubrenja
semi-IPM nije mnogo promenio i na taj način su dobijeni hidrogelovi
koji dovoljno bubre i istovremeno imaju dobra mehanička svojstva, što
ih čini pogodnim za primenu u raznim oblastima.
Modul sačuvane energije ne zavisi od frekvencije, ali raste sa
porastom koncentracije umreživača, što je i očekivano (slika 6a). Veće
vrednosti modula sačuvane energije su uočene kod uzoraka koji imaju
niži stepen bubrenja. Najnižu vrednost za G’ ima uzorak sIPM VPI-1
koji dostiže najveći stepen bubrenja.

Slika 6. Modul sačuvane energije u zavisnosti od frekvencije za
hidrogelove nabubrele do ravnoteže: a) uticaj koncentracije
umreživača; b) uticaj sadržaja PVP; c) semi-IPM sa PEG-om.
Figure 6. Shear moduli vs frequency for hydrogels swollen to
equilibrium: a) effect of the crosslinking agent concentration;
b) effect of the PVP content; c) semi-IPNs with PEG
U prethodnom radu 11 ispitivan je uticaj dodatka PEG-a na mehanička
svojstva, pri čemu je količina PEG-a u semi-IPM bila ista kao i u ovom
radu. Utvrđeno je da su bolja mehanička svojstva dobijena za uzorke
čiji je maseni odnos PEG/Ch veći od 0,75:1, dok najbolja mehanička
svojstva ima uzorak u kome je odnos PEG/
/Ch = 1:1. Za niže sadržaje PEG-a mehanička svojstva se pogoršavaju
(slika 6c).
Poređenjem uzoraka semi-IPM sa PEG-om i PVP-
-om može se zaključiti da su mehanička svojstva znatno bolja kada se
PVP koristi kao interpenetrant. Jedno od mogućih objašnjenja je da su
interakcije između hitozana i PVP-a mnogo jače nego interakcije
između hitozana i PEG-a.
ZAKLJUČAK
U ovom radu su ispitana svojstva semi-IPM na bazi hitozana i poli(N-vinil-2-pirolidona)
različitog sastava i stepena umreženja. FTIR analiza je pokazala da
interakcije između hitozana i PVP-a potiču od amino grupa hitozana i
karbonilnih grupa PVP-a. SEM analizom je utvrđena porozna struktura
semi-IPM. Pokazano je da na bubrenje semi-IPM utiče pH okolnog
rastvora zbog prisustva amino grupa u hitozanu, koncentracija
umreživača i sadržaj PVP-a, a bubrenje je kontrolisano difuzijom i
relaksacijom polimernih lanaca. Dodatak PVP-a poboljšava mehanička
svojstva, ali istovremeno zadržava zadovoljavajući stepen bubrenja
što ih čini pogodnim za primenu u raznim oblastima.
Zahvalnica
Autori se zahvaljuju Ministarstvu za nauku i tehnološki razvoj
Republike Srbije za finansijsku podršku ovom radu u okviru projekta
br. 142023: Sinteza i karakterizacija polimera i polimernih
(nano)kompozita definisane molekulske i nadmolekulske strukture.
literatura
1.
S.J. Kim, S.J. Park, S.I. Kim, Swelling behavior of
interpenetrating polymer network hydrogels composed of poly(vinyl
alcohol) and chitosan, React. Funct. Polym. 55 (2003) 53–59.
2.
J. An, X. Yuan, Q. Luo, D. Wang, Preparation of
chitosan-graft-(methyl methacrylate)/Ag nanocomposite with
antimicrobial activity, Polym. Int. 59 (2010) 62–70.
3.
J. Berger, M. Reist, J.M. Mayer, O. Felt, N.A. Peppas, R. Gurny,
Structure and interactions in covalently and ionically crosslinked
chitosan hydrogels for biomedical applications, Eur. J. Pharm.
Biopharm. 5 (2004)19–34.
4.
M. Zhang, X.H. Li, Y.D. Gong, N.M. Zhao, X.F. Zhang, Properties
and biocompatibility of chitosan films modified by blending with
PEG, Biomaterials 23 (2002) 2641–2648.
5.
X. Yang, Q. Liu, X. Cheng, F. Yu, Z. Zhu, Investigation of
PVA/ws-chitosan hydrogels prepared by combined
γ-irradiation and freeze-thawing, Carbohyd. Polym. 73 (2008)
401–408.
6.
S.J. Bryant, K.S. Anseth, Hydrogel properties influence ECM
production by chondrocytes photoencapsulated in poly(ethylene
glycol) hydrogels, J. Biomed. Mater. Res. 59 (2002) 63–72.
7.
M. Şen, E.N. Avci, Radiation synthesis of poly(N-vinyl-
-2-pyrrolidone)-kappa-carrageenan hydrogels and their use in wound
dressing applications. I. Preliminary laboratory tests, J.
Biomed. Mater. Res A. 74 (2005) 187–96.
8.
J-P. Chen, T-H. Cheng, Preparation and evaluation of
thermo-reversible copolymer hydrogels containing chitosan and
hyaluronic acid as injectable cell carriers, Polymer 50 (2009)
107–116.
9.
N.A. Peppas, P. Bures, W. Leobandung, H. Ichikawa, Hydrogels in
pharmaceutical formulations, Eur. J. Pharm. Biopharm. 50 (2000)
27–46.
10.
T. Wang, M. Turhan, S. Gunasekaran, Selected properties of
pH-sensitive, biodegradable chitosan–poly(vinyl alcohol) hydrogel,
Polym. Int. 53 (2004) 911–918.
N.B. Milosavljević, M.T. Kalagasidis Krušić, J.M. Filipović,
Semi-interpenetrirajuće mreže hitozana i poli(etilen glikola), Hem.
ind. 62 (2008) 345–351.
SUMMARY
SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF SEMI-INTERPENETRATING NETWORKS OF
CHITOSAN AND POLY(N-VINYL-2-PYRROLIDONE)
Nedeljko B. Milosavljević, Nikola Z. Milašinović, Jovanka M.
Filipović, Melina T. Kalagasidis Krušić
Faculty of Technology and Metallurgy, University of Belgrade,
Belgrade, Serbia
(Scientific paper)
Semi-interpenetrating networks (semi-IPNs) based on chitosan and poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)
were prepared in order to achieve better mechanical properties. The
samples were characterized by FTIR, SEM, DMA analysis and the swelling
behavior at different pHs (2.0–8.0). The semi-
-IPNs composition was found to have a great impact on the hydrogel
structure, mechanical properties, morphology and swelling kinetics.
The gels demonstrated substantial change in buffer absorbency with the
change of pH, high for acid buffers and lower for pH values above 6
where the swelling was considerably slow. Incorporation of PVP led to
better mechanical strength of semi-IPNs while keeping a satisfactory
degree of swelling, which makes them suitable for various
applications.
Ključne reči: Hitozan  Poli(N-vinil-
-2-pirolidon)  FTIR analiza  Mehanička svojstva  Bubrenje
Key words: Chitosan  Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)  FTIR analysis 
Mechanical properties  Swelling behavior
*Autor za prepisku: M.T. Kalagasidis Krušić, Tehnološko–metalurški fakultet,
Univerzitet u Beogradu, Karnegijeva 4, 11000 Beograd, Srbija.
E-pošta: [email protected]
Rad primljen: 27. avgust, 2010
Rad prihvaćen: 29. septembar, 2010
511

Menu

NB Milosavljević I Sar SINTEZA I KARAKTERIZACIJA SEMIINTERPENETRIRAJUĆIH MREŽA