Published February 25, 2014 | Version v1
Publication Open

Fabrication of Cationic Exchange Polystyrene Nanofibers for Drug Delivery

Creators

  • 1. Silpakorn University
  • 2. University of Benin

Description

Purpose: To prepare polystyrene nanofiber ion exchangers (PSNIE) with surface cation exchange functionality using a new method based on electrospinning and also to optimize crosslinking and sulfonation reactions to obtain PSNIE with maximum ion exchange capacity (IEC).Method: The nanofibers were prepared from 15% w/v polystyrene solution in dimethylacetamide (DMAc) containing 0.025 %w/v tetrabutylammonium bromide (TBAB) using electrospinning technique, followed by crosslinking with sulfuric acid/formaldehyde in a ratio ranging from 100/0 to 50/50 v/v and sulfonation in sulfuric acid.Degree of crosslinking was determined as the amount of fibers that remained in dichloromethane.The morphology and diameter of the fibers were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) while IEC of PSNIE was performed by salt splitting titration.Results: PSNIE crosslinked with a sulfuric acid/formaldehyde ratio of 90/10 with 0.1 %w/v silver sulfate for 10 min at 70  C and sulfonated in 98 % sulfuric acid with 0.2 %w/v silver sulfate as the catalyst at 100  C for 30 min showed a maximum IEC of 3.21 meq/g-dry-PSNIE.Increase in sulfonation temperature caused the IEC of PSNIE to increase due to faster sulfonation.It was observed that the higher the temperature the faster the rate of sulfonation reaction.The diameter of the fibers after sulfonation was 404 ± 42 nm. Conclusion:These results indicate that PSNIE can be successfully prepared by electrospinning.Furthermore, cationic drug can be loaded onto the novel PSNIE for controlled release delivery.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الغرض: تحضير مبادلات أيونات البوليسترين النانوية (PSNIE) بوظيفة تبادل الكاتيونات السطحية باستخدام طريقة جديدة تعتمد على الغزل الكهربائي وأيضًا لتحسين تفاعلات الربط التشابكي والكبريت للحصول على PSNIE بأقصى سعة تبادل أيونات (IEC). الطريقة: تم تحضير الألياف النانوية من 15 ٪ وزن/حجم من محلول البوليسترين في ثنائي ميثيل أسيتاميد (DMAc) يحتوي على 0.025 ٪وزن/حجم من بروميد رباعي بوتيل الأمونيوم (TBAB) باستخدام تقنية الغزل الكهربائي، متبوعًا بالربط التشابكي مع حمض الكبريتيك/الفورمالديهايد بنسبة تتراوح من 100/0 إلى 50/50 فولت/v والكبريت في حمض الكبريتيك. تم تحديد درجة الربط التشابكي على أنها كمية الألياف المتبقية في ثنائي كلورو الميثان. تم تقييم مورفولوجيا وقطر الألياف عن طريق المسح المجهري الإلكتروني (SEM) بينما تم إجراء IEC لـ PSNIE عن طريق معايرة تقسيم الملح. النتائج: PSNIE مرتبطة تشابكيًا بنسبة حمض الكبريتيك/الفورمالديهايد بنسبة 90/10 مع 0.1 ٪وزن/حجم كبريتات الفضة لمدة 10 دقائق عند 70 درجة مئوية وكبريتات في 98 ٪ حمض الكبريتيك مع 0.2 ٪وزن/حجم كبريتات الفضة كمحفز عند 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة أظهرت أن الحد الأقصى لـ IEC هو 3.21 ميكرو/جم- جاف- PSNIE. زيادة في تسببت درجة حرارة الكبريت في زيادة IEC لـ PSNIE بسبب سرعة الكبريت. ولوحظ أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة كلما كان معدل تفاعل الكبريت أسرع. كان قطر الألياف بعد الكبريت 404 ± 42 نانومتر. الاستنتاج: تشير هذه النتائج إلى أنه يمكن تحضير PSNIE بنجاح عن طريق الغزل الكهربائي. علاوة على ذلك، يمكن تحميل الدواء الكاتيوني على PSNIE الجديد للتسليم الخاضع للرقابة.

Translated Description (French)

Objectif : Préparer des échangeurs d'ions de nanofibres de polystyrène (PSNIE) avec une fonctionnalité d'échange de cations de surface en utilisant une nouvelle méthode basée sur l'électrofilage et également optimiser les réactions de réticulation et de sulfonation pour obtenir des PSNIE avec une capacité d'échange d'ions maximale (IEC) .Méthode : Les nanofibres ont été préparées à partir d'une solution de polystyrène à 15% p/v dans du diméthylacétamide (DMAc) contenant 0,025%p/v de bromure de tétrabutylammonium (TBAB) en utilisant une technique d'électrofilage, suivie d'une réticulation avec de l'acide sulfurique/formaldéhyde dans un rapport allant de 100/0 à 50/50 v/v et sulfonation dans l'acide sulfurique.Le degré de réticulation a été déterminé comme la quantité de fibres restantes dans le dichlorométhane.La morphologie et le diamètre des fibres ont été évalués par microscopie électronique à balayage (MEB) tandis que la CEI du PSNIE a été effectuée par titrage par fractionnement du sel.Résultats : le PSNIE réticulé avec un rapport acide sulfurique/formaldéhyde de 90/10 avec 0,1 %p/v de sulfate d'argent pendant 10 min à 70 C et sulfoné dans de l'acide sulfurique à 98 % avec 0,2 %p/v de sulfate d'argent comme catalyseur à 100 C pendant 30 min a montré une CEI maximale de 3,21 meq/g-sec-PSNIE.Augmentation de la température de sulfonation a provoqué une augmentation de l'IEC du PSNIE en raison d'une sulfonation plus rapide. Il a été observé que plus la température était élevée, plus le taux de réaction de sulfonation était rapide. Le diamètre des fibres après sulfonation était de 404 ± 42 nm. Conclusion :Ces résultats indiquent que le PSNIE peut être préparé avec succès par électrofilage. En outre, le médicament cationique peut être chargé sur le nouveau PSNIE pour une administration à libération contrôlée.

Translated Description (Spanish)

Propósito: Preparar intercambiadores iónicos de nanofibras de poliestireno (PSNIE) con funcionalidad de intercambio catiónico superficial utilizando un nuevo método basado en electrohilado y también para optimizar las reacciones de reticulación y sulfonación para obtener PSNIE con capacidad máxima de intercambio iónico (IEC) .Método: Las nanofibras se prepararon a partir de una solución de poliestireno al 15% p/v en dimetilacetamida (DMAc) que contenía bromuro de tetrabutilamonio al 0,025%p/v (TBAB) utilizando la técnica de electrohilado, seguido de reticulación con ácido sulfúrico/formaldehído en una relación que varía de 100/0 a 50/50 v/v y sulfonación en ácido sulfúrico. El grado de reticulación se determinó como la cantidad de fibras que quedaban en diclorometano. La morfología y el diámetro de las fibras se evaluaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), mientras que la IEC de PSNIE se realizó mediante titulación por división de sal. Resultados: PSNIE reticulado con una relación de ácido sulfúrico/formaldehído de 90/10 con sulfato de plata al 0,1 %p/v durante 10 min a 70 C y sulfonado en ácido sulfúrico al 98 % con sulfato de plata al 0,2 %p/v como catalizador a 100 C durante 30 min mostró una IEC máxima de 3,21 meq/g de PSNIE seco. Aumento en la temperatura de sulfonación hizo que la IEC de PSNIE aumentara debido a una sulfonación más rápida. Se observó que cuanto mayor era la temperatura, más rápida era la velocidad de la reacción de sulfonación. El diámetro de las fibras después de la sulfonación fue de 404 ± 42 nm. Conclusión:Estos resultados indican que el PSNIE se puede preparar con éxito mediante electrohilado. Además, el fármaco catiónico se puede cargar en el nuevo PSNIE para la administración de liberación controlada.

Files

90664.pdf

Files (1.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cca82b89e8bc66dc9fb639c8094bca39
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصنيع ألياف البوليسترين النانوية للتبادل الكاتيوني لتوصيل الأدوية
Translated title (French)
Fabrication de nanofibres de polystyrène d'échange cationique pour l'administration de médicaments
Translated title (Spanish)
Fabricación de nanofibras de poliestireno de intercambio catiónico para la administración de fármacos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2143046478
DOI
10.4314/tjpr.v13i2.4

Is supplement to
https://openalex.org/W4323308209 (Other)
https://openalex.org/W2984657304 (Other)
https://openalex.org/W2810712243 (Other)
https://openalex.org/W2729804744 (Other)
https://openalex.org/W2416061734 (Other)
https://openalex.org/W2317213525 (Other)
https://openalex.org/W2233289841 (Other)
https://openalex.org/W1992837547 (Other)
https://openalex.org/W1978345929 (Other)
https://openalex.org/W1965004401 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1971102770
  • https://openalex.org/W1982885233
  • https://openalex.org/W1992837547
  • https://openalex.org/W1993017082
  • https://openalex.org/W1994783732
  • https://openalex.org/W1998153272
  • https://openalex.org/W2000688458
  • https://openalex.org/W2011047246
  • https://openalex.org/W2014992823
  • https://openalex.org/W2025791357
  • https://openalex.org/W2031180341
  • https://openalex.org/W2038462020
  • https://openalex.org/W2060732617
  • https://openalex.org/W2061053546
  • https://openalex.org/W2090948132
  • https://openalex.org/W2093884735
  • https://openalex.org/W2095331188
  • https://openalex.org/W2142787492
  • https://openalex.org/W651447696