Modellering av och frisättning från mikrokapslar av core-shell morfologi

Abstract

Antimikrobiella substanser används för att motverka oönskad tillväxt av mikroorganismer. När antimikrobiella substanser används i produkter är det viktigt att tillräckligt hög ytkoncentration erhålls under hela produktens livslängd, för att bibehålla antimikrobiell funktion. Frisättningen från produkten, som är den antimikrobiella substansens transport ut ur materialet, kan kontrolleras genom att innesluta substansen i mikrokapslar. En mikrokapsel är en sfärisk partikel som fungerar som en reservoar för en substans och som kan appliceras i olika produkter såsom sårvård och målarfärg. I projektet undersöktes frisättning av substanser av varierande hydrofobicitet som inkapslats i mikrokapslar. Det finns flera olika morfologier av mikrokapslar, varav de som undersöktes var av morfologierna mikrosfär respektive core-shell. Mikrokapslarna formulerades med polymeren poly(mjölksyra-ko-glykolsyra) och som oljekärna för core-shell morfologin användes n-hexadekan. Substanserna som användes var av modellkaraktär och utgjordes av pyren samt två olika pyren-derivat. Experimentella studier och modellanpassning utfördes för att erhålla fysikaliska parametrar för morfologin mikrosfärer. Parametrarna användes sedan för att simulera frisättningen i Comsol och jämföra med frisättningsstudier av morfologin core-shell. Resultaten visade att modellering och simulering av mikrosfärer överensstämde med varandra och den experimentellt uppmätta frisättningen. Däremot avvek simuleringen för core-shell från experimentellt framtagen frisättning. Då simuleringen för core-shell bygger på fysikaliska parametrar från mikrosfärer tyder det på att en eller flera av parametrarna skiljer sig åt med avseende på morfologierna mikrosfär samt core-shell. En första hypotes var därför att oljekärnan ersätts med vatten under frisättningen, men hypotesen förkastades efter ytterligare experimentella studier. En ny hypotes har därför formulerats, vilken innebär att oljefasen mjukgör polymeren. Ett förslag till att på så sätt undersöka hur oljefasen påverkar polymeren vore att studera frisättning från mikrosfärer till en olja.