Лабораторно-практическая работа «Определение волокнистого состава тканей из натуральных и химических волокон» план-конспект занятия по технологии (7 класс) на тему. Свойства тканей из химических волокон Методы определения волокнистого состава ткани

Цель работы: Изучить группы свойств тканей.

Материалы для работы:

Время работы - 4 часа

Задание. Изучить свойства ткани. Провести исследования по определению показателей свойств образцов ткани.

К этим свойствам относятся гигроскопичность, воздухопроницаемость, паропроницаемость, водоупорность, пылеемкость, электризуемость.

1. Определение гигроскопичности ткани.

Гигроскопичность характеризует способность ткани впитывать влагу из окружающей среды (воздуха). Гигроскопичностью называют влажность ткани при 100 %-й относительной влажности воздуха и температуре 20±2 0 С. Гигроскопичность W г %, определяют по результатам взвешивания увлажненного и сухого образцов, используя формулу

W г = (m 100 - m с) ´ 100/m с,

где m 100 - масса образца, выдержанного в течение 4 ч при относительной влажности 100 %, г;

т с - масса абсолютно сухого образца, г.

2. Определение воздухопроницаемости ткани.

Воздухопроницаемость - способность ткани пропускать через себя воздух. Она характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости В Р, который показывает, какое количество воздуха проходит через единицу площади в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны ткани. Коэффициент воздухопроницаемости В p , дм 3 /(м 2 с), подсчитывается по формуле:

где V- количество воздуха, прошедшего через материал, дм 3 ;

S- площадь материала, м 2 ;

t - длительность прохождения воздуха, с.

Стандартный метод определения воздухопроницаемости предусматривает применение приборов.

3. Определение электризуемости ткани.

Электризуемость имеет немаловажное значение для комплексной физиолого-гигиенической оценки текстильных изделий, особенно содержащих химические волокна и нити. Процесс генерации изделием зарядов статического электричества называется электризацией. Свойство материала генерировать заряды статического электричества носит название электризуемости.

Стандартным в нашей стране является метод определения удельного поверхностного электрического сопротивления на приборе ИЭСТП.

Литература

Лабораторная работа 11 Анализ пороков текстильных материалов

Цель работы

Освоение основных методов распознавания вида текстильных волокон. Органолептический метод.

Материалы для работы: лупа, микроскоп, ножницы, образцы тканей и трикотажа, контрольные образцы, наглядный материал.

Время работы - 2 часа

Задание: Исследовать волокна ткани органолептическими методами.

Все пороки текстильных материалов подразделяют на три группы:

· пороки волокон и нитей;

· пороки ткачества;

· пороки отделки.

На рис. 11-13 и в табл. 47 приведены наиболее распространенные дефекты волокон, их характеристика и причины возникновения.

Рис. 11. Виды сорных примесей и пороков хлопкового волокна:

а – жгутики, б – комбинированные жгутики, в – пластинки незрелых волокон, г – незрелые семена, д – сорные примеси, е – кожица с волокном

Рис. 12. Виды пороков и сорных примесей чесаного льна:

а, б – шишки, в – костра, г - недоработки

Рис. 13. Пороки вискозных волокон:

а – склейка, б – грубые волокна, в – роговидные волокна (колючки), г - мушки

Таблица 47

Основные виды дефектов волокон

Наименование дефектов	Причины возникновения и характеристика
Незрелые волокна	Дефект хлопка. У волокон тонкие стенки, лентообразная форма, широкий канал, отсутствие извитости
Галочки	Оставшиеся после очистки хлопка мелкие кусочки коробочек хлопчатника просматриваются на поверхности тканей в виде мелких темных точек
Закостренность	Дефект льняных волокон, засоренных кострой
Шишки	Спутанные в процессе обработки комки волокна, уплотненные у льна, рыхлые у шелка
Засореность шерсти	Шерсть животных засорена репьем и другими растительными примесями (лопух, ковыль, чертополох и др.), а также перхотью
Переследы	Местное утонение волокна шерсти, вызванное голоданием или болезнью животных
Мертвый волос	Грубое, слабое, бесцветное и ломкое волокно, не поддающееся свойлачиваниюи крашению
Моховатость (ворсистость)	В процессе излишних механических воздействий шелковые волокна раздавливаются и распадаются на более мелкие компоненты (фибриллы) и делаются ворсистыми
Склейки	Прочное склеивание нескольких элементарных волокон вискозного штапельного волокна
Жгутики	Слабо склеенные пучки элементарных волокон штапельного вискозного волокна

В группе пороков ткачества выделяют три подгруппы: пороки по основе, пороки по утку, общие пороки изделия; в группе пороков отделки – 4 подгруппы: предварительной отделки, пороки гладкого крашения, пороки набивки, пороки заключительной и специальной отделок.

Наиболее часто встречающиеся пороки внешнего вида тканей приведены в табл. 48.

Таблица 48

Пороки внешнего вида тканей

Порок	Вид порока	Описание	Этап производства, на котором возникает порок

Засоренность	Распро-страненный	Наличие костры на поверхности льняных тканей и репья на шерстяных	Прядение
Шишковатость	»	Наличие на поверхности тканей коротких утолщений пряжи в результате скопления волокон	»
Зебристость	»	Наличие на поверхности ткани прочно закрепленных небольших комочков перепутанных волокон	Ткачество
Утолщенная нить	Местный	Наличие нитей основы или утка, имеющих более высокую линейную плотность, чем нити основного фона ткани	»
Близна	»	Отсутствие одной или нескольких нитей основы	»
Пролет	»	Отсутствие одной или нескольких нитей утка по всей ширине ткани или на ограниченном участке	»
Подплетина	»	Наличие рядом лежащих неправильно переплетенных и оборванных нитей по основе и утку на небольшом участке	»
Забоина	»	Полосы во всю ширину ткани вследствие повышенной плотности по утку	»
Недосека	»	То же вследствие пониженной плотности по утку	»
Ворсовая плешина	Распространенный	Отсутствие ворса на ограниченном участке ткани	»
Перекос	»	Неперпендикулярное расположение нитей основы к нитям утка	»
Разноот-теночность	»	Разная интенсивность окраски или печати	Печатание
Щелчок	Местный	Наличие окрашенного участка небольшого размера и неопределенной формы, образовавшегося от попадания под раклю пуха, ниток	»
Засечка	»	Отсутствие рисунка на ткани вследствие образования складки во время на-несения рисунка	»
Растраф рисунка	Распро-страненный	Смещение отдельных деталей рисунка на ткани	»

Результаты выполнения задания оформите в виде таблицы 49:

Таблица 49

Результаты исследования образцов

Контрольные вопросы

1. Что такое ткацкое переплетение? Назовите классы ткацких переплетений.

2. Каким переплетением вырабатывают ситец, кашемир, сукно, бархат?

3. Как называется полушерстяная ткань с рисунком в полоску или в клетку комбинированного переплетения? Как составляют раппорт комбинированного переплетения?

4. Что такое плотность ткани? Какие характеристики плотности Вы знаете? Как изменяются свойства ткани в зависимости от плотности?

5. Что такое фазы строения ткани? Что влияет на фазу строения ткани?

6. Как определить лицевую и изнаночную стороны ткани? направление основы и утка ткани?

7. Какие характеристики геометрических свойств ткани Вам известны? Как определяют длину, ширину, толщину ткани?

8. Что такое поверхностная плотность ткани? Чем отличаются показатели плотности и поверхностной плотности ткани?

9. Какие разрывные характеристики тканей Вы знаете?

10. От чего зависят жесткость и драпируемость ткани? Какими методами определяют драпируемость ткани?

11. Что такое сминаемость ткани? От чего она зависит? На что влияет сминаемость ткани?

12. Что такое раздвижка нитей ткани, осыпаемость ткани? От чего они зависят? Как они влияют на процессы изготовления одежды?

13. Дайте определение гигиенических свойств ткани. Назовите характеристики гигиенических свойств.

14. Дайте характеристику износостойкости ткани. Какие методы определения износостойкости Вы знаете? От чего зависит износостойкость ткани?

Литература

1. Вилкова, С.А Экспертиза потребительских товаров: Учебник. –М,: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2012.-284 с.

2. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. / И.М. Лифиц. – М.: Юрайт-Издат, 2004. – 335 с.

3. Неверов, А.Н. Идентификационная и товарная экспертиза одежно-обувных и ювелирных товаров / А.Н. Неверов, Е.Л. Пехташева, Е.Ю. Райкова / Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2012. – 472с. – (Высшее образование)

4. Товароведение и экспертиза промышленных товаров: учебник / под ред. проф. А.Н. Неверова. – М.: МЦФЭР, 2006. – 848 с.

Вискозное волокно представляет собой чистую целлюлозу, полученную из еловой древесины (щепы) без каких-либо примесей. В зависимости от назначения вискоза может иметь блестящую или матовую поверхность. Изменяя блеск, толщину и извитость волокон, вискозной ткани можно придать вид шелка, хлопка или шерсти. Применяя утолщенные вискозные нити, можно добиться имитации льняного полотна.

Вискозные ткани уступают по прочности натуральному шелку, хотя вырабатываются и сверхпрочные вискозные ткани. В мокром состоянии их прочность значительно снижается - на 50-60 %. Вискоза лучше, чем хлопок, впитывает влагу, но уступает ему в износоустойчивости.

Горят волокна вискозы так же, как льняные и хлопковые: быстро, ровно, ярким пламенем, пахнут жженой бумагой, оставляют легко рассыпающуюся золу светло-серого цвета. Волокна вискозы в отличие от растительных волокон чувствительны к действию щелочей и кислот.

Для ацетатного волокна сырьем служат отходы древесины и хлопка. Шелковые ткани из ацетатного волокна внешне очень похожи на натуральный шелк, имеют блестящую поверхность.

Ткани из ацетатного волокна плохо впитывают влагу, но быстро сохнут; они обладают меньшей прочностью, чем вискоза, но большей упругостью, поэтому почти не мнутся, хорошо сохраняют форму. Ацетат не переносит сильный нагрев и плавится при температуре 210 °С.

Ткани из синтетических волокон

Синтетические ткани производят из волокон, получаемых в результате сложных химических реакций. Они отличаются друг от друга химическим составом, свойствами, характером горения.

В разных странах эти волокна называются по-разному, поэтому остановимся только на наиболее распространенных волокнах и тканях из них.

Ткани из полиэстера, лавсана, кримплена мягкие и гибкие, но очень прочные. Они практически не мнутся, хорошо закрепляют форму при нагревании, держат складки и плиссе, не выгорают на солнце, не поражаются молью и микроорганизмами. Их недостаток - низкая гигроскопичность.

Нейлон, капрон, дедерон - самые прочные из всех синтетических волокон. Ткани из этих волокон жестковаты на ощупь, имеют гладкую поверхность, прочны на разрыв, устойчивы к истиранию, не выцветают и мало мнутся, не поражаются молью и микроорганизмами. Из недостатков можно отметить плохую впитываемость и чувствительность к высоким температурам.

Акрил, нитрон имеют вид объемных извитых волокон, поэтому ткани из них очень напоминают шерсть. Они обладают теми же свойствами, что и ткани из полиэстера, очень чувствительны к высокой температуре: быстро плавятся, приобретая коричневый цвет, затем горят коптящим пламенем.

Эластан (лайкра) чаще всего используется в смеси с другими волокнами. Эластановые волокна очень эластичны при растяжении, способны увеличивать свою длину в семь раз, а затем сокращаться до первоначального размера.

Ткани с эластаном применяют при изготовлении облегающей одежды: брюк, джинсов, трикотажа, чулочно-носочных изделий. Такая одежда прилегает к фигуре и не стесняет движений. Изделия с эластаном хорошо растягиваются, мало мнугся и отличаются прочностью.

Сравнительная характеристика свойств тканей из различных волокон представлена в таблице 5. Ткани перечислены в порядке убывания свойств.

Таблица 5. Сравнительная характеристика свойств тканей из различных волокон

Прочность	Усадка	Гигроско- пичность	Эластич- ность	Отстиры- ваемость
			1. Эластан	1. Эластан
2. Полиэстер				2. Полиэстер

		4. Вискоза
			5. Полиэстер

7. Вискоза			7. Вискоза

		9. Полиэстер		9. Вискоза
10. Эластан		10. Эластан		10. Шерсть

Практическая работа № 9

Определение состава тканей и изучение их свойств

Инструменты и материалы: рабочая коробка, образцы материалов из хлопка, льна, шерсти, натурального шелка, шелка из искусственных и синтетических волокон; блюдце или кювета с водой; тигель для поджигания нитей.

Изучите материал этого параграфа.
Выберите шесть образцов из всех предложенных материалов.
Определите на ощупь степень гладкости и мягкости каждого образца.
Определите сминаемость образцов: зажмите каждый из них в кулаке, подержите так 30 с, а затем раскройте ладонь.
Выньте две нити из каждого образца и намочите одну из них в блюдце с водой. Разорвите сначала сухую, а затем мокрую нить. Определите, меняется ли при этом их прочность.
Выньте нить из каждого образца и подожгите в тигле. Проанализируйте вид пламени, запах и оставшийся после горения пепел.
Заполните в рабочей тетради таблицу 6, отметив наличие того или иного свойства.

Таблица 6. Определение состава тканей по их свойствам

Обобщив полученные данные, определите сырьевой состав каждого образца ткани.
Подумайте, какой по составу должна быть ткань для следующих изделий:
- летнее платье;
- шторы;
- обивка для мебели;
- ночная сорочка;
- свитер для зимних видов спорта;
- купальник;
- зонтик;
- плащ.

Новые понятия

Вискозное волокно, ацетатное волокно, ткани из синтетических волокон.

Контрольные вопросы

1. Для чего необходимо знать волокнистый состав тканей? 2. Где используют ткани из химических волокон? 3. Какими свойствами обладают вискозные ткани? 4. Одежда из каких тканей преобладает в вашем гардеробе?

характеристик: фактической и поверхностной плотности;

механических свойств»

Цель работы:

1. Определить размерные характеристики ткани: линейную плотность, поверхностную плотность; основные структурные характеристики.

2. Определить механические свойства ткани.

Выполнение работы:

Определение фактической плотности ткани

Таблица 8

1. Определение линейной плотности ткани (основных (То) и уточных (Ту) нитей).

2. Определение относительной плотности ткани по формуле 1 и 2 (если линейная плотность основных и уточных нитей разная):

, Еу = (2)

где С – коэффициент равный для х/б - 83-100; для шерсти - 74-80,

штапельная вискозная пряжа - 80, НВис - 83, НШС – 100;

По, Пу – фактическая плотность нитей по основе и утку;

То, Ту – линейная плотность нитей основы и утка.

3. Вычислить поверхностное заполнение ткани (Еs) по формуле 3:

4. Вычислить поверхностную плотность ткани по формуле 4:

G = 0,01*(То*По + Ту*Пу), г/м 2 (4)

5. Определение драпируемости по методу ЦНИИ шелка (метод иглы).

5.1. Вычислить коэффициент драпируемости в % относительно по основе и утку по формуле 5:

Д=(200-А)*100/200 (5)

5.2. Сравнительный анализ результатов: ________________________________

6. Определение прочности ткани при растяжении. ________________________

_________________________________________________

7. Определение сминаемости ткани.

7.1. Отметить, что повлияло на сминаемость данной ткани?

___________________________________

8. Ответы на контрольные вопросы.

1. Как влияет поверхностная плотность ткани на ее свойства и назначение?

_____________________

2. Что такое жесткость ткани? _________________________________________

_____________________

3. Факторы, влияющие на жесткость ткани. ______________________________

____________________________

4. Влияние жесткости, драпируемости, сминаемости на выбор модели одежды.

____________________________

· Оценка и комментарии преподавателя.

Практическое занятие № 8

Тема: «Определение технологических свойств тканей »

Цель работы:

1. Изучить технологические свойства определенных проб тканей.

2. Отметить влияние технологических свойств тканей на все стадии швейного производства.

Выполнение работы:

1. Определить основу и уток, лицевую и изнаночную стороны проб тканей и охарактеризовать фактуру лицевой поверхности.

2. Охарактеризовать пряжу (нити) по способу прядения, строению, величине крутки.

3. Определить волокнистый состав по основе и по утку.

4. Определить (примерно) поверхностное заполнение ткани (Еs) и поверхностную плотность (G); ткацкое переплетение; особенности отделки ткани. Данные исследований занести в таблицу 10.

Характеристика ткани

Таблица 10

5. Определить технологические свойства пробы ткани.

5.1. Скольжение ткани________________________________________________

5.1.1. Что повлияло на скольжение ткани? _______________________________

_____________________

5.1.2. Как учитывается скольжение в раскройном производстве?____________

_____________________

5.2. Сопротивление ткани резанию _____________________________________

5.2.1. Отметить, как повлияет это свойство на процессы раскроя.____________

_____________________

5.3. Сжимаемость ткани охарактеризовать большой или меньшей степенью.

5.3.1. Отметить, что повлияло на сжимаемость данной ткани. _______________

5.3.2. Как влияет сжимаемость данной ткани на износостойкость и расход швейных ниток? ________________________________________________________

____________________________

5.4. Осыпаемость ткани ______________________________________________

5.4.1. Что повлияло на осыпаемость конкретной пробы ткани?

____________________________

5.4.2. Что предусмотрено для укрепления шва в изделии, изготавливаемом из данной ткани? __________________________________________________________

_____________________

5.5. Раздвигаемость нитей в швах______________________________________

5.5.1. Что повлияло на раздвигаемость нитей в швах? ______________________

_____________________

5.6. Определение прорубаемости материалов.

Пя= 100*(Нр/Ко), (6)

Где Ня – явная прорубаемость,%

Нр – число разрушенных нитей,

Ко – число проколов иглы по всей длине строчки.

5.6.2. Анализ причин прорубаемости испытываемого материала и рекомендации по снижению явной прорубаемости. ____________________________________

_____________________

5.6.3. Окончательно установить номера игл и ниток для данной пробы ткани.

_____________________

5.7. Изучить методику определения усадки ткани.

5.7.1. Усадку ткани вычисляют отдельно по основе и утку по формулам 7, 8:

Уо=100(L1-L2)/L1, % , где (7)

Уу=100(L1"-L2")/L1" (8)

L1, L1"- первоначальная размеры образца по основе и утку

L2, L2"- размеры образца по основе и утку после замачивания и высушивания.

Примечание: Этот пункт практической работы выполняется как домашнее задание.

Размеры проб 300*300 мм и на них карандашом наносят контрольные метки. Затем карандашные метки обводят несмываемой краской или прошивают нитками. Стирку производить при температуре примерно 40 о С со стиральным порошком в стиральной машине. Затем отжать и прополоскать при температуре 20-25 о С и снова отжать. Отжатые образцы гладят через неаппретированную хлопчатобумажную ткань электроутюгом, нагретым до температуры 200 о С. Утюг можно передвигать в разных направлениях, но без нажима. После глажения образцы выдерживают в нормальных условиях. Расстояние между контрольными метками измеряют с точностью до 1мм и подсчитывают среднее арифметическое с точностью до 0,1 мм. Эти данные используют для вычисления величины усадки.

5.7.2. Сделать выводы по усадке ткани. Какие факторы повлияли на ее величину? ___________________________________________________________________

__________________________________________

5.8. Определить по пробе ткани ее способность к формообразованию при ВТО в зависимости от волокнистого состава, структуры (плотности, переплетения), характера отделки и вида нитей. _______________________________

ID: 2015-07-6-A-5344

Оригинальная статья

Калмин О.В., Венедиктов А.А.*, Никишин Д.В., Живаева Л.В.*

ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет Минобрнауки России; * Общество с ограниченной ответственностью «Кардиоплант»

Резюме

Цель : разработка метода химико-ферментативной обработки ксеноперикарда с целью получения нового материала с низкой биорезорбцией. Методы. Материалом исследования были образцы ксеноперикарда, обработанные стандартным и модифицированным химико-ферментативными методами. Часть образцов ксеноперикарда подвергали исследованию механических свойств. Другая часть образцов имплантировалась экспериментальным животным. Сроки имплантации составили 2 недели, 1 и 2 месяца. После выведения животных из эксперимента производилось гистологическое исследование образцов. Результаты. Установлено, что ксеноперикардиальная пластина, обработанная модифицированным методом, обладает более высоким модулем упругости, большей прочностью и меньшей растяжимостью, в отличие от материала, обработанным запатентованным химико-ферментативным методом. Повышение прочности и упругости, но снижение растяжимости образцов экспериментальной группы связано с обработкой глутаровым альдегидом в более высокой концентрации. В связи с этим биодеградация и биоинтеграция в образцах, подвергшихся стандартной обработке, активно выявляются уже в конце первого месяца после имплантации, в отличие от ксеноперикарда, обработанного модифицированным способом, у которого данные процессы проявляются к концу второго месяца. Заключение . Изучение деформативно-прочностных свойств и микроморфологии ксеноперикардиальной пластины на разных этапах эксперимента подтверждает, что модернизированный метод химико-ферментативной обработки ксеноперикарда позволяет создать биоматериал, обладающий лучшими упруго-эластическими характеристиками и характеризующийся более низкой скоростью биорезорбции и замещения собственной соединительной тканью реципиента.

Ключевые слова

Ксеноперикард, тканевая инженерия, химико-ферментативная обработка, биорезорбция, механические свойства

Введение

О.В. Калмин - ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет Минобрнауки России, кафедра анатомии человека, заведующий кафедрой, доктор медицинских наук, профессор; А.А. Венедиктов - Общество с ограниченной ответственностью «Кардиоплант»; Д В. Никишин - ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет Минобрнауки России, кафедра анатомии человека, доцент, кандидат медицинских наук; Л.В. Живаева - Общество с ограниченной ответственностью «Кардиоплант».

На современном этапе развития в реконструктивной медицине одной из наиболее актуальных является проблема подбора материалов для проведения реконструктивных хирургических манипуляций.

Хорошо известно, что «идеальный» трансплантат должен отвечать следующим требованиям: не приводить к воспалительной реакции; не оказывать токсического и иммуногенного действия; должен сохранять заявленные свойства как на этапе хранения, так и в организме, в который он был имплантирован; обладать способностью к физиологической деградации с образованием безопасных продуктов распада; обладать необходимой скоростью деградации, соответствующей процессам образования новой соединительной ткани; давать возможность нанесения биологически активных веществ на его поверхность; должен обладать эффективной и универсальной возможностью стерилизации; иметь длительные сроки хранения.

Наиболее часто в клинической медицине для трансплантации используют следующие основные виды материалов: аутотрансплантаты, аллотрансплантаты и синтетические материалы.

Аутотрансплантаты - это собственные ткани организма пациента. Этот материал имеет значительный плюс, он высоко биосовместим, но при проведении хирургических манипуляций с его использованием врачу приходится забирать материал и, как следствие, травмировать пациента, что увеличивает период реабилитации пациента .

Аллотрансплантаты - это ткани и органы, взятые от донора (человека). В качестве донора может выступать трупный материал. Данный материал труднодоступен, т.к. в Российской Федерации практически отсутствуют банки с алломатериалами. При этом такой материал может нести в себе риск заражения различными инфекциями, что является недопустимым в клинической медицине .

Синтетические материалы широко распространены в практической медицине, имеют относительно небольшую стоимость, но обладают малым уровнем биоинтеграции и довольно часто отторгаются .

Ксенотрансплантаты - это ткани и органы, которые взяты от животных. Их использование началось еще в конце XX века, однако они редко использовались из-за несовершенной методики изготовления ксеноматериала: оставшиеся в материале клетки запускали иммунный ответ, что способствовало отторжению имплантатов.

Основной причиной антигенности являются клетки ксеноматериала, а также глизоамингликаны. Именно поэтому в процессе подготовки необходимо разрушить клетки и вывести их из материала. Суть наиболее распространенного метода обработки ксеноперикарда, использующегося на данный момент (Патент на изобретение РФ № 2197818 от 28.10.2008 г.), состоит в том, что фермент разрушает носители антигенности, а вследствие обработки ткани гипертоническими растворами хлорида натрия фрагменты клеток удаляются из материала. При этом волокна соединительной ткани остаются незатронутыми и сохраняют свою структуру, а дальнейшая обработка глутаровым альдегидом превращает ткань ксеноматериала в биополимер. Однако данный метод не лишен недостатков и требует дальнейшего развития и оптимизации.

Цель

Целью настоящего исследования явилась разработка метода химико-ферментативной обработки ксеноперикарда с целью получения нового материала с низкой биорезорбцией.

Материал и методы

Взятие ксеноперикарда производилось не позднее 20 минут с момента забоя животного. Полученный перикард погружался в физиологический раствор и доставлялся в лабораторию для дальнейшей обработки. Образцы были разделены на 2 группы: опытную и контрольную. В каждой группе исследовалось по 20 образцов ксеноперикарда.

Контрольная группа была обработана стандартным методом (Патент РФ № 2197818 от 28.10.2008 г.). Опытную группу образцов ксеноперикарда подвергали действию протеолитического фермента при различных режимах: изменяли время обработки, концентрацию протеолитического фермента, температуру при обработке, уровень рН, а также концентрацию сшивающего агента, в качестве которого служил раствор глутарового альдегида. Подобная модель ткани, будучи относительно «сильно зашитой», в теории должна обладать пониженной скоростью биоразложения. В конце обработки ксеноперикарда проводился гистологический контроль материала на наличие клеточных элементов и сохранность коллагеновых и эластических волокон ксеноперикарда.

На половине образцов из каждой группы изучали деформативно-прочностные свойства биоматериала. Исследование проводили на испытательной машине INSTRON-5944 BIO PULS, при этом изучались: максимальная нагрузка, максимальная относительная деформация, модуль упругости, напряжение при растяжении при максимальной нагрузке. Во время измерений образцы смачивались в физиологическом растворе.

Оставшиеся 10 образцов из каждой группы имплантировали экспериментальным животным. При проведении эксперимента соблюдались положения Европейской Конвенции по защите экспериментальных животных (1986 г.). В качестве экспериментальных животных выступали белые крысы породы Wistar массой до 260 г. Экспериментальных животных содержали на обычной диете. Экспериментальную модель создавали путем имплантации образцов материалов животным под кожу в область межлопаточного пространства. Операция проводилась в условиях стерильности под масочным эфирным наркозом. Подкожные полости формировали тупым способом с помощью стерильного шпателя. Разрез ушивали рассасывающейся нитью. Срок имплантации составил 2 недели, 1 месяц и 2 месяца. По истечении сроков образцы из каждой экспериментальной группы извлекали и производили гистологический анализ материала. Образцы тканей фиксировали в нейтральном 10%-ном формалине, проводили через батарею спиртов возрастающей концентрации и заливали в парафин. Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином-эозином и по методу Вейгерта-Ван-Гизона. Используя микроскоп с цифровой фото насадкой, разрешением 7 мегапикселей с каждого гистологического препарата было получено по три фотографии. На микрофотографиях изучали: состояние коллагеновых и эластических волокон; наличие и характер клеточных элементов; наличие новообразованных кровеносных сосудов; явления биоинтеграции и биодеградации; наличие и степень воспалительной реакции.

Результаты

Исследование деформативно-прочностных свойств. Исследование выявило, что образцы ксеноперикардиальной пластины, обработанные запатентованным и экспериментальным методами, имеют различные деформативно-прочностные свойства (табл. 1).

Модуль упругости (модуль Юнга) пластин ксеноперикарда экспериментальной группы был выше в 1,52 раза, чем в контрольной группе. Наоборот, максимальная относительная деформация образцов экспериментальной группы была ниже в 1,32 раза по сравнению с контрольной. Образцы экспериментальной группы обладали более значительной прочностью по сравнению с контрольной группой, прошедшей запатентованную обработку (в 1,36 раза). Повышение прочности и упругости, но снижение растяжимости образцов экспериментальной группы связано с обработкой глутаровым альдегидом в более высокой концентрации. В результате такой обработки происходит образование большего количества поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами. Вследствие этого коллагеновая сеть становилась более плотной, а весь ксеноматериал становится более прочным и упругим, но менее растяжимым.

Значение напряжения при максимальной нагрузке в контрольной группе незначительно отличалось от аналогичного показателя экспериментальной группы. Следовательно, такой вид модификации ксеноперикардиальной пластины не оказывает сильного влияния на распределение сил между волокнами при приложении нагрузки в виде одноосного растяжения.

Микроскопическое исследование.

1. Обработка ксеноперикарда стандартным методом. При гистологическом исследовании контрольных образцов ксеноперикарда, прошедших стандартную обработку, было установлено, что при окраске гематоксилином и эозином клеточные элементы не выявлялись; при окраске по методу Вейгерта-Ван-Гизона, несмотря на обработку ксеноперикарда агрессивными веществами и разрушение клеточных элементов, состояние эластических и коллагеновых волокон оставалось без изменений.

При исследовании ксеноперикарда на 14-е сутки после имплантации при окраске гематоксилином и эозином отмечались было установлено, что в 2 образцах имелась слабо выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация (в среднем на 2/3 от общей толщины ксеноперикардиальной пластины) с включением эпителиоидных клеток и клеток фибропластического ряда, в 1 образце - умеренно выраженная лимфогистиоцитарная инфильтрация. Вокруг имплантированных образцов ксеноперикарда сохранялась умеренная клеточная инфильтрация, наблюдалось образование грануляционной ткани с единичными новообразованными сосудами (рис. 1).

Рис. 1. Контрольные образцы ксеноперикарда (а - ксеноперикард, обработанный стандартным методом, окраска гематоксилином-эозином, х200; б - ксеноперикард, обработанный стандартным методом, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; в - ксеноперикард, обработанный модифицированным методом, окраска гематоксилином-эозином, х200; г - ксеноперикард, обработанный модифицированным методом, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400)

При анализе гистологических препаратов, окрашенных по Вейгерту-Ван-Гизону, выявлено частичное разрушение коллагеновых и эластических волокон, что свидетельствует об активных процессах биодеградации исследуемого фрагмента ксеноперикарда.

К концу первого месяца эксперимента в местах прилегания трансплантата к тканям реципиента отмечались выраженные пролиферативные процессы. Ксеноперикардиальная пластина имела однородную структуру, по наружной поверхности была инфильтрирована лимфоцитами и гистиоцитами. Пластина была окружена выраженным инфильтрационным валом. В составе клеточного инфильтрата встречались плазматические клетки, лимфоциты, гистиоциты, клетки фибробластического ряда. В области контакта с материалом преобладают лимфоциты и гистиоциты, на периферии грануляционного вала - пролиферирующие фибробласты и очаги новообразованного коллагена. В зоне вокруг ксеноперикарда определялись новообразованные кровеносные сосуды. При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону выявлялись формирующиеся собственные коллагеновые и эластические волокна.

Через 2 месяца после начала эксперимента на поверхности материала отмечались явления биодеградации. Было обнаружено практически полное врастание собственной соединительной ткани и новообразованных сосудов, значительное уменьшение количества лимфоцитов и макрофагов в инфильтрате. Фибробласты активно синтезировали соединительнотканный каркас вокруг трансплантата. При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону определялось большое количество новообразованных собственных коллагеновых и эластических волокон. Подобные изменения свидетельствовали об активном процессе биодеградации ксеноперикардиальной пластины и интеграции в нее собственной соединительной ткани с дальнейшим полным замещением имплантата (рис. 2).

Рис. 2. Ксеноперикард, обработанный стандартным методом, (а - 14-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200, б - 14-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; в - 30-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; г - 30-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; д - 60-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; е - 60-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400)

2 . Обработка ксеноперикарда модифицированным методом. При гистологическом исследовании контрольных образцов ксеноперикарда, обработанных модифицированным методом, было выявлено, что при окраске гематоксилином-эозином клеточные элементы не выявлялись; при окраске по Вейгерту-Ван-Гизону состояние эластических волокон и коллагеновых волокон оставалось без изменений, но они имели более рыхлое пространственное расположение.

При гистологическом исследовании ксеноперикарда на 14-е сутки в образцах при окраске гематоксилином-эозином выявлялась умеренная лимфогистиоцитарная инфильтрация: в одном образце отмечались процессы инкапсуляции, в остальных образцах лейкоциты проникали на 1/3 от общей толщины пластины.

При анализе препаратов, окрашенных по Вейгерту-Ван-Гизону, отмечалось частичное разрушение коллагеновых и эластических волокон на всю глубину лимфогистиоцитарной инфильтрации, а в толще ксеноперикардиальной пластины наблюдались коллагеновые и эластические волокна без изменений, что говорит о слабо активных процессах биодеградации исследуемого объекта.

К концу 1-го месяца эксперимента в тканевом ложе трансплантата отмечаются выраженные пролиферативные процессы. Материал трансплантата имел однородную структуру, по поверхности был инфильтрирован лимфоцитами и гистиоцитами. Трансплантат был окружен выраженным инфильтрационным валом. В составе клеточного инфильтрата выявлялись лимфоциты, гистиоциты, плазматические клетки, клетки фибробластического ряда. В области контакта собственных тканей с материалом имплантата преобладали лимфоциты и гистиоциты, по периферии грануляционного вала - пролиферирующие фибробласты и очаги новообразованного коллагена. В реактивной зоне вокруг ксеноперикарда выявлялись новообразованные кровеносные сосуды. При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону были найдены формирующиеся собственные коллагеновые и эластические волокна.

Через 60 суток обнаруживались явления биодеградации материала на наружной его поверхности, было выявлено практически полное прорастание в пластину собственной соединительной ткани и новообразованных сосудов. Отмечалось значительное уменьшение количества лимфоцитов и макрофагов в воспалительном инфильтрате. Пролиферирующие фибробласты активно формировали соединительнотканный каркас вокруг трансплантата.

При окраске по Вейгерту-Ван-Гизону выявлялось значительное количество собственных коллагеновых и эластических волокон. Выявленные тканевые изменения подтверждали наличие активного процесса биодеградации ксеноперикарда и интеграции в него собственной соединительной ткани с последующим замещением ксеноперикарда (рис. 3).

Рис. 3. Ксеноперикард, обработанный модифицированным методом (а - 14-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; б - 14-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; в - 30-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; г - 30-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400; д - 60-е сутки, окраска гематоксилином-эозином, х200; е - 60-е сутки, окраска по Вейгерту-Ван-Гизону, х400)

Обсуждение

Полученные в ходе проведенных экспериментальных исследований данные показывают, что ксеноперикардиальная пластина, обработанная модифицированным методом, обладает более высоким модулем упругости, большей прочностью и меньшей растяжимостью, в отличие от материала, обработанным запатентованным химико-ферментативным методом, меньше деформируется. Повышение прочности и упругости, но снижение растяжимости образцов экспериментальной группы связано с обработкой глутаровым альдегидом в более высокой концентрации. В результате такой обработки происходит образование большего количества поперечных сшивок между коллагеновыми волокнами.

В связи с этим биодеградация и биоинтеграция в образцах, подвергшихся стандартной обработке, активно выявляются уже в конце первого месяца после имплантации, в отличие от ксеноперикарда, обработанного модифицированным способом, у которого данные процессы проявляются к концу второго месяца. Полученные данные подтверждают довольно высокую эффективность применения модифицированной ксеноперикардиальной пластины в реконструктивных операциях, когда необходимо длительное сохранение механической прочности трансплантата.

Заключение

Изучение деформативно-прочностных свойств и микроморфологии ксеноперикардиальной пластины на разных этапах эксперимента подтверждает, что модернизированный метод химико-ферментативной обработки ксеноперикарда позволяет создать биоматериал, обладающий лучшими упруго-эластическими характеристиками и характеризующийся более низкой скоростью биорезорбции и замещения собственной соединительной тканью реципиента. Результаты исследования позволяют предположить большую эффективность применения ксеноперикардиального имплантата, обработанного модифицированным методом, для восстановления соединительной ткани реципиента. Эти ксеноперикардиальные пластины могут применяться как самостоятельный пластический материал для использования в реконструктивных операциях, требующих имплантаты с указанными свойствами, так и в качестве матрицы для нанесения стволовых клеток, используемых в генной инженерии.

Конфликт интересов. Работа выполнена в рамках приоритетного направления научно-исследовательской деятельности Пензенского государственного университета на 2011-2015 годы № 4 «Биомедицинский кластер».

Литература

Сравнительный анализ использования аутотрансплантата из связки надколенника и учетверенного сухожильного трансплантата m. semitendinosus и m.gracilis для пластики ПКС // VIII конгресс Российского артроскопического общества: программа и тезисы / Д.С. Афанасьев, А.В. Скороглядов, С.С. Копенкин, А.Б. Бут-Гусаим, А.В. Зинченко, В.Ю. Розаев. СПб.: Изд-во «Человек и его здоровье», 2009. С. 104.
Батпенов Н.Д., Баймагамбетов Ш.А., Раймагамбетов Е.К. Реконструкция передней крестообразной связки свободным аутосухожилием связки надколенника // VIII конгресс Российского артроскопического общества: программа и тезисы. СПб.: Изд-во «Человек и его здоровье», 2009. С. 104.
Кузнецов И.А. Артроскопическая аутопластика передней крестообразной связки с использованием сухожилия полусухожильной мышцы // Сборник материалов зимнего Всероссийского симпозиума «Коленный и плечевой сустав - XXI век». М., 2000. С. 95-97.
Демичев Н.П. Сухожильная гомопластика в реконструктивной хирургии. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 1970. 102 с.
Кузнецов И.А., Волоховский H.H., Рябинин М.В. Применение аллотрансплантатов при артроскопической реконструкции ПКС коленного сустава // Сборник материалов 2-го конгресса РАО. М., 1997. С. 23.
Кузьмина Ю.О., Королев А.В., Дедов С.Ю. Анализ осложнений, возникающих после артроскопической пластики передней крестообразной связки аллотрансплантатом из связки надколенник // РУДН, ГКБ № 31. М., 2004. С. 56.
Burri C. Grundlagendes Kniebandersatzesdurch Kohlenstoff // Unfallheilkunde. 1980. Bd. 83. S. 208-213.
Klein W. Die arthroskopis chevordere Kreuzbandplastikmit Semitendinosuss chlinge, verstaerktdurch Kennedy-LAD // Arthroskopie. 1990. Bd. 3. S. 7-14.

Ваша оценка: Нет

Сравнить образцы тканей из натуральных и химических волокон по внешнему виду, на ощупь, с по мощью пробы на горение и сделать вывод об их волокнистом составе.

При определении волокнистого состава тканей сравнивайте полученные результаты опытов с показателями свойств тканей из таблицы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

7 класс

Тема: Лабораторно-практическая работа «Определение волокнистого состава тканей из натуральных и химических волокон»

Вощикова Елена Александровна, учитель технологии ГБОУСОШ № 251 г. Санкт-Петербурга

Материалы, инструменты и оборудование: образцы тканей (лоскут) из натуральных (растительного и животного происхождения) и химических (искусственных и синтетических) волокон (четыре образца на группу), емкость с водой, спички или зажигалка, учебное пособие, тетрадь, таблица, форма отчета.

Задание

Ход работы (выполняется группами по 4-5 человек)

1. Подготовьте в тетради форму отчета и по мере изучения образцов ткани заполняйте ее.

2. Пронумеруйте образцы тканей цифрами от 1 до 4.

3. Рассмотрите каждый образец и определите, у каких образцов поверхность блестящая, а у каких - матовая.

4. Определите на ощупь степень гладкости и мягкости каждого образца.

5. Определите сминаемость образцов: зажмите каждый из них в кулаке на 15-20 с, а затем раскройте ладонь.

6. Определите, сильно ли осыпаются края ткани у каждого из образцов.

7. Выньте по две нити из каждого образца. Разорвите сначала сухую, а затем мокрую нить поочередно каждого из четырех образцов. Определите, изменилась ли прочность нитей каждого образца при намачивании.

8. Процесс горения демонстрирует учитель для каждой группы отдельно!

Учитель подожжет нити ткани из каждого образца. Цвет пламени, запах, цвет оставшегося после горения пепла запишите в таблицу.

9. Прикрепите образцы под соответствующими номерами.

10. Сравнив данные заполненной вами таблицы и таблицы в учебнике «Технология. 7 класс» сделайте вывод о волокнистом составе каждого образца.

Форма отчета по практической работе

Признак вида ткани	Номер образца
Признак вида ткани
Блеск
Гладкость поверхности
Мягкость
Сминаемость
Осыпаемость нитей
Прочность нити
Цвет пламени
Запах
Пепел
Вид волокна

Контроль знаний и умений.

Контроль знаний и умений учащихся осуществляется на основании проверки итогов лабораторно-практической работы. Учащиеся, успешно усвоившие учебный материал, безошибочно определяют волокнистый состав ткани: ткань натурального или химического происхождения.

При наличии учебного времени учащимся можно дать контрольное тестовое задание или задание повышенной сложности - кроссворд.

Вопросы для закрепления материала

Выберите вариант ответа.

1. Сырьем для производства синтетических волокон являются:

а) отходы нефти;

б) опилки;

в) природный газ. Ответ-, а, в.

2. К искусственным волокнам относятся:

а) нитрошелк;

б) вискозный шелк;

в) ацетатный шелк;

г) нейлон;

д) капрон. Ответ-, а, б, в.

3. Производство тканей из натуральных волокон происходит в следующей последовательности:

а) прядение - отделка - ткачество;

б) ткачество - отделка - прядение;

в) прядение - ткачество - отделка.

Ответ: в.

4. Что нужно сделать с тканью, чтобы избежать ее

усадки?

а) Декатировать;

б) отутюжить;

в) замочить в холодной воде.

Ответ: а.

5. Установите соответствие между видом волокна и признаком его определения.

Запишите возле цифры из левого столбца соответствующую ей букву правого

Характер горения

1) ацетат А) сгорает полностью с образованием светло-серой золы

2)хлопок Б) горит без пламени, с треском, на конце волокна шарик, рассыпающийся при нажатии

3) натуральный шелк В) горит быстро, вне пламени не горит, на конце бурый плотный шарик

Ответ: 1 - В, 2 - А, 3 - Б.

6. Установите соответствие между видом волокна и характерным запахом при горении.

Волокно Запах при горении

1) ацетат А) горящей бумаги

2) хлопок Б)уксуса

3) натуральный шелк В) жженого волоса
Ответ: 1 - В, 2 - А, 3 - Б.

Столбца

Кроссворд по теме «Материаловедение»

По горизонтали:

1. Технологическое свойство ткани.

2. Вид синтетического волокна.

3. Физико-механическое свойство ткани.

4. Ткацкое переплетение.

5. Вид отделки ткани.

6. Запах хлопка при горении.

По вертикали:

7. Гигиеническое свойство ткани.

8. Вид искусственного волокна.

Ответы: 1. Осыпаемость. 2. Нейлон. 3. Сминаемость. 4. Полотняное. 5. Крашение. 6. Уксус.

7. Пылеемкость. 8. Нитрошелк.

Подведение итогов занятия.

Учитель анализирует итоги лабораторной работы, обобщает полученные знания, выставляет оценки учащимся, дает домашнее задание: составить коллекцию тканей из химических волокон (или творческую аппликацию, коллаж).

Дежурные убирают класс, сдают учителю раздаточный материал.