Waste cotton fabric used to fabricate affordable aerogels that control hemorrhaging / Tessuto di cotone usato per fabbricare aerogel convenienti che controllano l'emorragia

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Assoc Prof Hai Minh Duong (left) & Prof Nhan Phan-Thien

Aerogels made from waste cotton-based fabric waste can be used to control hemorrhaging, claim researchers from the National University of Singapore (NUS) Faculty of Engineering.
Aerogels are among the lightest materials in the world and are highly porous with strong absorption capacity and low thermal conductivity. They are also costly to produce, hindering widespread utilization.
Now, Associate Professor Hai Minh Duong and Professor Nhan Phan-Thien from NUS’ Department of Mechanical Engineering have led a research team in the development of novel cotton aerogels that are easily compressed and quickly recover up to 97 percent of their original size when placed in water.
Assoc Prof Duong said: “This new eco-friendly cotton aerogel is a major improvement from the aerogel that our team had previously developed using paper waste. It is highly compressible, hence storage and transportation costs could be greatly reduced.
“Furthermore, these cotton aerogels can be fabricated within eight hours – this is nine times faster than our earlier invention and about 20 times faster than current commercial fabrication processes. They are also stronger, making them more suitable for mass production.
“While we have demonstrated a novel application of the cotton aerogels for effective hemorrhage control and heat insulation, we will continue to explore new functions for this advanced material.”
Current hemorrhage control devices comprise a syringe filled with small capsules of cellulose-based sponge, coated with chitosan, a natural agent derived from crustacean shells that promote blood clotting. The syringe is inserted into the wound to release the capsule, which expands and applies pressure on the wound to stop the blood flow. According to NUS, the expansion and absorption rates of cellulose-based sponges are still relatively slow.

To address these limitations, NUS researchers developed highly compressible hybrid cotton aerogel pellets that are said to be more effective than cellulose-based sponges for treatment of deep hemorrhagic wounds.
NUS further claimed that the pellets – comprising cotton and cellulose aerogels coated with chitosan – are simple and cost-effective to produce, and they can be easily integrated into a clinical syringe to be used as a hemorrhage control device.
“Each cotton aerogel pellet can expand to 16 times its size in 4.5 seconds – larger and more than three times faster than existing cellulose-based sponges – while retaining their structural integrity,” said Assoc Prof Duong. “The unique morphology of the cotton aerogels allows for a larger absorption capacity, while the compressible nature enables the material to expand faster to exert pressure on the wound.”
The findings of this novel application were published in Colloids and Surfaces A in January 2018.
The NUS team has filed a patent for the novel cotton aerogels – that also provide heat insulation – and is exploring opportunities to work with companies to commercialize the technology.

ITALIANO

Gli aerogel prodotti da rifiuti di tessuto a base di cotone possono essere utilizzati per controllare l'emorragia, sostengono i ricercatori della facoltà di ingegneria dell'Università nazionale di Singapore (NUS).
Gli aerogel sono tra i materiali più leggeri al mondo e sono altamente porosi con una forte capacità di assorbimento e bassa conduttività termica. Sono anche costosi da produrre, ostacolando l'utilizzo diffuso.
Ora, il professore associato Hai Minh Duong e il professor Nhan Phan-Thien del Dipartimento di ingegneria meccanica del NUS hanno guidato un gruppo di ricerca nello sviluppo di nuovi aerogel di cotone che sono facilmente comprimibili e recuperano rapidamente fino al 97% delle loro dimensioni originali in acqua.
Assoc Prof Duong ha dichiarato: "Questo nuovo aerogel di cotone ecologico è un importante miglioramento dell'aerogel che il nostro gruppo aveva precedentemente sviluppato utilizzando rifiuti di carta. È altamente comprimibile, quindi i costi di stoccaggio e trasporto potrebbero essere notevolmente ridotti.
"Inoltre, questi aerogel di cotone possono essere fabbricati entro otto ore - questo è nove volte più veloce della nostra invenzione precedente e circa 20 volte più veloce rispetto ai processi di fabbricazione commerciale attuali. Sono anche più forti, rendendoli più adatti alla produzione di massa.
"Mentre abbiamo dimostrato una nuova applicazione degli aerogel di cotone per il controllo efficace delle emorragie e l'isolamento termico, continueremo a esplorare nuove funzioni per questo materiale avanzato."
I dispositivi di controllo delle emorragie attuali comprendono una siringa riempita con piccole capsule di spugna a base di cellulosa, rivestite con chitosano, un agente naturale derivato da gusci di crostacei che promuovono la coagulazione del sangue. La siringa viene inserita nella ferita per rilasciare la capsula, che si espande e applica la pressione sulla ferita per arrestare il flusso sanguigno. Secondo il NUS, i tassi di espansione e assorbimento delle spugne a base di cellulosa sono ancora relativamente lenti.

Per superare questi limiti, i ricercatori NUS hanno sviluppato pallini di aerogel di cotone ibrido altamente comprimibili che si dice siano più efficaci delle spugne a base di cellulosa per il trattamento delle ferite emorragiche profonde.
La NUS ha inoltre affermato che i pellet - comprendenti aerogel di cotone e cellulosa rivestiti con chitosano - sono semplici e convenienti da produrre e possono essere facilmente integrati in una siringa clinica da utilizzare come dispositivo di controllo delle emorragie.
"Ogni pallina di cotone aerogel può espandersi fino a 16 volte rispetto alle sue dimensioni in 4,5 secondi - più grande e più di tre volte più veloce delle spugne a base di cellulosa esistenti - pur mantenendo la loro integrità strutturale", ha affermato Assoc Prof Duong. "La morfologia unica degli aerogel di cotone consente una maggiore capacità di assorbimento, mentre la natura comprimibile consente al materiale di espandersi più rapidamente per esercitare una pressione sulla ferita."
I risultati di questa nuova applicazione sono stati pubblicati su Colloids e Surfaces A nel gennaio 2018.
Il gruppo NUS ha depositato un brevetto per i nuovi aerogel di cotone - che forniscono anche isolamento termico - e sta esplorando le opportunità di lavorare con le aziende per commercializzare la tecnologia.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/haemorrhaging-aerogels-singapore/?cmpid=tenews_4754810&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E