Научно-исследовательская работа на тему «Современные ткани : здоровье и благосостояние»

Главная » Индивидуальный пошив » Разновидности ткани их характеристики и мой выбор

24 03 2021 adminpr Пока нет комментариев

Для того, чтобы изделие получилось действительно хорошего качества, помимо рук опытного мастера, необходимо выбрать ткань не только соответствующую и практичную,но красивую и модную. Для изготовления ткани необходим специальный станок, который переплетает нити утка с нитями основы, они расположены взаимно перпендикулярно друг относительно друга. В зависимости от того какой именно вид сырья используется и каким способом переплетаются нити ткань будет выглядеть так или иначе.

Ткани из будущего

Мы живем в революционную для нашего гардероба эпоху. На смену традиционному хлопку, шелку и трикотажу уже пришли ткани типа неопрена и обработки нового поколения – например, с 3D эффектом. Технологии могут полностью изменить перечень продаваемых в магазине материй. Они будут способны менять цвет, светиться в темноте и абсорбировать вредные вещества (особенно актуально для интерьерных тканей), заботиться о коже, благоухать определенными ароматами, производить мониторинг состояния здоровья человека и защищать его от ультрафиолетовых лучей, вирусов и микробов. Какие же материалы в ближайшем будущем будут восприниматься как нечто обыденное, а пока еще удивляют и восхищают нас?

Конкурс «био/мол/текст»-2011

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2011 в номинации «Лучшая обзорная статья».

В последние десятилетия стали отчетливо проявляться тревожные тенденции старения населения, роста количества заболеваний и инвалидизации людей трудоспособного возраста, что настоятельно требует освоения и внедрения в клиническую практику новых, более эффективных и доступных методов восстановительного лечения больных. На рисунке 1 показано, как изменяется структура заболеваний в настоящее время.

Рисунок 1. Мировая динамика частоты заболеваний.

[1]

На сегодняшний день наука и техника предлагает несколько альтернативных путей восстановления или замены поврежденных или пораженных патологией тканей и органов:

• трансплантацию;
• имплантацию;
• тканевую инженерию.

В рамках данной статьи мы подробнее остановимся на возможностях и перспективах тканевой инженерии.

«Съедобные» ткани

Не менее любопытны стартапы, разрабатывающие экологически чистые ткани из растений и того, что мы храним в холодильнике!

Цитрусовый шелк

Итальянская технология Orange Fiber позволяет получать целлюлозные волокна из влажных остатков от производства апельсинового и мандаринового соков. Ткань по своим характеристикам напоминает ацетатный шелк, при этом эфирные масла из цедры цитрусовых увлажняют и питают кожу.

Молочная шерсть

Нити для материи Qmilk извлекаются из белка казеина из прокисшего молока. Она похожа на шерсть, а ее антимикробные и терморегулирующие свойства пригождаются как для пошива одежды, так и для обивки автомобилей и изготовления бинтов. Казеиновую шерсть делает дизайнер-микробиолог Анке Домаске из Германии.

Ракообразная вискоза

Японское волокно Crabyon извлекается из панцирей крабов, лобстеров и креветок. Находящийся в их покровах хитозан смешивается с вискозой. Образовавшийся гипоаллергенный микс превосходно отвечает требованиям одежды для спортсменов и детей, для нижнего и постельного белья.

Грибная замша

Апеннинский стартап Grado Zero поставляет на рынок материал Muskin, по внешнему виду неотличимый от замши. А на самом деле, это кожица грибов, растущих на деревьях в джунглях Южной Америки. Термоизоляционные и водоотталкивающие свойства превращают ее в отличную основу для сумок, головных уборов и предметов домашнего интерьера.

Чайная кожа

А британка Сюзанна Ли готова поделиться рецептом создания кожи из 30 литров сладкого чая. Ударная доза микроорганизмов в результате брожения производит тонкие листы целлюлозы, сходной с кожей. Из таких влажных листов прямо на манекене формируются куртки-косухи или накидки.

Полезные свойства современных тканей

Выбор ткани в огромном разнообразии текстиля сложен, это почти искусство. Именно ткань своими фактурой и цветом выстраивает визуальный образ личности. Планировка и мебель отвечают за внешний вид помещения, а ткань в интерьере создаёт атмосферу, настроение жилища. Чтобы выбранная ткань была не только модной, но и функциональной, не просто оригинальной, но и полезной, нужно знать свойства тканей, как новых, так и хорошо известных.

Если ткани являются частью интерьера, гардинами, например, важно помнить, что их задачей является не только гармоничное объединение всех элементов помещения. Лёгкие, полупрозрачные полотна зрительно раздвигают пространство, плотные шторы призваны служить защитой от света.

Чемпион среди новых тканей, выполняющих светозащитные функции, блекаут, обладает не только почти 100% светонепроницаемостью, он

• не выгорает;
• не линяет;
• устойчив к загрязнению;
• не требует глажки.

Однако эта ткань не может иметь ярких расцветок из-за наличия чёрной нити в структуре волокна. И если блекаут уместен в спальном помещении, где особенно важна светозащита, то для гостиной как нельзя лучше подойдёт двухсторонний атлас, с его прекрасной способностью драпироваться, образовывать эффектные складки. Долговечный, прочный, переливающийся, сияющий, атлас никогда не выходит из моды. Это классика домашнего текстиля.

Для спальни или гостиной комнаты шторы из ПФХ тканей удобны, прочны, предполагают невероятное количество расцветок, сюжетов, но из-за невозможности частых стирок им предпочтительны шторы из хлопка с его полезными свойствами — практичностью, отсутствием аллергенности и абсолютно бюджетной ценой.

При создании или покупке готовой одежды стремятся не только следовать модным тенденциям. Требования к комфортности, практичности и экологичности тканей зачастую являются главными критериями, определяющими спрос потребителя и предложения изготовителя. Сравнительно недавно появившийся модал успешно применяется в швейном деле. Изделиям из модала присущи воздухопроницаемость, гигиеничность, гипоаллергенность. Модал практически невесом за счет поразительной лёгкости волокна и имеет низкий процент усадки. К недостаткам этой ткани можно отнести некоторые сложности ухода за изделиями из неё.

• Модал не любит деформирующие воздействия при стирке;
• одежде из модала требуется низкотемпературный режим при стирке и глажении;
• ткань быстро выгорает при воздействии прямых солнечных лучей.

В этом смысле модал значительно уступает габардину с его

• исключительной долговечностью;
• простотой в уходе; устойчивостью к механическим воздействиям;
• отличной способностью к плиссированию.

Вещи из габардина хорошо держат форму и свидетельствуют о респектабельности и хорошем чувстве стиля их владельца.

Необыкновенная контактность габардина используется в рекламном деле: печать на этой ткани обеспечивает чёткость логотипов, хорошую читаемость слоганов на постерах, растяжках и баннерах.

Тем, чья жизнь связана со спортом, отлично подходит спортивный трикотаж нового поколения тканей. Такое открытие в мире текстиля, как бифлекс, способный растягиваться в три раза больше от первоначального объёма, произвело настоящий прорыв в производстве спортивной одежды. Изделия из бифлекса популярны по многим причинам:

• изумительная эластичность обеспечивает абсолютную свободу движений;
• ткань имеет плотную структуру, из-за чего не просвечивает;
• такая одежда не требует специфического ухода, быстро сохнет, не вытягивается в местах сгиба;
• бифлекс чрезвычайно износоустойчив.

Однако в силу того, что этот трикотаж получен путём прядения синтетических волокон, он имеет невысокую воздухопроницаемость и накапливает статическое электричество.

Поэтому, говоря об альтернативе бифлексу, следует назвать интерлок. Получаемый из стопроцентного хлопка, интерлок:

• обеспечивает свободную циркуляцию воздуха и комфортную для тела температуру;
• абсолютно безопасен, рекомендован даже детям;
• не вызывает аллергических реакций.

Изделия из такого трикотажа — лёгкие спортивные костюмы, сочетают в себе прочность и мягкость.

Выбирая одежду для малышей, прежде всего думают об экологичности, гигиеничности, гипоаллергенности. В ряду тканей, рекомендованных для детей, кулирка не знает себе равных в своей:

• лёгкости и воздушности;
• гигиеничности;
• гигроскопичности;
• прочности;
• несминаемости;
• простоте в уходе.

Не последнее соображение в пользу кулирки — доступная цена. Микрофибра хотя и одобряется в изделиях даже для грудных детей, не может дёшево стоить, если она качественна.

Новомодные ткани с полезными свойствами используются и в пошиве спецодежды. Однако оксфорд, алова, таслан с их лёгкостью, термостатичностью, износостойкостью имеют свойство быстро выгорать от света. Давно известный арселон с теми же полезными свойствами, но многократно усиленными, прекрасно конкурирует с инновационными материалами при изготовлении одежды, применяемой в самых экстремальных условиях и труда, и отдыха.

Многие хорошо известные сегодня ткани были когда-то поражающими воображение новинками. Возможно, совсем скоро станут привычными декор помещений тканями из латуни, стали и розового золота от Galina, Tempo, Mosaica, одежда из метаматериалов «квантовый Стеллс» и звёздный дождь не только в августе благодаря фантастическому свечению ткани от Lumi Gram.

Новая роскошь

Известный английский журналист Брэдли Квин пророчит к 2090 году полное исчезновение тканей как таковых – вместо них футуристическая модница будет надевать мультисенсорную «вторую кожу», на которую каждый день сможет загружать разные расцветки и рисунки, спецэффекты и видеоузоры.

Но предсказатель тут же оговаривается: такие технологии настолько растиражируются в массах, что настоящим люксом (впрочем, как и сейчас) будет считаться индпошив – сшитые вручную из натуральных тканей изделия станут подлиннойредкостью и произведением искусства.

Роспись по ткани, виды росписи

Есть несколько видов росписи по ткани: горячая, холодная, узелковая, свободная.

горячая роспись на ткани

• Горячая.В росписи используется воск, который наносят на ткань, и он не допускает распространение краски. После выполнения изображения воск с изделия удаляется.
• Холодная. В холодном батике краска наносится на шелк в холодном виде.
• Свободная.При свободной росписи ткань натягивают на холст, обрабатывают соляным раствором и наносят красочный рисунок.
• Узелковая.Ткань батик раскрашивается именно по технологии свернутого узелка,ниточки,жгута.Получаются своеобразные, неповторимые шедевры росписи.

свободная роспись на ткани

узелковая роспись на ткани

Тканевая инженерия — современная инновационная технология

Принципиально новый подход — клеточная и тканевая инженерия — является последним достижением в области молекулярной и клеточной биологии. Этот подход открыл широкие перспективы для создания эффективных биомедицинских технологий, с помощью которых становится возможным восстановление поврежденных тканей и органов и лечение ряда тяжелых метаболических заболеваний человека.

Цель тканевой инженерии — конструирование и выращивание вне организма человека живых, функциональных тканей или органов для последующей трансплантации пациенту с целью замены или стимуляции регенерации поврежденных органа или ткани. Иными словами, на месте дефекта должна быть восстановлена трехмерная структура ткани.

Важно отметить, что обычные имплантаты из инертных материалов могут устранить только физические и механические недостатки поврежденных тканей, — в отличие от тканей, полученных методом инженерии, которые восстанавливают, в том числе, и биологические (метаболические) функции. То есть, происходит регенерация ткани, а не простое замещение ее синтетическим материалом.

Однако для развития и совершенствования методов реконструктивной медицины на базе тканевой инженерии необходимо освоение новых высокофункциональных материалов. Эти материалы, применяемые для создания биоимплантатов, должны придавать тканеинженерным конструкциям характеристики, присущие живым тканям:

• способность к самовосстановлению;
• способность поддерживать кровоснабжение;
• способность изменять строение и свойства в ответ на факторы окружающей среды, включая механическую нагрузку.

Применение и уход

Ткань модал часто встречается в нижнем белье, постельных принадлежностях и полотенцах. В целом эта материя является отличной альтернативой вещам из хлопка, а значит, ее можно использовать для тех же целей. Стопроцентный модал в уходе нуждается в тех же режимах и процедурах, что и хлопок. Стирать изделия из этой материи в смеси с другими волокнами нужно на температурах не выше 40 градусов. Общее правило – использовать рекомендации к стирке для самых деликатных нитей из состава. Рекомендуется использовать режимы стиральной машины с низкими оборотами. Для отбеливания или выведения пятен, чистящие средства рекомендуется разбавлять, так ваша вещь прослужит дольше.

Если вы используете машинный отжим, то доставать вещь из барабана нужно, пока она еще слегка влажная. Это поможет избежать образования лишних складок и заломов на ткани. Сушить вещь лучше всего разложив на полотенце и разгладив руками.

Гладить ткань модал нужно на невысоких температурах. При глажке можно использовать отпаривание.

Первый опыт трансплантации тканеинженерной конструкции в клинике

Рисунок 7. Паоло Маккиарини, мастер-класс которого «Клеточные технологии для тканевой инженерии и выращивания органов» прошел в Москве в 2010 году.

«Паоло Маккиарини – домыслы и факты»

Осенью 2008 года руководитель клиники Университета Барселоны (Испания) и Медицинской школы Ганновера (Германия) профессор Паоло Маккиарини (Paolo Macchiarini; рис. 7) провел первую успешную операцию по трансплантации биоинженерного эквивалента трахеи пациентке со стенозом главного левого бронха на протяжении 3 см (рис. [11].

В качестве матрикса будущего трансплантата был взят сегмент трупной трахеи длиной 7 см. Чтобы получить природную матрицу, по свойствам превосходящую все то, что можно сделать из полимерных трубок, трахею очистили от окружающей соединительной ткани, клеток донора и антигенов гистосовместимости. Очищение заключалось в 25 циклах девитализации с применением 4%-деоксихолата натрия и дезоксирибонуклеазы I (процесс занял 6 недель). После каждого цикла девитализации проводили гистологическое исследование ткани для выявления количества оставшихся ядросодержащих клеток, а также иммуногистохимическое исследование на наличие в ткани антигенов гистосовместимости HLA-ABC, HLA-DR, HLA-DP и HLA-DQ. Благодаря биореактору собственной разработки (рис. 9) ученые на поверхность медленно вращающегося отрезка трахеи равномерно нанесли шприцем суспензию клеток. Затем трансплантат, наполовину погруженный в среду для культивирования, вращался вокруг своей оси с целью попеременного контакта клеток со средой и воздухом.

Рисунок 8. Операция по пересадке пациентке трахеи.

[10]

Рисунок 9. Биореактор для создания тканеинженерного эквивалента трахеи. А — схема биореактора, вид с боку. Б — герметизация биореактора. В — биореактор с тканеинженерным эквивалентом трахеи in situ. Г — биореактор после удаления эквивалента трахеи. Д — вид эквивалента трахеи непосредственно перед операцией.

Clinical transplantation of a tissue-engineered airway

Эквивалент трахеи находился в биореакторе 96 часов; затем его трансплантировали пациентке. При операции был полностью удален главный левый бронх и участок трахеи, к которому он примыкал. В образовавшийся промежуток вшили трансплантат, а некоторое несоответствие диаметров просветов тканеинженерного эквивалента и бронха реципиента было преодолено благодаря эластичности донорской ткани.

По истечении десяти суток после операции пациентка была выписана из клиники без признаков дыхательной недостаточности и иммунной реакции отторжения трансплантата. По данным компьютерной томографии, с помощью которых была сделана виртуальная 3D реконструкция дыхательных путей, тканеинженерный эквивалент был практически неотличим от собственных бронхов пациентки (рис. 10).

Рисунок 10. Виртуальная 3D-реконструкция дыхательных путей по данным компьютерной томографии и бронхоскопии перед операцией (А, Б) и через 1 месяц и после замены стенозного участка левого главного бронха тканеинженерным эквивалентом (В, Г). Стрелкой указан стеноз.

Clinical transplantation of a tissue-engineered airway

Производство

Модал получают в результате так называемого «вискозного процесса» — получения целлюлозы из древесной стружки и специальной химической обработки этой массы для производства волокна. Он относится к синтетическим тканям, поскольку получается химическим способом, но обладает всеми свойствами натурального хлопка, только улучшенными в некоторых аспектах.

Модал – неимоверно тонкое волокно. Десять тысяч метров этих волокон весят всего лишь один грамм. Поэтому они зачастую смешиваются с хлопком, спандексом или другими натуральными и искусственными волокнами.

Есть также микромодал – ткань с еще более тонкими волокнами.

По способу плетения ткани модал бывает двухсторонний и односторонний. В первом случае полотно имеет махровую поверхность, а во втором – оно гладкое, как шелк.

«Фирменная» стратегия тканевой инженерии

На сегодняшний день одна из стратегий тканевой инженерии такова:

1. Отбор и культивирование собственных или донорских стволовых клеток.
2. Разработка специального носителя для клеток (матрицы) на основе биосовместимых материалов.
3. Нанесение культуры клеток на матрицу и размножение клеток в биореакторе со специальными условиями культивирования.
4. Непосредственное внедрение тканеинженерной конструкции в область пораженного органа или предварительное размещение в области, хорошо снабжаемой кровью, для дозревания и формирования микроциркуляции внутри конструкции (префабрикация).

Матриксы через некоторое время после имплантации в организм хозяина полностью исчезают (в зависимости от скорости роста ткани), а в месте дефекта останется только новая ткань. Также возможно внедрение матрикса с уже частично сформированной новой тканью («биокомпозит»). Безусловно, после имплантации тканеинженерная конструкция должна сохранить свои структуру и функции в течение периода времени, достаточного для восстановления нормально функционирующей ткани в месте дефекта, и интегрироваться с окружающими тканями. Но, к сожалению, идеальные матриксы, удовлетворяющие всем необходимым условиям, пока не созданы.

Клетки и матриксы — основа основ для тканевой инженерии

Наиболее важным элементом успеха является наличие необходимого количества функционально активных клеток, способных дифференцироваться, поддерживать соответствующий фенотип и выполнять конкретные биологические функции. Источником клеток могут быть ткани организма и внутренние органы. Возможно использование соответствующих клеток от пациента, нуждающегося в реконструктивной терапии, или от близкого родственника (аутогенных клеток). Могут быть использованы клетки различного происхождения, в том числе первичные (рис. 2) и стволовые клетки (рис. 3).

Рисунок 2. Первичная клетка человека.

библиотека Федерации Киокушинкай г. Южноуральска

Рисунок 3. Стволовая клетка человека.

Use of embryos for research is endorsed

Первичные клетки — это зрелые клетки определенной ткани, которые могут быть взяты непосредственно от организма-донора (ex vivo) хирургическим путем. Если первичные клетки взяты у определенного организма-донора, и впоследствии необходимо имплантировать эти клетки ему же в качестве реципиента, то вероятность отторжения имплантированной ткани исключается, поскольку присутствует максимально возможная иммунологическая совместимость первичных клеток и реципиента. Однако первичные клетки, как правило, не способны делиться — их потенциал к размножению и росту низок. При культивировании таких клеток in vitro (посредством тканевой инженерии) для некоторых типов клеток возможна дедифференцировка, то есть потеря специфических, индивидуальных свойств. Так, например, хондроциты, вводимые в культуру вне организма, часто продуцируют фиброзный, а не прозрачный хрящ.

Поскольку первичные клетки не способны делиться и могут потерять свои специфичные свойства, возникла необходимость альтернативных источников клеток для развития технологий клеточной инженерии. Таковой альтернативой стали стволовые клетки.

Рисунок 4. Биокерамические изделия из ортофосфатов кальция.

сайт biomaster.co

Стволовые клетки — недифференцированные клетки, которые имеют способность к делению, самообновлению и дифференцировке в различные типы специализированных клеток под воздействием конкретных биологических стимулов (см.: «Была клетка простая, стала стволовая» [3]). Стволовые клетки подразделяются на «взрослые» [2] и «эмбриональные». Эмбриональные стволовые клетки образуются из внутренней клеточной массы развития зародыша на ранней стадии, а взрослые — из тканей взрослого организма, пуповины или даже плодных тканей. Однако существует этическая проблема, связанная с неизбежным разрушением человеческого эмбриона при получении эмбриональных стволовых клеток [4]. Поэтому предпочтительнее «добыча» клеток из тканей взрослого организма. Так, например, в 2007 году Шинью Яманакой (Shinya Yamanaka) из Киотского университета Японии были открыты индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), получаемые из покровных тканей человека (в основном, из кожи). ИПСК открывают поистине невиданные возможности для регенеративной медицины, хотя, прежде чем они всерьез войдут в медицинскую практику, предстоит решить еще немало проблем (см.: «Снежный ком проблем с плюрипотентностью» [5]).

Для направления организации, поддержания роста и дифференцировки клеток в процессе реконструкции поврежденной ткани необходим специальный носитель клеток — матрикс, представляющий из себя трехмерную сеть, похожую на губку или пемзу (рис. 4). Для их создания применяют биологически инертные синтетические материалы, материалы на основе природных полимеров (хитозан, альгинат, коллаген) и биокомпозиты. Так, например, эквиваленты костной ткани получают путем направленной дифференцировки стволовых клеток костного мозга, пуповинной крови или жировой ткани в остеобласты, которые затем наносят на различные материалы, поддерживающие их деление (например, донорскую кость, коллагеновые матрицы и др.).

Литература

1. Волова Т.Г. Материалы для медицины, клеточной и тканевой инженерии. Красноярск: ИПК СФУ, 2009;
2. «Взрослые стволовые клетки». RusDocs;
3. Была клетка простая, стала стволовая;
4. Щадящие стволовые клетки;
5. Снежный ком проблем с плюрипотентностью;
6. Woollacott E. (2011). Artificial blood vessels made through 3D printing. TechGuru Daily;
7. Шишацкая Е. И. (2010). «БИОПЛАСТОТАН: совместим с жизнью». «Наука из первых рук»;
8. «Научная разработка, созданная молодой красноярской ученой, вызвала большой интерес среди медиков». (2010). Medvestnik.ru;
9. Трофимов И. (2010). «Лауреат премии Президента РФ Екатерина Шишацкая: „Премиальные потрачу на себя и свою семью“». «Комсомольская правда»;
10. Bates C. (2012). Patients will ‘grow’ new organs from their own cells to replace failing body parts, says pioneering surgeon. DailyMail;
11. «Первая успешная трансплантация тканеинженерной трахеи в клинике». (2008). «Гены и клетки».