محققان موفق به توليد پليمر ضد باكتري و ضد ويروس شدند

محققان به تازگي موفق به توليد پوشش پليمري جديد و ضد ميكروبي شده‌اند كه مي‌توان آن را همانند رنگ روي سطح اجسام كشيد و شيوع باكتري‌ها و ويروسها را در بيمارستانها و ساير محيطهاي عمومي كاهش داد. به گزارش سايت اينترنتي "لايو ساينس"، محققان موسسه فناوري ماساچوست (ام‌آي‌تي) در آمريكا در يك آزمايش عملي يك روي شيشه‌اي را با ماده پليمري جديد به نام "پي‌يي‌آي" آغشته كرده و سپس باكتري بيماري‌زاي "استافيلوكوك اورئوس" را روي هر دو طرف اين شيشه افشاندند و سپس كشت و رشد اين باكتري را بررسي كردند. نتايج بررسي نشان داد آن طرف از شيشه كه به پوشش پليمري ضد باكتري آغشته بوده تنها داراي ‪ ۴‬كلوني از اين باكتري است اما در طرف ديگر شيشه حدود ‪ ۲۰۰‬كلوني از باكتري رشد كرده‌اند. به گفته "الكساندر كليبانوف" محقق "ام‌آي‌تي"، تحقيقات انجام گرفته نشان مي‌دهد با استفاده از اين پليمر مي‌توان مواد پركاربرد معمولي از قبيل پلاستيك، شيشه و پارچه را به صورت دائمي به ويژگي ضد باكتري مجهز كرد. وي افزود: كارساز بودن اين روش هم‌اكنون در زمينه مبارزه با باكتري‌ها و همچنين قارچهاي بيماري‌زاي موجود در هوا و آب اثبات شده و در اين مطالعه نشان داده شده‌است كه از ماده پليمري جديد حتي ميتوان براي مبارزه با ويروسها نيز استفاده كرد. محققان "ام‌آي‌تي" در همين تحقيقات، آزمايش شيشه ياد شده را به جاي باكتري‌ها با ويروس سرماخوردگي تكرار كردند و متوجه شدند اين پوشش علاوه بر باكتري‌ها، ويروسها را نيز تا ميزان قابل توجهي نابود مي‌كند. مولكولهاي اين پليمر داراي بار مثبت بوده و از آنجا كه يكديگر را به علت برخورداري از بار الكتريكي يكسان دفع مي‌كنند، همگي به شكل ثابت و همانند سوزنهاي بسيار ريز در جاي خود قرار مي‌گيرند. اين ويژگي مولكولهاي پليمر سبب مي‌شود غشاي باكتري در تماس با آن پاره شده و محتويات درون باكتري به خارج ريخته شود و باكتري بميرد. در مورد ويروسها كه داراي ابعاد بسيار كوچكتري هستند نيز به نظر مي‌رسد در وضعيتي مشابه مولكولهاي پليمر سبب پاره شدن ديواره ويروسها و از بين رفتن آنها مي‌شوند.

توليد نوعي پليمر ضد باکتري و ضد ويروس

محققان به تازگي موفق به توليد پوشش پليمري جديد و ضد ميکروبي شده اند که مي توان آن را همانند رنگ روي سطح اجسام کشيد و شيوع باکتري ها و ويروسها را در بيمارستانها و ساير محيطهاي عمومي کاهش داد.
به گزارش ايرنا،  محققان موسسه فناوري ماساچوست (ام آي تي) در آمريکا در يک آزمايش عملي يک روي شيشه اي را با ماده پليمري جديد به نام "پي يي آي" آغشته کرده و سپس باکتري بيماري زاي "استافيلوکوک اورئوس" را روي هر دو طرف اين شيشه افشاندند و سپس کشت و رشد اين باکتري را بررسي کردند.
نتايج بررسي نشان داد آن طرف از شيشه که به پوشش پليمري ضد باکتري آغشته بوده تنها داراي  4کلوني از اين باکتري است اما در طرف ديگر شيشه حدود  200کلوني از باکتري رشد کرده اند.
به گفته "الکساندر کليبانوف" محقق "ام آي تي"، تحقيقات انجام گرفته نشان مي دهد با استفاده از اين پليمر مي توان مواد پرکاربرد معمولي از قبيل پلاستيک، شيشه و پارچه را به صورت دائمي به ويژگي ضد باکتري مجهز کرد. وي افزود: کارساز بودن اين روش هم اکنون در زمينه مبارزه با باکتري ها و همچنين قارچهاي بيماري زاي موجود در هوا و آب اثبات شده و در اين مطالعه نشان داده شده است که از ماده پليمري جديد حتي ميتوان براي مبارزه با ويروسها نيز استفاده کرد.
محققان "ام آي تي" در همين تحقيقات، آزمايش شيشه ياد شده را به جاي باکتري ها با ويروس سرماخوردگي تکرار کردند و متوجه شدند اين پوشش علاوه بر باکتري ها، ويروسها را نيز تا ميزان قابل توجهي نابود مي کند. مولکولهاي اين پليمر داراي بار مثبت بوده و از آنجا که يکديگر را به علت برخورداري از بار الکتريکي يکسان دفع مي کنند، همگي به شکل ثابت و همانند سوزنهاي بسيار ريز در جاي خود قرار مي گيرند. اين ويژگي مولکولهاي پليمر سبب مي شود غشاي باکتري در تماس با آن پاره شده و محتويات درون باکتري به خارج ريخته شود و باکتري بميرد.
در مورد ويروسها که داراي ابعاد بسيار کوچکتري هستند نيز به نظر مي رسد در وضعيتي مشابه مولکولهاي پليمر سبب پاره شدن ديواره ويروسها و از بين رفتن آنها مي شوند.

پلاستيكي كه خودش را ترميم مي‏كند

 پژوهشگران دانشگاه ايلينوي ماده‏ي پليمري را ساخته‏اند كه مي‏تواند خود را پيوسته در صورت بروز ترك خوردگي يا ايجاد شكاف ترميم كند. اختراع اين ماده مي‏تواند پيشرفتي شگرف به سوي كاشت تجهيزات پزشكي خود ترميم كننده، درون بدن باشد و مواد خود ترميم كننده‏اي را براي استفاده در هواپيماها و كشتي‏ها فراهم آورد. از اين فناوري همچنين مي‏توان براي خنك كردن ريز پردازنده‏ها و مدارهاي الكترونيكي استفاه كرد و راه را به سوي توليد روكش‏هاي پلاستيكي خود ترميم كننده هموار ساخت.

نخستين بار، شش سال پيش ازا ين، پژوهشگران ياد شده خبر دستيابي به دانش توليد مواد خود ترميم كننده را اعلام كردند و از آن هنگام ديگر گروه‏هاي تحقيقاتي نيز توليد موادي مشابه، از جمله پليمرهايي را آغاز كردند كه همواره خود را در صورت قرار گرفتن در معرض حرارت يا فشار مرمت مي‏كنند. اما اين نخستين بار است كه ماده‏اي اختراع مي‏شود كه مي‏تواند خود را تا چندين بار مرمت كند، بدون آن كه نياز به دخالت خارجي باشد.

كريس بيلاوسكي، استاد شيمي دانشگاه تگزاس مي‏گويد: ”اين اختراع مانند آن است كه به يك پلاستيك حيات ببخشيد. هدف نهايي، توليد موادي است كه خود را ترميم كنند و اين اقدام، سند شگفت‏آوري براي اثبات چنين مفهومي است.“

اسكاتز و همكاران او ماده‏ي جديدي را طراحي كرده‏اند كه شرح آن در شماره‏ي اخير نشريه‏ي مواد طبيعت آمده و قرار است اين ماده از شباهتي مانند پوست انسان برخوردار باشد. اگر لايه‏ي خارجي محافظ پوست بريده شود، لايه‏ي داخلي كه با شبكه‏ي متراكمي از رگ‏هاي خوني بافته شده است، ريز مواد مغذي را به قسمت بريده شده ارسال مي‏كند تا به جريان بهبودي كمك كند. مواد خود ترميم كننده در بردارنده‏ي لايه‏ا‏ي پليمري هستند كه بر روي يك لايه‏ي فرعي پهن شده‏اند كه حاوي شبكه‏اي سه بعدي از ريز كانال‏ها است. پوشش ياد شده در بردارنده‏ي ذرات كاتاليزوري است، در حالي كه كانال‏ها در لايه‏ي فرعي با يك عامل بهبود دهند‏ه‏ي مايع پر شده‏اند. براي آزمايش مواد ياد شده، پژوهشگران آن را ترميم كردند و پوشش پليمري را شكاف دادند. شكاف تا عمق پوشش پيش رفت و به ريز كانال زير آن رسيد. اين عامل، بهبود دهنده‏ را وادار مي‏سازد از ميان كانال‏ها جريان يابد و شكاف را پر كند و در اين جا با كاتاليزور تماس پيدا مي‏كند و پس از حدود 10 ساعت به يك پليمر تبديل مي‏شود و درون شكاف را پر مي‏كند. اين سامانه نيازي به فشار خارجي براي ارسال عامل بهبود دهنده به درون شكاف ندارد. در مقابل، مايع از طريق كانال‏هاي بسيار باريكي مانند آب كه از آوندهاي ساقه‏ي يك گياه بالا مي‏رود، جريان مي‏يابد.

پژوهشگران مي‏توانند سطوح پلاستيكي را تا چندين بار پيش از آن كه كاتاليزور به بيرون نفوذ كند و كار بهبود متوقف شود، خراش دهند يا در آن شكاف ايجاد كنند. نسل بعدي مواد خود ترميم‏گر بايد بتواند دفعات بيشتري خود را ترميم كنند. استكاتز و همكاران او اين ماده را به گونه‏اي طراحي كرده‏اند كه از يك سامانه‏ي 2 بخشي برخوردار است، يك بخش آن عامل بهبود دهنده را تزريق مي‏كند و بخش ديگر كاتاليزور را به درون شكاف وارد مي‏سازد.

پژوهشگران همچنين مي‏توانند ظرفيت بهبودي مواد پلاستيكي را با متصل ساختن شبكه‏ي ريز كانال‏ها به يك مخزن بسيار كوچك افزايش دهند. اسكاتز مي‏گويد اگر مواد عامل بهبودي يا كاتاليزور تمام شود، مخزن مي‏تواند مواد بيشتري را به محل‏هاي شكاف پمپاژ كند.

طرح ريز كانال اين ماده مي‏تواند راه حلي براي مساله‏ي افزايش دما در ريز تراشه‏هاي الكترونيكي باشد. از ديدگاه عمومي، تراشه‏هاي مدارات ريز الكترونيكي بر روي لايه‏هايي مي‏نشينند كه براي انتقال حرارت خارج از مدار طراحي شده‏اند. اين تنظيم‏كننده‏هاي دما محدوديت‏هاي خاص خود را دارند. در مقابل، اسكاتز مي‏گويد: ”شما مي‏توانيد يك مايع خنك كننده را از طريق يك شبكه‏ مانند يك مبدل ريز حرارت به كار گيريد.“

به گفته‏ي اسكاتز، پژوهشگران مي‏توانند همان طرح را براي ديگر تركيبات رزيني يا كاتاليزوري به كار ببرند كه مي‏توانند پليمرهاي مختلفي را شكل دهند. اين كار، راه را براي كاربردهاي بسيار ديگري باز نگه مي‏دارد. در حالي كه ممكن است سال‏ها با توليد انبوه مواد خود ترميم‏گر فاصله داشته باشيم، اما تصور اين كه اختراع ياد شده در پزشكي، به ويژه ساخت و كاشت اندام مصنوعي در بدن كاربرد پيدا كنند، دور از ذهن نيست. بدون ترديد براي اين كاربردها، به موادي خود سازگار و خود ترميم‏گر نياز خواهيم داشت. هزينه‏ي اين مواد را مي‏توان دست كم در مراحل آغازين محدود نگه داشت تا به ارزش واقعي برسند و كاربردهاي واقعي آن‏ها آشكار شود، براي مثال كاربردي كه در عرصه‏هاي هواپيمايي و فضايي خواهند يافت.

در آينده مي‏توان شاهد نمونه‏هاي مختلفي از اين گونه مواد بود.

منبع: Technology Review,MIT,JUNE 11.2007

  نوشته شده در  سه شنبه نهم مرداد 1386ساعت 7:24  توسط سید علیرضا حجازی 

آدامس ضد بارداري ساخته شد

شرکت Chilcott Warner براي زناني که با خوردن قرص هاي ضد بارداري ميانه اي ندارند گونه اي آدامس ساخته که با طعم و مزه اي دوست داشتني جلوي آبستن شدن زنان را مي گيرد.
به گزارش ايسنا ، اين قرص يا  آدامس که Fe Femcon نام گرفته داراي هورمون هايي مشابه قرص هاي ضد بارداري است.
دکتر لي شولمن، متخصص زنان و زايمان، در اين زمينه گفت: با ساخت اين وسيله گامي بزرگ و در عين حال سودمند به جلو برداشته شد.
وي ادامه داد: من فکر مي کنم براي انبوهي از خانم هايي که پيوسته دچار حاملگي هاي ناخواسته مي شوند، به خصوص خانم هاي جوان، اين آدامس بهترين شيوه  جلوگيري از بارداري است.

دستیابی محققان ایرانی به دانش فنی استفاده از پلیمر گیاهان

 گفته می شود تا چند سال آینده مصرف بیش از حد پلاستیک و یک بار مصرف های پلاستیکی از سوی بشر منجر به تشکیل یک پوسته پلاستیکی به دور این کره خاکی شود. براساس آمار، در حال حاضر سالانه 10 میلیون تن پلاستیک در صنایع بسته بندی استفاده می شود؛ موادی که تجزیه آنها در خاک بین 300 تا 500 سال طول می کشد. این بدان معناست که با وجود هشدار های مختلف کارشناسان، یک بار مصرف ها چنان جایگاهی پیدا کرده اند که استفاده از آنها گریز ناپذیر است. پس چاره چیست؟ استفاده از پلاستیک های گیاهی پاسخی است که دانشمندان به این پرسش می دهند.

در حال حاضر 4 کشور در جهان به فناوری تولید ظروف یک بار مصرف گیاهی دست یافته اند و دیگر کشورها نیز در تلاش برای سرمایه گذاری در این خصوص هستند. ما هم همگام با کشورهای پیشرفته در این راستا گام برداشته ایم. دکتر امیدرضا هاشمی، محقق و مجری تولید ظروف یک بار مصرف گیاهی در کشور درباره چیستی این مواد دوستدار محیط زیست، مزایای استفاده از آنها و فناوری های به کار رفته در تولید این محصولات می گوید.
چه مشکلات و مضراتی باعث شده اند تا پژوهشگران به فکر جایگزینی برای ظروف پلاستیکی بیفتند؟
گزارش های متعدد علمی نشان داده است ظروف یک بار مصرف پلاستیکی معمول در ایران باعث ایجاد انواع سرطان ها و حتی انتقال مواد خطرناک از طریق ژن ها از نسلی به نسل دیگر می شود، ضمن این که ظروف یادشده تا حدود 300 سال نیز قابل تجزیه نیست و در طبیعت باقی می ماند. به همین علت هم وزارت بهداشت نگهداری، حمل و بسته بندی غذا در ظروف پلاستیکی پلی استایرنی را ممنوع اعلام کرده است، زیرا استفاده از این ظروف برای نگهداری مواد غذایی و نوشیدنی های با دمای بالای 65 درجه سانتی گراد، سبب آزاد شدن مواد خطرناک سرطان زا می شود؛ در حالی که ایران متاسفانه جزو معدود کشورهای جهان در استفاده بیش از حد از ظروف یک بار مصرف پلاستیکی پلی استایرنی است که امیدواریم بزودی ظروف گیاهی جایگزین این ظروف شوند. ما تصمیم گرفتیم همچون کشورهای پیشرفته که به سمت استفاده از مواد زیست تخریب پذیر بی خطر برای انسان رفته اند، در این خصوص اقدام کنیم.
پس این نکته که استفاده از ظروف یک بار مصرف پلاستیکی باعث بروز بیماری هایی از جمله سرطان می شود، صحیح است.
تمام محققان به این نتیجه رسیده اند که استفاده از این ظروف برای مواد غذایی گرم و داغ از نظر بهداشتی به هیچ عنوان مناسب نیست، چون ظروف پلی استایرن همیشه مقداری استایرن آزاد درترکیبات پلیمری خود دارند که فوق العاده سمی و سرطان زاست. وقتی که ظرف استایرنی با مواد غذایی گرم و داغ و بویژه چرب تماس پیدا می کند، استایرن آزاد آن وارد ماده غذایی می شود؛ البته باید توجه داشت آب جوش نیز باعث جدا شدن استایرن آزاد از ظرف و ورود آن به آب می شود، اما تماس این ظروف با غذای چرب و داغ باعث ورود تمامی استایرن های آزاد موجود در ظرف به ماده غذایی می شود و افرادی که به طور مستمر از غذاهای درون این ظروف استفاده می کنند، دچار بیماری های خطرناکی از جمله سرطان می شوند. انستیتو سرطان فرانسه، میزان سرطان زایی ظروف پلی استایرنی را از درجه 3 به درجه 2 کاهش داده، یعنی آنها را مواد خطرناک اعلام کرده است. متاسفانه ظروف یک بار مصرف فوم و غیرفوم موجود در کشور دارای استایرن آزاد است، بنابراین استفاده از این ظروف، خطرات بسیار زیادی برای سلامت انسان دارد. در نقطه مقابل، از سوی دیگر در ظروف یک بار مصرف گیاهی از آنجایی که مواد اولیه به کار گرفته شده برای ساخت، طبیعی و گیاهی است بنابراین حتی اگر غذا یا نوشیدنی داغ در آن ریخته شود، هیچ مشکلی ایجاد نمی کند و عوارضی هم ندارد. مصرف کم انرژی برای ساخت ظروف یک بار مصرف گیاهی از دیگر مزایای آن است که باعث صرفه جویی در مصرف انرژی کشور می شود. این ظروف مورد تایید وزارت بهداشت است و به همین دلیل این وزارتخانه در گام اول به سازمان ها و ادارات توصیه کرده ظروف ساخته شده از پلیمرهای گیاهی را جایگزین ظروف پلاستیکی کنند و همه مزایای این ظروف موجب شده اند استفاده از ظروف گیاهی در سطح آمریکا و اروپا و حتی آسیا بسرعت در حال گسترش باشد.
خصوصیات اصلی این پلیمرها چیست؟
تجزیه این پلیمر ها در خاک حداکثر 3 تا 6 ماه طول می کشد که بستگی به دما، رطوبت و فشار خاک دارد که میکروارگانیسم های موجود در خاک را تحت تاثیر قرار می دهند. علاوه بر حفظ محیط زیست، حفظ سلامت انسان ها هنگام استفاده از این ظروف اهمیت ویژه ای دارد و از آنجا که این پلیمر ها منشا گیاهی و طبیعی دارند، هیچ ماده سمی و مضری از آنها آزاد نمی شود.
استفاده از این نوع پلیمرها چند سال است که در جهان شروع شده و وضعیت کشور ما از لحاظ تولید این ظروف چگونه است؟
کار روی پلیمرهای گیاهی در جهان از سال 1970 و در زمان بحران نفت آغاز شد، در آن زمان کشورهای پیشرفته به فکر استفاده از موادی برای بسته بندی افتادند که وابسته به نفت و مشتقات آن نباشد، بنابراین پلیمرهای گیاهی ساخته شده با ترکیباتی مانند سیب زمینی، ذرت و گندم مورد آزمایش قرار گرفت. این پلیمرهای هیدروکربنی دارای خواص ضعیف پلیمری است که با تغییر و اصلاح آنها می توان به ویژگی های پلیمرهای نفتی رسید. در حال حاضر در آمریکا تمام رستوران های زنجیره ای معروف از ظروف بسته بندی گیاهی استفاده می کنند. بخش عمده کشورهای اروپایی نیز ظروف یک بار مصرف گیاهی را جایگزین ظروف بسته بندی حاصل از مشتقات نفتی کرده اند. در کشور ما حدود 15 درصد تولید ظروف یک بار مصرف را پلیمر های گیاهی پوشش می دهند و امید است تا پایان سال 87 این رقم به 50 درصد برسد.
به این ترتیب و با دستیابی به فناوری ساخت این ظروف، ایران پس از کشورهای آمریکا، انگلیس، آلمان و ایتالیا، پنجمین کشور جهان و اولین کشور آسیایی در کسب این موفقیت و ورود به عرصه انقلاب سبز جهانی محسوب می شود.
از لحاظ ظاهری چه تفاوت ها یا شباهت هایی میان این ظروف و ظروف یک بار مصرف پلاستیکی وجود دارد؟
شکل و ظاهر این ظروف کاملامشابه ظروف پلاستیکی است با این تفاوت که زیست تخریب پذیر نیست.
برای تولید این ظروف از چه فناوری و فناوری هایی استفاده کرده اید؟
فناوری استفاده از بیومرهای گیاهی (پلیمرهای زیستی گیاهی) برای تولید ظروف یک بار مصرف توسط محققان ایرانی بومی شده و با عنوان «سنتز و تولید انبوه پلیمرهای گیاهی تهیه شده از نشاسته ذرت» به ثبت رسیده است. ما پس از 3 سال مطالعه و تحقیق به این فناوری دست یافتیم و علاوه بر فرمولاسیون ترکیبات و مواد لازم، ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده در این بخش را نیز خود طراحی کرده ایم. در نهایت بهمن ماه سال گذشته واحد تولید یک بار مصرف های گیاهی با حضور وزیر بهداشت افتتاح شد.
برای تولید این نوع پلیمر از چه گیاهی استفاده شده است؟
به طور معمول در کشور های صاحب فناوری تولید پلیمر های گیاهی از نشاسته ذرت، سیب زمینی و گندم برای این منظور استفاده می شود. نشاسته به طور طبیعی یک پلیمر گیاهی ضعیف است که خاصیت هیدروفیلی دارد.
استفاده از پلیمرهای گیاهی پاسخی است که دانشمندان برای محافظت زمین در برابر پلاستیک پیش روی بشر قرار داده اند بنابراین اولین مرحله تولید یک پلیمر قوی از بین بردن این خاصیت است و با افزودن اسید های چرب گیاهی چون استئاریک اسید و اولئیک اسید باعث می شود تغییراتی در ترکیب اولیه به وجود آید و با تشکیل گروه استری با زنجیره طویل کربنی، خاصیت آب گریزی ایجاد شود.
در کشورهای مختلف جهان که به فناوری تولید پلیمرهای گیاهی دست یافته اند چطور؟ از چه گیاهانی برای تولید این محصولات استفاده می شود؟
مواد تشکیل دهنده پلیمرهای گیاهی در نقاط مختلف دنیا براساس فراوانی مواد گیاهی فرق می کند. به طور مثال در اروپا از نشاسته سیب زمینی و در آمریکا از نشاسته ذرت و در استرالیا از نشاسته گندم استفاده می شود. هرچند نشاسته سیب زمینی از لحاظ پلیمری دارای بیشترین خاصیت است، اما ما در ایران از نشاسته ذرت استفاده می کنیم چون تولید آن زیاد است.
آیا این محصول تنها در تهیه ظروف یک بار مصرف به کار می رود؟
در استفاده از این پلاستیک ها هیچ محدودیتی وجود ندارد و تمام انواع ظروفی که با پلاستیک های معمول ساخته می شود با پلیمر های گیاهی هم قابل تولید است، ضمن این که پلیمر های گیاهی انعطاف پذیری بیشتری دارند، در مایکروفر قابل استفاده اند، برخلاف پلی استایرن که استفاده از آن در دمای بالاتر از 65 درجه مجاز نیست، دمای 90 تا 100 درجه سانتی گراد را براحتی تحمل می کنند.
چه کاربردهای ملموسی برای این نوع پلیمرها وجود دارد؟
ظروف یک بار مصرف تنها کاربرد پلیمر های گیاهی نیست. امروزه دیگر محدودیتی برای نوع کالاوجود ندارد و با پلیمرهای گیاهی انواع قطعات ساخته می شود؛ در اروپا آنقدر در این زمینه تنوع ایجاد کردند که حتی قطعه ای که برای کاشت توپ گلف در زمین قرار می دهند، دیگر بیرون نمی آورند، بلکه خودش در زمین می پوسد.
مثال دیگر کیسه های پلاستیکی بیمارستانی است که دفن آنها آلودگی زاست؛ چرا که بیمارستان ها مهم ترین منبع آلودگی کیسه های پلاستیکی است که برای انتقال لباس های بیماران و پزشکان به بخش لباسشویی بیمارستان استفاده می شود.
در حال حاضر این نایلون ها را با استفاده از پلیمرهای گیاهی تولید می کنند و کیسه ها را به همراه لباس داخل لباسشویی قرار می دهند. این کیسه ها بعد از مدت 10 تا 20 دقیقه در آب حل می شوند.
در کشور ما چطور؟ آیا به کاربردهای دیگر این پلیمرها فکر کرده اید؟
ما توان تولید بسیاری از وسایل را داریم؛ چون به فناوری تولید این محصولات دست یافته ایم و حتی می توانیم با محاسبه میزان و زمان لازم برای حلالیت کپسول دارو روکش های دارویی گیاهی زیست تخریب پذیر بسازیم تا به عنوان مثال دارو در روده کوچک آزاد شود و تاثیر خود را بگذارد.
با توجه به اهمیت یافتن فناوری های پاک برای استفاده در ساخت وسایلی همچون اسباب بازی ها، آیا می توان از این پلیمرها در تولید چنین محصولاتی بهره برد؟
ما درخصوص اسباب بازی ها هم تحقیقات زیادی کرده ایم. اسباب بازی وسیله ای است که کودک با آن بسیار سر و کار دارد و حتی خردسالان آن را به دهان هم می برند. با استفاده از پلیمرهای گیاهی می توان اسباب بازی هایی بی ضرر به جای اسباب بازی های پلاستیکی ساخته شده از مواد نفتی تولید کرد.
آیا از لحاظ اقتصادی استفاده از این ظروف یک بار مصرف به صرفه است؟
در حال حاضر در ایران قیمت ظروف یک بار مصرف گیاهی تقریبا به اندازه بهای ظروف یک بار مصرف پلاستیکی است، ولی در صورتی که جامعه به سمت استفاده از این ظروف گام بردارد، بدون تردید قیمت آن بسیار کاهش خواهد یافت. هرچند این محصولات در کشورهای اروپایی به دلیل مزایایی که دارد، از ظروف پلاستیکی گران تر است.

منبع: مرکز اطلاعات ضایعات ایران

تزريق سلامت در تومورهاي سرطاني

  سرطان پس از بيماري هاي قلبي ، شايع ترين علت مرگ و مير است ، در حالي که در کل جهان هر سال 10 ميليون مورد بيماري جديد تشخيص داده مي شود و 7ميليون به دليل اين بيماري مي ميرند.
در اين ميان ، يکي از راهکارها به منظور بالا بردن بازده درمان روشهاي مرسوم درمان سرطان يعني جراحي ، شيمي درماني و راديوتراپي استفاده از سامانه هاي کنترل رهايش است و پژوهشگران کشورمان موفق به تهيه نوعي سامانه نوين دارورساني براي درمان سرطان سينه شده اند.
اين نوع پليمر براي نخستين بار در دنيا با شفافيت بسيار بالا طي 4سال در پژوهشگاه پليمروپتروشيمي ايران با همکاري محققان دانشگاه صنعتي اميرکبير ساخته شده است و مي توان با تکميل طرح ، آن را در انتقال داروهاي مختص سرطان هاي ديگر نيز استفاده کرد.
اين بهترين خبري است که مي توان به مبتلايان به اين نوع سرطان داد، حتي اگر بدانيم که اين سامانه دارويي تا رسيدن به مرحله توليد صنعتي هنوز فاصله اي نه چندان کوتاهي در پيش دارد.
دکتر شهريار شريفي ، استاد و پژوهشگر دانشگاه صنعتي اميرکبير درباره اين سامانه نوين دارورساني براي درمان سرطان سينه مي گويد:


با توجه به اين که تاکنون روشهاي مختلف و متفاوتي براي درمان سرطان به کار گرفته شده ، چرا روش جديد مطرح مي شود و به طور کلي چه ضرورت هاي باعث شده شما درباره سامانه نوين دارورساني فعاليت کنيد؟
روشهاي مرسوم درمان سرطان عبارتند از جراحي ، شيمي درماني و راديوتراپي. هر کدام از اين روشها در درمان کامل سرطان با محدوديت روبه رو هستند. خارج کردن تومور به وسيله جراحي معمولا بستگي به موقعيت و دسترسي به آن و همچنين امکان شناسايي آن به وسيله روشهاي متداول تصويربرداري دارد. در واقع هر سلولي که به وسيله جراح خارج نشود مي تواند دوباره باعث سرطان شود. البته در مواردي که سرطان ميکرومتاستاز شده و گسترش يافته باشد، جراحي موثر نيست ، بنابراين جراح براي اطمينان از اين که سلولهاي توموري در ناحيه باقي نمانده مقداري از بافت سالم اطراف را نيز برمي دارد. اين کار در مواردي که تومور در کبد باشد به علت خاصيت بازسازي سلولهاي کبدي امکان پذير است ، ولي اگر تومور مثلا در مغز باشد جراح نمي تواند بافتهاي اطراف را بردارد که منجر به افزايش شانس بازگشت سرطان مي شود. به منظور بالا بردن شانس درمان ، جراحي غالبا همراه با شيمي درماني و راديوتراپي است.
به عنوان مثال توده تومور ابتدا با جراحي خارج مي شود و بيمار تحت شيمي درماني سيستميک قرار مي گيرد تا سلولهاي متاستاز داده نيز از ميان بروند. در مواردي که امکان خارج سازي بافتهاي حاشيه اي تومور نيست از راديوتراپي استفاده مي شود. در شيمي درماني سيستميک يا موضعي نيز مشکل جذب اختصاصي دارو به وسيله سلولهاي توموري وجود دارد، بنابراين به خاطر امکان مسموميت سيستميک نمي توان ميزان غلظت دارو در تومور را تا حد درماني بالا برد. غلظت دارو در تومور نيز بايد به طور پيوسته بالا باشد تا زماني که سلولها در حال طي چرخه سلولي و در آسيب پذيرترين حالت هستند، ميزان کافي دارو براي از ميان بردن آنها وجود داشته باشد. داروهاي شيمي درماني معمولا روي سلولهاي سريع تکثيرشونده نظير سلولهاي ديواره روده کوچک و سلولهاي مغز استخوان اثر مخرب دارند و به خاطر همين اثر غيراختصاصي دارو، ميزان دارو در بيمار غالبا پايين آورده مي شود و در نتيجه داروي کافي به سلولهاي توموري نمي رسد و توزيع دارو در تومور نيز يکنواخت نيست.
در تومور ممکن است نواحي اي وجود داشته باشند که مقاومت دارويي در آنها ايجاد شده باشد، بنابراين در شيمي درماني سرطان بايد از ترکيبي از چند دارو استفاده شود تا سلولهاي مقاوم به يک داروي خاص نيز از ميان بروند. مواردي نيز وجود دارد که سلولهاي تومور نسبت به تمام داروها مقاوم مي شوند. در اين ميان مقاومت چند دارويي (MDR) اغلب توسط عملکرد پمپ P-GLYCOPROTEIN ايجاد مي شود. اين پمپ سلولي تمامي داروها را از سلول خارج و شيمي درماني سرطان را واقعا مشکل مي کند. در اين ميان راديوتراپي را مي توان در ناحيه تومور متمرکز کرد، ولي باز هم احتمال آسيب بافتهاي غيرسرطاني اطراف وجود دارد و از آنجا که سلولهاي غيرسرطاني اطراف تومور آهسته تر تکثير مي شوند، بنابراين امکان ترميم صدمات تابشي وارده بر دي ان اي آنها خيلي بيشتر از سلولهاي سرطاني است.
در اين ميان سلولهاي سرطاني که سرعت تقسيم آنها بالاست نمي توانند آسيب وارده را ترميم کنند و مي ميرند. اين تکنيک نيز همانند جراحي محدود به شناسايي تصويري تومور است.
اگر تومور به اندازه اي نباشد که بتوان با تکنيک هاي تصويربرداري آن را مشخص کرد نمي توان از اين روش براي درمان بهره برد بنابراين هيچ کدام از اين روشها چه به تنهايي يا ترکيبي نمي توانند سرطان را به طور کامل درمان کنند.

پس به علت اين که هيچ کدام از اين روشها نمي توانند سرطان را به طور کامل درمان کنند، روش نوين مطرح شده است؟
بله. تاکنون در سراسر دنيا بسياري از محققان از روشهاي کنترل رهايش يا رهايش هدف دار براي درمان سرطان استفاده کرده اند؛ البته اگرچه اين تکنيک ها نمي توانند ويژه بودن دارو را براي سلولهاي توموري افزايش دهند، ولي حامل دارويي را مي توان به طور اختصاصي به سمت سلولهاي توموري هدايت کرد. در نتيجه با متمرکز کردن دارو در مکان تومور، هم باعث کاهش افزايش اثرات جانبي دارو مي شود و هم اين که کارايي دارو بالاتر مي رود.

اما اين سيستم نسبت به روشهاي قبلي چه مزاياي ويژه اي دارد؟
سيستم هاي کنترل رهايش تزريقي موضعي ، مزاياي فراواني نسبت به ديگر روشهاي تجويز دارو دارد که از ميان آنها مي توان به راحتي کاربرد، حمل موضعي دارو، رهايش مدت دار دارو، کاهش دوز دارويي لازم براي حصول پاسخ درماني مناسب و در عين حال کاهش اثرات جانبي دارو در مقايسه با تجويزهاي عمومي و راحتي پذيرش توسط بيمار اشاره کرد. سيستم هاي تزريقي زيست تخريب پذير نيمه جامد يا مايع شبکه اي شونده در محل ، بتازگي مورد توجه قرار گرفته اند.

پس به طور کلي اين سيستم چند نوع مختلف دارد؟
به طور کلي سيستم هاي تزريقي زيست تخريب پذير نيمه جامد يا مايع بسته به مکانيسم گيرش و جامد شدن به 4 دسته طبقه بندي مي شوند: خميرهاي ترموپلاستيک ، سيستم هاي شبکه اي شونده موضعي ، سيستم هاي رسوب دهنده موضعي و ارگانوژل هاي جامد شونده موضعي.

و شما در روش از چه سيستمي استفاده کرده ايد؟
در اين بررسي ، سيستم دارويي تخريب پذيري که با مکانيسم دوم تشکيل مي شود، تهيه شده است.
ايمپلنت هاي قابل تزريق زيست تخريب پذير تشکيل شونده در محل را مي توان از طريق شبکه اي کردن پليمرهاي زيست تخريب پذير حاوي باندهاي دوگانه توليد کرد. سيستم هاي ترموست شامل اوليگومرهاي فعال مايعي هستند که با افزودن يک عامل پخت در محل جامد شده و تشکيل يک ماتريس يک پارچه پليمري مي دهند. در اين تحقيق ، نوعي جديد از سيستم دارورساني زيست تخريب پذير که قابل تزريق موضعي بوده و مي تواند به منظور درمان سرطان به کار رود تهيه شده است.


سيستم هاي رهايش کنترل دارو

سيستم هاي رهايش کنترل شده دارو در درمان سرطان عمدتا به چند روش مختلف عمل مي کنند. سيستم هاي حاملي که به صورت تزريقي يا کاشتني در تومور يا کنار آن کاشته مي شوند و عامل ضدسرطان را به تدريج آزاد مي کنند.
سيستم هاي حاملي که به صورت تزريقي يا کاشتني در بدن قرار داده مي شوند و فقط به عنوان مخزني براي رهايش پيوسته سيستميک دارو عمل مي کنند و در نهايت سيستم هاي حاملي که به صورت سيستميک تجويز مي شوند و با مکانيسم هدايتي دارو را به سلول توموري مي رسانند.
از لحاظ تکنيکي ، روش شماره سوم نسبت به روش اول و دوم ، روش اختصاصي تر، پيچيده تر و موثرتري است ؛ البته سيستم پيشنهادي در اين تحقيق در حال حاضر جزو سيستم هاي گروه اول است اکنون چند طرح تحقيقاتي در اين پژوهشگاه براي طراحي سيستم دارويي هوشمند با استفاده از نانوتکنولوژي و اين مواد در حال انجام است که نتايج آن اعلام خواهد شد. درکل مي توان مزاياي مختلفي را براي سيستمي که در اين طرح مورد استفاده قرارگرفته ، برشمرد.
امکان دارو رساني به موضع خاصي از بدن و در نتيجه کاهش سطح غلظت سيستميک دارو که منجر به کاهش عوارض جانبي دارو و کاهش نوسانات غلظت دارو خواهد شد، محافظت از داروهايي که بسرعت در بدن تخريب مي شوند نظير پروتئين ها،کاهش نياز به پايش سطح غلظت دارو در بدن ، پذيرش بهتر از سوي بيمارو تحميل هزينه کمتر به سيستم درماني از جمله اين مزايا هستند.



اين سيستم شامل پيش پليمر مايع پلي کاپرولاکتون فومارات است که در طول زنجير خود چندين باند دوگانه دارد. از آنجا که اين باند دوگانه قابليت پليمريزاسيون دارد با استفاده از شروع کننده هاي حرارتي يا نوري مي توان سيستم را از حالت مايع به فرم جامد (ژل) درآورد. در اين سيستم ابتدا پيش پليمر حاوي باند دوگانه سنتز شده و سپس بلافاصله قبل از تزريق به بدن ، شروع کننده و عامل دارويي با آن مخلوط و از طريق سرنگ به بدن تزريق مي شود. به محض رسيدن به دماي بدن ، هم شروع کننده فعال شده و واکنش شبکه اي شدن و افزايش جرم مولکولي شروع شده و در پي آن پيش پليمر مايع به پليمر جامد تبديل مي شود.

باتوجه به اين که رهايش دارو چند سالي در دنيا مطرح شده ، چه ويژگي هايي طرح شما را نسبت به موارد مشابه متمايز مي کند؟
پلي کاپرولاکتون فومارات (PCLF) جزو پليمرهاي تخريب پذير شبکه اي شونده در محل است. با توجه به ديگر پليمرهاي موجود در اين گروه پليمر غيراشباع آب گريزتر بوده و سرعت زيست تخريب پذيري آن آهسته تر است.
البته اين پليمر به روش جديدي در پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران ساخته شده است که رنگ آن شفاف ، نقطه ذوب آن پايين (C37) و جرم مولکولي و درجه غيراشباع بالايي دارد و همچنين زيست سازگار است.
همچنين ديگر پليمرهاي موجود در اين زمينه نيز در پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران با روش جديدي سنتز شده اند که نسبت به انواع موجود خود از لحاظ خواص فيزيکي و شيميايي برتري دارند. در ادامه ساخت پليمرهاي قابل تزريق ، دسته کاملا جديدي از اين مواد بر پايه پلي کربنات در اين پژوهشگاه توسعه يافته اند که مي توان به پلي کربنات فومارات (PHMCF) ، پلي کربنات پلي اتيلن گليکول فومارات و پلي کربنات دي آکريلات اشاره کرد. اين پليمرها خود شبکه اي شونده هستند و در حضور شروع کننده هاي مناسب ژل شده و دارو يا عامل بيولوژيکي را آزاد مي کنند. اين سيستم ها چند منظوره هستند و از آن مي توان براي ترميم هاي عيوب استخواني و غضروفي به صورت غير تهاجمي استفاده کرد.

براي توليد اين پليمر چه مراحلي طي کرده ايد؟
پيش پليمر PCLF از طريق پلي استري شدن پلي کاپرولاکتون و فوماريل کلرايد در شرايط مختلف (کاتاليست ها، دما و فرمولاسيون هاي متفاوت) در رآکتور پليمريزاسيون سنتز و پس از خالص سازي ، از طريق دياليز، روشهاي اسپکتروسکوپي ، آناليز حرارتي و آناليز جرم مولکولي شناسايي شده است.

آيا براي توليد از فناوري يا تکنيک خاصي استفاده شده است؟
در توليد اين پليمر از تجهيزات متداول در آزمايشگاه هاي سنتز نظير رآکتورهاي پليمريزاسيون با کنترل دما ، فشار ، PH ، کمک گرفته ايم.

در بخشي از صحبتهايتان از چند منظوره بودن کاربرد اين پليمرها گفتيد ، به طور کلي اين پليمر براي ترميم چه بخشهايي مي تواند به کار رود؟
PCLF ، PHMCF و ساير پليمرهاي مشابه جز پليمرهاي غيراشباع با کاربردهاي پزشکي هستند که کاربرد چند منظوره دارند. اين پليمرها امروزه پتانسيل هاي قابل توجهي در سيستم هاي تزريقي ترميمي بافتي و دارويي دارند. امروزه محققان زيادي روي استفاده از اين پليمرها براي ترميم آسيبهاي عيوب بافتهاي سخت ، نرم و همچنين دارو رساني موضعي تحقيق مي کنند.

از نتايج اين طرح مقاله اي هم در نشريات معتبر منتشر شده است؟
چندي مقاله در کنفرانس هاي اروپايي و امريکايي از جمله EUROPEAN SOCIETY FOR BIOMATERIALS، ANNUAL MEETING FOR CONTROLLED RELEASE SOCIETY، INTERNATIONAL CONFERENCE ON FRONTIER IN BIOMEDICAL POLYMERSو همچنين 2 مقاله پژوهشي در JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH چاپ شده يا در دست بررسي و چاپ است.

چه مراکز يا سازمان هايي اين طرح را حمايت کرده اند؟
در حال حاضر دانش فني تهيه اين پليمر و ديگر پليمرهاي مشابه آن در گروه پليمرهاي غيراشباع با کاربردهاي پزشکي نظير PEGF، PHMCF در پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران موجود است و بسته به نيازهاي بخشهاي پزشکي و دارويي مي تواند به بازار عرضه شود به طور کلي پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران وصندوق حمايت از پژوهشگران از حاميان اين طرح محسوب مي شوند.

با توجه به کاربردي بودن اين روش و اميدهايي که مي تواند در بيماران ايجاد کند، آينده آن را چگونه ارزيابي مي کنيد؟
سيستم دارويي تهيه شده در حال حاضر جز سيستم هايي دارويي است که دارو را به طور مستمر در مدت طولاني آزاد مي کند. دارو رساني در اين سيستم اختصاصي نيست.
با توجه به نتايج به دست آمده ، اين سيستم دارويي با انجام اصلاحاتي در ساختار، توانايي فرستادن اختصاصي دارو را به سلول مورد نظر دارد که از اهداف طرح در آينده نزديک است.


بهاره صفوي

رشد جهانی بازار نانوکامپوزیت های پلیمری

نانوکامپوزیت‌ها از خواص فیزیکی، مکانیکی، گرمایی و … بالایی برخوردار می باشند و این امر سطح کارایی شان را در کاربردهای مختلف بالا می‌برد. این مواد در مقایسه با کامپوزیت های با ابعاد میکرو از خواص بهتری برخوردار بوده و روش های سنتز آنها نیز ساده و ارزان است. بازار نانوکامپوزیت‌های پلیمری که تاکنون به کندی رشد کرده است، آماده‌ی یک جهش در بخش خودرو و صنایع بسته بندی است. با عبور نانوکامپوزیت‌ها از مراحل پایلوت و کاربردهای اولیه، و وجود تمایل برای تجاری سازی آنها، این مواد آمادگی لازم برای ورود به بازارهای بزرگ را دارند. تا سال ۲۰۱۱ تقاضای نانوکامپوزیت در امریکا به ۱۵۰ هزار تن در سال خواهد رسید. این رشد با کاهش قیمت نانو مواد و کامپوزیت، به دلیل افزایش سطح تولید و حل مشکلات فنی مربوط به پخش افزودنی های نانو در مخلوط، تقویت خواهد شد. تا سال ۲۰۲۵ انتظار می رود که بازار نانوکامپوزیت ها حجمی نزدیک به ۵ میلیون تن، به ارزش ۹ میلیارد دلار، داشته باشد.

در حال حاضر اکثر نانوکامپوزیت ها بر پایه مواد گرمانرم می باشند، اما در آینده ترکیبات بر پایه رزین های گرماسخت به یکی از اجزاء اصلی بازار نانوکامپوزیت ها تبدیل خواهند شد که ۲۰% تقاضا را در سال ۲۰۲۵ شامل می‌شود. بیشترین رشد متعلق به رزین های با قیمت بالاتر مثل پلاستیک‌های مهندسی است. چرا که این مواد معمولاً در مواردی کاربرد دارند که قیمت‌های اضافی مربوط به نانومواد یک معیار اصلی و تعیین کننده نمی باشد. با این وجود با نگاهی به آینده، نانوکامپوزیت های بر پایه پلاستیک هایی مانند PP ،PE و PVC بر بازار حاکم خواهند شد. در میان مواد گرماسخت، نانوکامپوزیت‌ها بیشترین تاثیر تقویت کنندگی را در ترکیبات پلی استر و اپوکسی تقویت شده خواهند داشت.

صنایع بسته بندی و وسایل نقلیه موتوری، دو بازار کلیدی اولیه برای نانوکامپوزیت‌ها، در سال ۲۰۱۱، ۵۰% و در سال ۲۰۲۰، ۴۰% کل تقاضا را تشکیل می دهند. تا سال ۲۰۲۵ با ظهور تجاری کامپوزیت های بر پایه نانوتیوب به عنوان مواد رسانای مناسب، کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی این مواد قوت می‌گیرد. در بخش ساختمانی نانوکامپوزیت ها جایگزین پلاستیک های تقویت شده با الیاف خواهند شد. بدلیل استحکام، ویژگی های عبور دهی و رسانایی مناسب این مواد، کاربرد گسترده آنها در شاخه‌های مهم بسته بندی از جمله نوشیدنی، مواد غذایی، دارویی و الکترونیکی انتظار می رود. در وسایل نقلیه موتوری و صنعت خودروسازی، بعنوان جایگزین مواد سنگین و گران، توجه ویژه ای به نانوکامپوزیت ها می‌شود، افزایش سرعت تولید قطعات و کاهش وزن قسمت های داخلی و بیرونی وسایل نقلیه از مزایای استفاده از نانوکامپوزیت ها در این صنایع خواهد بود.

در سال ۲۰۰۶، در کامپوزیت های رسانا تقریباً تنها از دوده استفاده شده است. با کاهش قیمت مواد اولیه و هزینه های تولید نانوکامپوزیت های بر پایه خاک رس، در سال ۲۰۲۵ خاک رس تقریباً نیمی از حجم تقاضای نانومواد را به خود اختصاص می دهد. بطور مشابه، کاهش قیمت، نانوتیوب ها را برای تجاری سازی سریع، توانا می‌سازد که در حقیقت ۶۰% ارزش بازار مواد نانوکامپوزیتی را بدست خواهد آورد.

تقاضای نانوکامپوزیت در آمریکا (هزار تن)
	۲۰۰۵	۲۰۱۰	۲۰۲۰	درصد رشد سالانه
کل نانوکامپوزیت ها	۷۰	۱۵۶	۳۱۹۰	۲۹
نانوکامپوزیت های برپایه ترموپلاستیک ها	۶۹	۱۴۹	۲۵۴۰	۲۷
نانوکامپوزیت های برپایه ترموست ها	۱	۷	۶۵۰	۵۵

بر اساس گزارش شرکت تحلیلگران صنعت جهانی، تا سال ۲۰۱۰ بازار جهانی نانوکامپوزیت ها به ۴۵۰ هزار تن می‌رسد. نانوکامپوزیت ها نقش مهمی در یکی از کلیدی‌ترین فناوری‌های شناخته شده، یعنی فناوری نانو به عهده دارند. نیاز جهانی به نانوکامپوزیت ها در صنایع بسته بندی، وسایل نقلیه، الکترونیک و کاربردهای دیگر بسرعت در حال افزایش است که دلیل آن خواص مناسب حرارتی، رسانایی الکتریکی و … می‌باشد. توسعه نانوکامپوزیت های مرتبط با صنعت به همراه ویژگی های بهبود یافته و افزایش فعالیت های تحقیقاتی برای توسعه نانوکامپوزیت های جدید، از مهمترین دلایل پیشرفت بازار این مواد در سال های آتی است. در سال ۲۰۰۸ ایالات متحده امریکا و اروپا با فروش ۸۰% از حجم نانوکامپوزیت ها بازار جهانی این مواد را در دست داشتند. مصرف بالای نانوکامپوزیت در کاربردهای گوناگون رشد سریع آنها در بازار را نوید می‌دهد. بسیاری از شرکت‌ها و مؤسسه‌های تحقیقاتی به دنبال روش های تولید انبوه و ارزان این مواد می باشند. کاربردهای پلاستیک های نانوکامپوزیت متنوع و گسترده است، و در این بین بیشترین استفاده مربوط به صنایع حمل و نقل و بسته بندی است. همچنین افزایش فعالیت‌های تحقیق و توسعه و ظهور مواد جدید، حوزه های کاربردی نانوکامپوزیت ها را گسترش خواهد داد. بخش بسته بندی با مصرفی بالغ بر ۱۲۸ هزار تن در سال ۲۰۰۸ بزرگترین بازار جهانی نانوکامپوزیت ها را تشکیل می دهد. همچنین انتظار می رود طی سال های ۲۰۰۱-۲۰۱۰ ، صنعت خودروسازی سریعترین تقاضا برای نانوکامپوزیت ها را فراهم نماید. افزایش نیاز و دسترسی آسان به نانوکامپوزیت ها منجر به استفاده وسیع از این مواد در کاربردهای گوناگون خواهد شد.

تحقیقات بر روی نانوکامپوزیت ها بصورت همه جانبه و توسط شرکت ها و دانشگاه ها در سراسر دنیا انجام می‌شود. چندین تولید کننده جهانی پلاستیک، با تکیه بر نایلون و پلی الفین، محصولاتی بر پایه نانوکامپوزیت ها را تجاری سازی کرده‌اند. دیگر صنایع نیز نسبت به جایگاه این مواد جدید در آینده خوشبین هستند و در توسعه تحقیقات این زمینه فعالند. انتظار می‌رود توسعه نانوکامپوزیت های برپایه پلی الفین ها، و گروهی از ماتریس های رزینی و نانوفیلرها باعث تقویت بازار شود. پیشرفت‌های تکنولوژیکی باعث کاهش قیمت ساخت و قیمت نانوکامپوزیت ها خواهد شد.

بازیگران اصلی که در این گزارش آمده اند، عبارتند از:

۳M ESPE	Arkema Group	BASF AG
Cabot Corporation	Cyclics Corporation	DSM Somos
Du Pont (E.I) De Nemours & Company	Elementis Specialties Inc	eSpin Technologies Inc
Evonik Degussa GmbH	Foster Corporation	Hybrid Plastics
Industrial Nanotech Inc	Inframat Corporation	InMat Inc
Nanocor Incorporated	Nanodynamics Inc	Nanoledge SA
Nanophase Technologies	Corporation Nanova LLC	Powdermet Inc
Showa Denko K.K.	Rockwood Additives Ltd	TNO
Unitika Ltd	Zyvex

نیاز پیوسته بخش های مختلف و تقاضای نانوکامپوزیت های بهتر توسط مصرف کنندگان از دلایل مهم توسعه نانوکامپوزیت های جدید است. یافتن بازارهای بالقوه، تقویت فعالیت های تحقیقاتی و تامین بودجه دولتی به منظور کارهای تحقیق و توسعه (R&D) از فاکتورهای مهم تجاری سازی نانوکامپوزیت ها است. بخشی از نانوکامپوزیت ها به بازار وارد شده، بخشی نزدیک تجاری شدن و بسیاری نیز در آزمایشگاه های مؤسسات و شرکت های تحقیقاتی مختلف در حال بررسی و تحقیق می‌باشند.

———————–

Plastmart.com

http://baspar.ir/?p=800

پلیمرهای زیست سازگار با حافظه شکلی در کاربردهای پزشکی

پلیمرهای با حافظه شکلی (SMP¹ ) مواد هوشمند پلیمری هستند که می توانند تحت تاثیر یک محرک خارجی مانند دما، نور، تغییر در میدانhttp://baspar.ir/?p=800 الکتریکی یا مغناطیسی و یا تغییر PH، از یک حالت تغییر شکل داده شده (حالت موقت) به حالت و شکل دائمی خود تغییر شکل دهند. به این صورت که ابتدا شکل اولیه و دائمی ماده با روش های معمول ایجاد می شود، سپس ماده تحت فرایندی مانند حرارت دادن، تغییر شکل دادن و سرانجام سرد کردن به یک حالت موقت تغییر شکل داده می شود. محصول نهایی این شکل موقت خود را تا زمانی که تحت تاثیر یک محرک مشخص خارجی قرار نگرفته است، حفظ می‌کند. مواد جدید قادر به تغییر شکل بین حالت دائمی و موقت تا بیش از ۴۰۰% هستند.

در ۱۹۳۰ دانشمندان ترکیبات فلزی ویژه ای را کشف کردند که بالای یک دمای انتقال، اثر “حافظه شکلی” را نشان می‌دادند. از آن زمان آلیاژهای با حافظه شکلی یا SMAs² ، مانند آلیاژ نیکل-تیتانیوم (نیتینول)، در محرک ها و وسایل پزشکی به کار رفته اند، کاربردهایی از قبیل سیم های ارتودنسی خود تنظیم شونده و استنت هایی^۳ که برای باز کردن رگ های خونی استفاده می شوند. SMA‌ها با وجود کاربردهای زیادشان، گران، غیر قابل تجزیه و در بسیاری از موارد فاقد زیست سازگاری و مطلوبیت هستند و تنها ۸% تغییر شکل برای آلیاژ Ni-Ti وجود دارد. بنابراین مواد دارای حافظه شکلی که در یک دمای خاص شکل خاصی به خود می‌گیرند و با گرم شدن به شکل دیگری منتقل می‌شوند، جدید نیستند. اما تاکنون SMPها یا پلیمرهای با حافظه شکلی در ابزار پزشکی بکار نرفته‌اند یا زیست تخریب پذیری آنها ثابت نشده است. SMPهای جدید بخاطر تواناییشان در تغییر شکل تحت یک محرک از پیش تعیین شده، اخیراً در ابزار زیست پزشکی هوشمند و کاربردهای صنعتی استفاده شده‌اند.

پلاستیک‌های “هوشمند” جدید ترکیبی از دو جزء با خواص حرارتی متفاوت می‌باشند، oligo(e-caprolactone)diol و oligo(p-dioxanone)diolهایی با قابلیت کریستال شدن، که هر کدام به طور جداگانه در کاربردهای پزشکی مانند رسانش دارو بکار می‌روند. کوپلیمر چند بخشی زیست تخریب پذیر، از دو جزء ساختاری تشکیل شده است؛ یک جزء سخت و یک جزء منعطف، که در زنجیرهای خطی به هم وصل شده‌اند. شکل ماده در دمای بالا، شکل دائمی و پایدار ماده می‌باشد.

دسته‌ی مشخصی از پلیمرهای با حافظه شکلی، زیست تخریب پذیر بوده و گزینه‌ای مناسب برای ایمپلنت های موقت می‌باشند. زمانیکه مداوا و ترمیم بافت صورت گرفت، دیگر نیازی به حضور ایمپلنت در بدن نبوده و ایمپلنت به موادی تجزیه می‌شود که بدن می تواند آنها را از بین ببرد. بنابراین جراحی دیگری برای خارج کردن ایمپلنت، به منظور جلوگیری از اثرات منفی مانند التهاب که از حضور ایمپلنت در بلند مدت ناشی می شود، لازم نمی باشد.

استفاده از SMP در بخیه جراحی

نخی ساخته شده از پلاستیک های جدید زیست تخریب پذیر دارای حافظه که می‌تواند برای گره زدن یک بخیه هوشمند بکار رود. بعد از یک گره شل، دو طرف بخیه ثابت می‌شود. گره زمانی که به ۴۰ درجه سانتیگراد می‌رسد در مدت۲۰ ثانیه محکم می‌شود.

جراحان از بخیه‌های جراحی به منظور بستن زخم ها یا کنار هم قرار دادن بافت هایی که بوسیله جراحت یا عمل جراحی بریده شده‌اند، استفاده می‌کنند. بخیه‌ها از لحاظ پایداری زیستی عموماً به بخیه‌های جذبی و غیر جذبی و از منظر طراحی به بخیه‌های جراحی تک‌رشته‌ای و چند‌رشته‌ای (بافته) تقسیم می‌شوند. بخیه‌های مورد استفاده معمولاً معایب قابل توجهی دارند؛ آنها نمی توانند بافت های بریده را کاملاً کنار هم بچسبانند، نخ‌های چند رشته‌ای بدلیل ساختار بافته‌ی خود خطر بیشتری برای انتقال و مهاجرت باکتری ها فراهم می‌کنند. همچنین پزشکان در مورد امنیت گره‌های ضعیفشان نگرانند، که احتیاج به چند گره دارد و زمان بر و مخصوصاً در فرایند اندوسکوپی مشکل است.

با استفاده از بخیه‌های جراحی جذبی بر اساس SMP این امکان وجود دارد که نواقص و معایب فوق برطرف شود و در نتیجه نخ های بخیه ای با کاربرد آسانتر و امنیت بیشتر فراهم می‌شود. بعلاوه، ممکن است بتوان این بخیه‌ها را به گونه ای طراحی نمود که در طول مدت زمان معینی محکم شوند تا نزدیک شدن بافت ها به یکدیگر به شکلی بهینه انجام شود. محققین با گرم کردن لیف ماده‌ی تغییر شکل پذیر خود تا ۵۰oC بخیه‌هایی از SMPها تهیه نمودند. سپس آنها را تا سه برابر طولشان کشیدند و تا دمای اتاق سرد نمودند. این الیاف کشیده شده برای بستن زخم یک موش بصورت شل بکار برده شد. زمانی که بخیه تا ۴۱oC (بالاتر از دمای بدن) حرارت داده می شود، نخ سفت شده و زخم را می‌بندد، و تنها مقدار مناسبی فشار وارد می‌کند (۰٫۱N). پس از ترمیم جراحت، نخ بخیه حل شده و بدون آنکه ضرری داشته باشد، جذب بدن می‌شود.

استنت های ساخته شده از پلیمرهای حافظه دار

امروزه تکنولوژی باز کردن شریان های قلب بوسیله استنت ها بر استفاده از فلزاتی مانند استیل ضد زنگ و آلیاژ کبالت-کرومیوم (CoCr) استوار است، موادی که در بدن به طور دائم باقی می‌مانند و می‌توانند مشکلات زیادی را مانند انسداد ترومبوتیک ایجاد نمایند، حتی زمانی که با پوشش های پیچیده دارویی بکار می روند.

محققین نشان داده‌اند که می توان از SMPها در استنت های پزشکی استفاده نمود. آنها یک لیف بلند از ماده را به شکل مارپیچ در می‌آورند، سپس آن را فشرده نموده و از داخل سوراخی کوچک در بدن، به یک رگ اسنداد یافته وارد‌ می کنند. گرمای بدن سبب انبساط پلیمر به شکل اصلی آن می گردد. در طول زمان استنت در بدن حل می شود.

محققین در انستیتو Georgia در حال ساخت پلیمرهایی هستند که در اثر گرما تغییر شکل می دهند و می توان از آنها برای باز کردن رگ های خونی بسته شده، روبش یاخته‌های عصبی مغز و ساختن ستون فقرات سفت‌تر استفاده نمود. این پلیمرهای با حافظه شکلی می‌توانند موقتاً بصورت چندین برابر کوچکتر یا بزرگتر از حالت اصلی خود فشرده یا کشیده شوند، سپس در اثر گرما، نور یا محیط شیمیایی، به حالت پایدار خود تغییر شکل می دهند. تمرکز این گروه تحقیقاتی روی بهینه سازی این پلیمرها برای کاربردهای متنوع زیست پزشکی بوده است و برای این منظور چگونگی تاثیر تغییر ساختار شیمیایی پلیمرها بر خواص شیمیایی، بیولوژیکی و مکانیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. این گروه، پلیمرهای حافظه‌دار‌ی طراحی کرده است که مانند استنت های معمول، می‌تواند فشرده و از سوراخی کوچک در بدن به رگ های بسته وارد شود. سپس گرمای بدن انبساط پلیمر به اشکال دائمی را تحریک می‌کند، در نتیجه بدون ابزار کمکی، استنت در بدن قرار داده می شود.

SMPها در مواردی مانند ماسوره‌ی داخل وریدی، سیم های ارتودنسی خود تنظیم شونده و ابزارهای منعطف برای عمل‌های جراحی با مقیاس کوچک، کابردهای بالقوه‌ای دارند. در این موارد اغلب از آلیاژهای حافظه دار بر پایه فلزاتی مانند نیتینول استفاده می‌شود. همچنین با استفاده از SMPها می توان میزان جراحت لازم برای کاشت ایمپلنت را حداقل نمود، به این صورت که ایمپلنت را به صورت موقت در اندازه های کوچک تغییر شکل می دهند. کاشت ایمپلنت در این اندازه جراحت کمتری به همراه خواهد داشت. پس از کاشت با استفاده از یک محرک، مانند افزایش دما، ایمپلنت به شکل پایدار خود که حجیم‌تر است، در می آید.

وسیله مورداستفاده در عمل thrombectomy. با کمک این وسیله می توان لخته های خونی را که منجر به وقوع کم خونی موضعی می شود، از بین برد. نوک وسیله به شکل دربازکن بطری طراحی شده است.

حذف لخته های خونی در سه مرحله انجام می شود. (a) استنت در شکل موقت خود مستقیما از داخل لخته خونی عبور داده می شود. (b) سپس استنت به وسیله یک لیزر دیودی حرارت داده شده، به شکل اولیه خود در می آید. (c) در نهایت هنگام بیرون کشیدن، استنت لخته های خونی را از بین می برد.

1. Shape memory polymer

2. Shape memory alloy

3. Stent

————————