مروری بر ویژگی‌ها و کاربردهای پلی متیل متاکریلات   بخش دوم: کاربردها

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر در بخش اول مقاله، ویژگی‌های فیزیکی اساسی پلی متیل متاکریلات (PMMA)، همراه با شواهد تجربی از شیمی ذاتی آن، مانند حلالیت، آب کافت (هیدرولیز)، پیونددهی (grafting)، واکنش‌های احتراق، واکنش‌ها با آمین ها و تجزیه گرمایی بررسی شد. در این بخش برخی از کاربردهای PMMA در زمینه‌های زیست پزشکی، نوری (optical)، خورشیدی، حسگرها، الکترولیت های باتری، نانوفناوری، فعال گرهای بادی (pneumatic actuation)، تفکیک های مولکولی و هدایت بسپار گزارش شده است.

کاربردهای زیست پزشکی
PMMA در حوزه کاربردهای زیست پزشکی شامل آماده‌سازی سیمان‌های استخوانی برای رهایش/انتقال دارو و cranioplasty (جراحی  جمجمه) استفاده می‌شود . ویژگی‌هایی که بسپار PMMA را به یک ماده بالقوه برای این کاربردها تبدیل کرده‌است عبارتند از: غیرسمی بودن، هزینه کم‌تر، قابلیت فراورش آسان، سازگاری، حداقل واکنش‌های التهابی با بافت‌ها و مقاومت بیشتر در برابر شکستگی به ویژه زمانی که در cranioplasty (جراحی  جمجمه) استفاده می‌شود.

طرحی از رهایش دارو در سیمان استخوانی که نقاط قرمز نشان دهنده دارو و دایره های زرد نشان دهنده اتصال عرضی ذرات بسپار (MMA-AAS-AMA) و ناحیه سفید در زیر خط نشان دهنده‌ی سیمان استخوانی و بالای خط نشان دهنده‌ی محلول است.

هم چنین PMMA به صورت گسترده با کیتوسان در زمینه‌های مختلف مانند کاربردهای زیست پزشکی و دارویی استفاده می شود. Zuhair و همکاران، پیوند موفقیت آمیز آمیخته PMMA/کیتوسان را گزارش دادند. نتایج نشان‌دهنده افزایش خواص مکانیکی مانند استحکام کششی و مدول خمشی است. با افزایش درصد کیتوسان و زمان غوطه‌وری در مایع بدن مصنوعی (‏SBF)‏ با pH 4/7، تخریب، تخلخل و جذب آب آمیخته افزایش می یابد. این رفتار آمیخته PMMA/ کیتوسان نشان می‌دهد که پتانسیل آن را برای کاربردهای رهایش دارو دارد. از پلی یورتان(PU)- PMMA می‌توان برای کاربردهای نساجی استفاده کرد؛ با این حال، انتظار می‌رود که با ترکیب دی اکسید تیتانیوم (TiO2) درون این ساختار، زیست سازگاری عالی و سایر خواص مرتبط با آن را ایجاد کند.
Zuber و همکاران، آماده‌سازی چندسازه های برپایه آمیخته PU-PMMA/TiO2 ‏را گزارش کردند. براساس نتایج تحقیقات انجام‌شده، این آمیخته برای سلول‌های زنده غیرسمی بود و استحکام مکانیکی خوب و زیست سازگاری برای کاربردها در کاشتینه های (implants) دندانی را دارد.
در میان دیگر گزارش‌ها در این زمینه، تحقیق گزارش‌شده توسط Nein و همکاران است که اندازه سیمان استخوانی برای رهایش دارو با قابلیت کنترل و افزایش سرعت رهایش دارو بدون افت خواص مکانیکی سیمان را مورد مطالعه قرار دادند. این کار با افزودن ذرات نمک آکریلیک سدیم اسید-PMMA شبکه ای شده درون سیمان استخوان انجام شد که آب دوستی سیمان را برای عبور آسان مایعات افزایش می‌دهد.
Shi و همکاران، کاربرد PMMA را به عنوان بسپار بستر در تهیه ساختار آنتی‌بیوتیک/ ژلاتین/ PMMA گزارش دادند. تخلخل ساختار بسپار و رهایش آنتی‌بیوتیک (‏کولیستین) ‏با نسبت ریزذرات ژلاتین (s‏GMP)‏ موجود در بستر PMMA کنترل می شدند. این ساختار قادر به رهایش آنتی‌بیوتیک‌ها به مدت ۱۰ یا ۱۴ روز، با رهایش متوسط ۱۰ میکرو‌گرم بر میلی‌لیتر در یک روز بود و تخریب سازه با استفاده از کلاژناز نمکی بافر شده با فسفات آزمایش شد، در حالی که مشخص شد تخلخل برای مدت ۱۲ هفته بدون تغییر باقی مانده‌است. تخلخل به دلیل خواص مکانیکی خوب PMMA بدون تغییر باقی مانده است و PMMA برای حفظ تخلخل، تحت تاثیر نسبت معینی از ریزذرات ژلاتین قرار دارد. هم چنین معلوم شد که ساختار PMMA دارای توانایی مکانیکی کافی برای اصلاح و تعمیر بدشکلی‌های پیرابند (contour) جمجمه و صورت (craniofacial) در کاربردهای بالینی و مدل‌های حیوانی است. البته تحقیقات علمی بیشتری برای بهبود یا کشف قابلیت‌های مکانیکی دیگر بسپارهای زیست سازگار، مانند پلی ‏۲- هیدروکسی اتیل متاکریلات ‏و پلی وینیل پیرولیدون ‏به عنوان بستر‌های بسپاری برای دارورسانی و کاربردهای cranioplastic (جراحی جمجمه) مورد نیاز است.

برگردان: مهندس محمد مهدی فرهوش
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره ۲۱۷ ماهنامه بسپار که در نیمه آبان ماه منتشر شده است، بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.