يتم استخدام طريقه تجميد-الذوبان لإنتاج تشيسان بولي (الكحول الفينيل) المواد الهلامية المائية دون العوامل المتقاطعة. لهذا الأسلوب ، من المهم النظر في ظروف التجميد (درجه الحرارة ، وعدد من دورات) ونسبه البوليمر ، والتي يمكن ان تؤثر علي خصائص وتطبيقات الهلام المائي التي تم الحصول عليها.
تشيسان-بولي (الكحول الفينيل) يمكن ان تنتج المواد الهلامية المائية من خلال طريقه تجميد الذوبان دون استخدام عوامل الربط السامة. وتقتصر تطبيقات هذه النظم علي خصائصها (مثل المساميه ، والمرونة ، والقدرة علي التورم ، وتحميل المخدرات ، والقدرة علي الإفراج عن المخدرات) ، التي تعتمد علي شروط التجميد ونوع ونسبه البوليمرات. يصف هذا البروتوكول كيفيه اعداد الهلام المائي من الشيتوزان وبولي (الكحول الفينيل) في 50/50 w/w ٪ من تكوين البوليمر ومتفاوتة درجه حرارة التجمد (-4 درجه مئوية ،-20 درجه مئوية ،-80 درجه مئوية) وتجميد الذوبان دورات (4 ، 5 ، 6 دورات تجميد). وتم الحصول علي أطياف الاشعه تحت الحمراء ، وبيانات الرسم المجهري وقياس الجرعات من الهلام المائي. أيضا ، تم تقييم قدره التورم والمخدرات التحميل والإفراج عن ديرسب. تظهر النتائج من الرسوم البيانية المجهرية SEM وقياس الحرارة ان حجم المسام ينخفض ، في حين ان المساميه يزيد في درجات الحرارة المنخفضة. وكانت نسبه التورم اعلي عند درجه حرارة التجمد الصغرى. وقد تم دراسة الإفراج عن ديرسب يسال من الهلام المائي. جميع الشبكات الحفاظ علي الإفراج عن المخدرات لمده 30 ساعة ، وقد لوحظ ان اليه نشر بسيطه تنظم الإفراج عن diرسب يسال وفقا لنماذج كورسميير-بيبباس وهيجغوتشي.
في الاونه الاخيره ، وقد اجتذبت المواد الهلامية اهتماما كبيرا في مجال الطب الحيوي لأنها شبكات ثلاثية الابعاد مع محتوي المياه العالية ولينه ومرنه ، حتى يتمكنوا من تقليد الانسجه الطبيعية بسهوله1. أيضا ، فانها لا تذوب في الوسط المائي في درجه الحرارة الفسيولوجية والحموضة ولكن تقديم تورم كبير2. يمكن للهيدروجيل ان يكون بمثابه السقالات الهندسية للانسجه ، ومنتجات النظافة ، والعدسات اللاصقة ، وضمادات الجروح. لأنها يمكن ان فخ والإفراج عن المركبات النشطة والمخدرات, يتم استخدامها كنظم تسليم المخدرات3. اعتمادا علي تطبيقها ، يمكن اجراء الهلام المائي من البوليمرات الطبيعية أو الاصطناعية ، أو مزيج من كليهما ، من أجل الحصول علي أفضل الخصائص4.
خصائص المواد الهلامية المائية هي نتيجة للعديد من العوامل الفيزيائية والكيميائية. علي المستوي المادي ، وهيكلها والمورفولوجية تعتمد علي المساميه ، وحجم المسام وتوزيع المسام5. علي المستوي الكيميائي والجزيئي ، ونوع البوليمر ، ومحتوي المجموعة ماء في سلسله البوليمر ، ونوع نقطه تشابك ، والكثافة عبر ربط هي العوامل التي تحدد قدره التورم والخواص الميكانيكية6،7.
ووفقا لنوع عامل الربط العابر المستخدم لتشكيل الشبكة ، تصنف المواد الهلامية المائية علي انها هيدروجيل كيميائي أو هيدروهلامي فيزيائي. وتنضم المواد الهلامية الكيميائية من خلال التفاعلات المتبادلة بين سلاسلها ، والتي تتشكل من خلال الاشعه فوق البنفسجية وأشعه جاما أو باستخدام عامل تشابك7،8. المواد الهلامية الكيميائية عاده ما تكون قويه ومقاومه ولكن ، عموما ، عامل الربط هو سام للخلايا وأزاله من الصعب ، لذلك تطبيقه محدود. [ان ث ون هند], طبيعيه هيدروهلام شكل بالتوصيل من البوليمر سلاسل من خلال تفاعلات [نون-زسلس], يتفادى الاستعمال من [كروينكويد] عاملات4,9. التفاعلات غير المتبادلة الرئيسية في الشبكة هي التفاعلات مسعور ، وقوات الكهرباء ، والتكميلية وحدود الهيدروجين7.
بولي (الكحول الفينيل) (فا ، الشكل 1ا) هو البوليمر الاصطناعية والقابلة للذوبان في الماء مع الأداء الميكانيكي ممتازة والتوافق الحيوي التي يمكن من تشعبي وكيل خاليه من الهيدروجيل من خلال طريقه تجميد الذوبان10،11. هذا البوليمر لديه القدرة علي تشكيل مناطق مركزه من الروابط الهيدروجين بين-OH مجموعات من سلاسل الخاصة بهم (المناطق البلورية) عندما يتم تجميد12. هذه المناطق البلورية بمثابه النقاط المتقاطعة في الشبكة ، ويتم الترويج لها من قبل اثنين من الاحداث: تقترب من سلاسل البوليمر عندما تتوسع المياه البلورية والتغييرات المطابقة بولي من النظائر إلى التوليف التوافقي خلال تجميد13. بسبب تجميد التجفيف ، يتم التسامي بلورات المياه ، وترك المساحات الفارغة التي هي المسام في هيدروجيل14. للحصول علي الهيدروجيل مع خصائص أفضل ، يمكن بسهوله الجمع بين بولي مع البوليمرات الأخرى.
وبهذا المعني ، تشكل الشيسان خيارا لأنها البوليمر الوحيدة من المصادر الطبيعية ذات الرسوم الايجابيه. يتم الحصول عليه من قبل deاسيتيل من كيتين وهو يتالف من مجموعات عشوائية من β-1 ، 4 مرتبطة د-الجلوكوزامين (وحده دياسياتيد) و N-اسيتيل-د-الجلوكوزامين (وحده اسيتيل)15،16 (الشكل 1ب). Chitosan هو القابلة للتحلل من قبل الانزيمات البشرية وانها متوافقة بيولوجيا. أيضا ، من خلال طبيعته الموجبة ، يمكن ان تتفاعل مع الشحنة السالبة لسطح الخلية ، وقد ارتبطت هذه الخاصية مع نشاطها المضاد للميكروبات17. هذا البوليمر من السهل لمعالجه; ومع ذلك ، خصائصها الميكانيكية ليست كافيه وتمت أضافه بعض المواد لتشكيل المجمعات مع خصائص أفضل.
النظر إلى الخصائص المحددة للشيسان وبولي ، فقد تم التوصل إلى التصنيع الناجح للهيدروجيل بواسطة طريقه التجميد-الذوبان2،18 لتجنب استخدام العوامل المتداخلة السامة. في تشيسان بولي الهلام المائي ، يتم أيضا تشكيل المناطق البلورية من بولي ، وسلاسل الشيتوزان متداخلة وتشكل روابط الهيدروجين بسيطه مع-NH2 مجموعات و-OH المجموعات في بولي. النهائي تشيسان-بولي هيدروجيل مستقر ميكانيكيا ، مع معدلات عاليه من التورم والسمية المنخفضة ، ومع تاثير مضاد للبكتيريا18. ومع ذلك ، تبعا لظروف التجميد المستخدمة في الاعداد (درجه الحرارة والوقت وعدد الدورات) ، قد تتغير الخصائص النهائية. وتفيد بعض الدراسات ان زيادة عدد دورات التجميد يقلل من درجه التورم ويزيد من قوه الشد19,20. ومن أجل تعزيز الشبكة ، استخدمت عوامل أخرى مثل أشعه غاما والاشعه فوق البنفسجية والعوارض الكيميائية بالاضافه إلى ذلك بعد التحضير للتجميد المذاب21،22،23. الهلام المائي مع نسبه الشيتوزان اعلي لديها شبكه أكثر مساميه وقدره تورم عاليه ولكن اقل قوه والاستقرار الحراري. وفي هذا السياق ، من المهم النظر في تهيئه الظروف الملائمة للحصول علي الهلام المائي المناسب لتطبيقها المستهدف.
والغرض من هذا العمل هو تقديم بالتفصيل كيف ان ظروف التجميد (درجه الحرارة من تجميد وعدد من الدورات) تؤثر علي الخصائص النهائية للهيدروجيل CS-بولي. وجري تقييم أطياف الاشعه تحت الحمراء ، والخصائص المورفولوجية والمساميه ، وقدره التورم ، فضلا عن القدرة علي تحميل المخدرات والإفراج عنها. وفي الدراسات الخاصة بالإصدار ، استخدم ديرسب (الشكل 1ج) كدواء نموذجي ، بسبب حجمه المناسب للهيكل الهيدروجيل.
طريقه التجميد-الذوبان هي عمليه مناسبه لاعداد الهلام المائي المتوافق بيولوجيا المركز في التطبيقات الطبية الحيوية أو الدوائية أو التجميلوالتي34،35،36. الميزة الأكثر اهميه لهذه الطريقة ، مقارنه مع غيرها من الأساليب المعروفة لاعداد الهلام ا?…
The authors have nothing to disclose.
ويعرب المؤلفون عن امتنانهم لc. Luzuriaga للدعم المقدم في قياسات العرض. ويشكر المؤلفون أيضا الوزارة الاقتصادية الاسبانيه للدعم المالي (مشروع MAT2014-59116-C2-2-R) و PIUNA (الرقم المرجعي 2018-15). ويود أصحاب البلاغ أيضا ان ينووا بالدكتور أمير مالدونادو من ديبارتامينتو دي فيسيكا-انسجام للحصول علي الدعم والتعليقات المفيدة والدكتور سي بوررويل-بارا من DIPM-انسجام للصور SEM و روبيو فارما y Asociados s. A de c. v. للحصول علي الدعم المالي. ويود السيد مي مارتينيز-باربوسا ان يشكر مشروعي كوناكو (المكسيك) رقم 104931 و 256753 ، إلى جانب الدعم المالي المقدم من الشركة الحمراء لprograma دي ريديس تيماسيكاز ديل كوناكيت () (). وأيضا المشروع USO316001081. MD فيغيروا-Pizano ترغب في الاعتراف CONACyT للحصول علي الدعم المالي (منحه دراسية 373321).
Materials: | |||
Chitosan medium molecular weight | Sigma-Aldrich | 448877 | Mw determined by capillary viscometry (637,000 Da) and deacetylation degree of 70% |
Diflunisal (2'-4'-difluoro-4-hydroxy-3-biphenyl-carboxylicacid) | Merck | ||
Glacial acetic acid | Sigma-Aldrich | 1005706 | |
Poly(vinyl alcohol) | Sigma-Aldrich | 341584 | Mw 89,000-98,000, 99+% hydrolyzed |
Equipment: | |||
Cressington Sputter Coater 108 auto | TED PELLA INC | ||
Cryodos Lyophilizator | Telstar | ||
Falcon tubes | Thermo Fisher Company | ||
FT-IR spectroscopy | Nicolet iS50 | in ATR mode | |
Lyophilizator | LABCONCO | ||
Micromeritics Autopore IV 9500 | Micromeritics | ||
Scanning electron microscope | Pemtron SS-300LV | ||
UV-visible spectrophotometer | Agilent 8453 |