وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 514
  • بازدید ماه: 71,776
  • بازدید سال: 908,779
  • کل بازدیدکنند‌گان: 196,682
قیمت روز

پلی‌استایرن

کاربرد پلاستیک‌ها در لوازم خانگی – بخش چهارم: پلیمر پلی‌استایرن انبساط‌ یافته (EPS)

 ساختمان شیمیایی و برخی از خواص فیزیکی-مکانیکی پلیمرهای PS در زیر آمده است

Untitled

Untitleda

پلی‌استایرن (PS)، قریب به یک قرن است که به خوبی شناخته شده است ولیکن ماهیت مولکولی آن تا حدود سال ۱۹۲۰، مشخص نشده بود تا این که در همین سال اشتاودینگر (Staudiger)، ساختار مولکولی این ماده را توصیف کرد. در اواخر دهه ۱۹۳۰، به طور تجاری تولید شد. پلی‌استایرن، یکی از متداول‌ترین رزین‌های ترموپلاستیک آمورف تجاری و اقتصادی است که محدوده وسیعی از خواص متعادل فیزیکی-مکانیکی را داراست و قیمت جذابی هم دارد که نظر فروشندگان و سرمایه‌گذاران را برای تولید به خود جلب می‌کند.

پلی‌استایرن به سه نوع تقسیم‌ می‌شود. ۱) پلی‌استایرن با کاربرد عام (:GPPS: General Purpose Polystyrene)، پلی‌استایرن قابل انبساط (EPS: Expanded Polystyrene)، پلی‌استایرن با مقاومت ضربه‌ای بالا (HIPS: High Impact Polystyrene).

مواد اولیه لازم برای سنتز مونومر پلی‌استایرن، اتیلن و بنزن می‌باشند که در فرآیند سنتز با هم واکنش می‌دهند تا اتیل‌بنزن تشکیل شود که در ادامه فرآیندهای بیش‌تری (دی هیدروژناسیون) بر روی آن انجام می‌شود تا به مونومر وینیل بنزن یا همان استایرن (Styrene) تبدیل شود، مواد اضافی دیگر، اکریلونیتریل (AN) و لاستیک بوتا‌دی‌ان می‌باشد.

با استفاده از واکنش گرمایی یا کاتالیز شده مونومر استایرن، فرآیند پلیمریزاسیون آن آغاز می‌شود تا پلیمری آمورف تولید شود. برای بخشیدن و ایجاد خواص مطلوب در PS، افزودنی‌های گوناگونی به آن اضافه می‌شود، همانند لاستیک‌ها، نرم‌کننده‌ها، عوامل آزادکننده یا رهاکننده و پایدارکننده‌ها. همچنین در فرمولاسیون‌های بر پایه PS از گروه‌های مختلف افزودنی دیگر همچون رنگین‌سازها، تأخیراندازهای شعله (FRs)، پایدارکننده‌های UV، یا اصلاح‌کننده‌های ضربه، استفاده می‌شود. نوعاً GPPS، به علت شفافیت، صلب و سخت بودن و مناسب بودن با کاربردهای گوناگون انتخاب می‌شود. وقتی که به انعطاف‌پذیری بیش‌تر یا مقاومت ضربه‌ای زیاد نیاز باشد، از HIPS استفاده می‌شود. این ماده شامل پلی‌بوتا‌دی‌ان به عنوان عامل کوپلیمریزاسیون به منظور افزایش چقرمگی می‌باشد که سبب مات و کدر شدن رنگ محصول می‌گردد.

مزایای پلی‌استایرن

  • شفافیت بالا
  • جلا و برق بالا
  • انواع تأیید شده توسط اداره غذا و داروی آمریکا در دسترس می‌باشند.
  • از طریق تمام روش‌های فرآیند نمودن ویژه بسپارهای گرمانرم، می‌توان آن‌ها را فرآیند نمود و شکل داد.
  • قیمت پائینی دارند
  • پایداری ابعادی خوب
  • صلبیت و عدم انعطاف‌پذیری خوب

معایب و محدویدیت‌های پلی‌استایرن

  • قابل اشتعال ولی انواع FR از آن در دسترس می‌باشند.
  • مقاومت ضعیف در برابر حلال و از طریق بیش‌تر مواد شیمیایی تحت حمله قرار می‌گیرند.
  • هموپلیمرها شکننده می‌باشند.
  • در معرض ایجاد ترک‌ها و شکاف‌های ناشی از تنش و محیط عمل قرار دارند
  • پایداری حرارتی ضعیف

کاربردهای نوعی پلی‌استایرن

  • ظروف مصرفی تنها، همانند بشقاب‌ها، لیوان‌ها، فنجان‌ها
  • کالاهای مقاوم مصرفی همانند ظروف خانگی و قوطی‌ها یا مخازن نگه‌دارنده ویژه مواد آرایشی
  • ورقه‌های جامد اکسترود شده، ورقه‌های فوم شده یا جهت داده شده در دو سو برای شکل دادن حرارتی، از آمیزه‌های مخلوط شده با کوپلیمر دسته‌ای استایرن‌بوتادی‌ان‌رابر در جاهایی که شفافیت و چقرمگی مطلوب است استفاده می‌شود.
  • ورق‌های پلاستیکی در نقش پرده مقابل دوش حمام یا سطح قابل چاپ به راحتی رنگ می‌شود.
  • کالاهای بسته‌بندی فوم شده ویژه مواد غذایی همانند سینی‌ها، مخازن قابل تعویض، عایق‌بندی ساختمان و مواد به کار رفته در مصالح ساختمانی و صنعت ساختمان
  • کالاهایی که در تماس مستقیم با مواد غذایی هستند و از PS جهت داده شده ساخته شده اند، همانند قوطی‌های نگه‌داری کلوچه و سبدها یا سینی‌های سبزیجات
  • قطعات قالب‌گیری شده و اجزای داخلی یخچال‌ها و لوازم خانگی دیگر، کالاهای مقاوم مصرفی همانند ظروف خانگی

 

پلی‌استایرن انبساط‌ یافته

پلی‌استایرن سلولی ابتدا در سال ۱۹۳۵ توسط Munters و Tandberg معرفی شد. Ray McIntire محقق جوان در شرکت Dow تلاش کرد ماده‌ای شبیه لاستیک تهیه و از این ماده به عنوان نارسانای الکتریکی استفاده کند. پلی‌استایرن عایق الکتریکی خوب، اما بسیار شکننده است. McIntire، استایرن را با ایزوبوتن (مایع فرار) در فشار کم ترکیب کرد. تا پلیمری جدید شبیه لاستیک بسازد. او هنگام ترکیب استایرن و ایزوبوتن به طور تصادفی مقدار اضافی از ایزوبوتن اضافه کرد و با تعجب مشاهده کرد که ایزوبوتن حباب‌های ریزی تشکیل می‌دهد. بنابراین پلی‌استایرن اسفنجی با ساختار ریزسلولی حاصل شد که ۳۰ برابر سبک‌تر از پلی‌استایرن منظم بود. کلمه Styrofoam هنوز نام تجاری به رفته توسط شرکت Dow است و برای نوعی عایق به کار رفته برای مواد ساختمانی استفاده می‌شود.

در اوایل دهه ۱۹۴۰، تولید تجاری پلی‌استایرن سلولی آغاز شد. در سال ۱۹۴۲، شرکت Dow تحقیق روی فرآیند اکستروژن برای تهیه اسفنج پلی‌استایرن را با استفاده از متیلن کلراید (کلرو کربن با دمای جوش کم) به عنوان عامل پف‌زا آغاز به کار کرد. محصول به کنده‌های اسفنج بزرگی اکسترود شد. سپس به تخته‌هایی بریده شدند. این مواد در سال ۱۹۴۳ با تجاری استیروفوم معرفی شدند. این اسفنج‌ به عنوان محیط شناوری و مواد عایق استفاده شد.

در اوایل دهه ۱۹۴۰، شرکت BASF فرآیند تولید پلی‌استایرن اسفنجی را توسعه داد. این فرآیند بعدها به وسیله فرآیند پلیمرشدن تعلیقی اصلاح شد که دانه‌های پلی‌استایرن اسفنجی را تولید کرد. عامل پف‌زا (مثلاً پنتان) حین پلیمر شدن استایرن یا در مرحله آغشته‌سازی جداگانه در فشار گرم می‌شود.

مهم‌ترین عامل برای رشد تجاری سریع پلی‌استایرن قابل انبساط، قابلیت قالب‌گیری بخاری درون اسفنج‌های سبک وزن، سلول بسته با قیمت کم، مناسب برای فنجان‌های آشامیدنی، بسته‌بندی‌ها، سطل‌های یخ، جعبه پیک‌نیک و تخته عایق است. در اواخر دهه ۱۹۶۰، تقاضا برای پلی‌استایرن اسفنجی به دلیل استفاده گسترده در طبق‌های گوشت، جعبه‌های میوه و کارتن‌های تخم مرغ افزایش یافت. در سال ۱۹۶۹، فروش اسفنج‌ پلی‌استایرن به ویژه برای انواع خوداطفایی رشد فزاینده‌ای یافت. کاربردهای عمده این پلیمر شامل تخته عایق در یخچال‌های مخزن سرما و عایق‌بندی خانه‌ها بودند.

دانه‌های پلی‌استایرن اسفنج شدنی به وسیله دو فرآیند پایه‌ای تولید می‌شوند:

  • پلیمر شدن تعلیقی استایرن درون دانه‌های کروی حاوی عامل پف‌زا و در نهایت فرآیندی چند مرحله‌ای
  • ورود عامل پف‌زا حین فرآیند اکستروژن پلی‌استایرن توده، با رشته‌های پلیمر که برای جلوگیری از پف‌زایی در حمام آب به طور ناگهانی سرد شده‌اند (quenched) و سپس بریدن رشته‌ها.

ماده خام به شکل مهره یا دانه، پلی‌استایرن انبساط‌پذیر نامیده می‌شود. روش معمول برای تهیه مهره‌ها یا دانه‌های پلی‌استایرن انبساط‌پذیر به این ترتیب است که آن‌ها در محلی تولید شده و به مکان دیگری برای انبساط یافتن یا قالب‌گیری درون شکل‌های نهایی انتقال داده می‌شوند. در این فرآیند، هزینه حمل و نقل اسفنج سنگین با کشتی به حداقل می‌رسد و شکل‌های پیچیه قالب‌گیری می‌توانند به طور غیر مستقیم بدون پس‌فرآورش ایجاد شوند.

ذرات اسفنج انبساط‌پذیر بر پایه پلیمرشدن تعلیقی در سه مرحله به اسفنج تبدیل می‌شوند که عبارتند از: پیش‌پف‌زایی، ذخیره‌سازی موقتی و پف‌زایی نهایی. کاربردهای عمده برای ذرات پلی‌استایرن قابل انبساط برپایه پلیمرشدن تعلیقی در عایق گرمایی و در بخش بسته‌بندی است. بر طبق برآوردی در سال ۱۹۹، مصرف جهانی پلی‌استایرن انبساط‌ یافته حدود ۲/۳۵ میلیون تن در هر سال است.

نوع انبساط‌ یافته هموپلیمر استایرن برای ساخت محصولات اسفنجی استفاده می‌شود که معمولاً در جای مصرف اسفنجی می‌شوند. دانه‌های پلی‌استایرن انبساط‌ یافته به وسیله پلیمر شدن تعلیقی مونومر استایرن در مجاورت عامل پف‌زای آلی فرار تهیه می‌شوند. عامل پف‌زا از قبیل پنتان یا هگزان به طور عادی در شرایط پلیمر شدن مایع است. اما پس از گرما دادن فرار می‌شود تا پلیمر را نرم کند و به این ترتیب محصول اسفنجی تولید شود. نیاز برای تولید انواع مختلف محصولات به وسیله تغییر اندازه دانه، مقدار و ترکیب عامل پف‌زا، وزن مولکولی پلیمر و توزیع وزن مولکولی فراهم می‌شود. دانه‌های بزرگ‌تر که کم‌ترین چگالی را دارند در عایق گرمایی استفاده می‌شوند و دانه‌های کوچک‌تر که خواص مکانیکی و اتمام سطح بهتری دارند، در بسته‌بندی‌های مرسوم فنجان‌های نوشیدنی عایق‌بندی شده به کار می‌روند. گستره استفاده از این پلی‌استایرن در حال افزایش است. به عنوان مثال اخیراً در سقف‌های تیرچه بلوک به جای بلوک سیمانی از بلوک‌های پلی‌استایرن انبساط‌ یافته استفاده می‌شود. دانه‌های انبساط‌پذیر پلی‌استایرن را نیز می‌توان به شکل صفحاتی برای نما در ساختما‌ن‌سازی به کار برد.

پلیمر شدن تعلیقی برای تولید پلی‌استایرن انبساط‌‌ یافته در راکتور ناپیوسته پوشیده شده دارای هم‌زن  و دو یا بیش‌تر مانع انجام می‌شود که حجم ظروف بین ۲۰ و ۱۰۰ متر مکعب است. در شروع فرآیند پلیمر شدن فاز آبی و فاز مونومر در ظرف قرار گرفته و افزودنی‌ها بیش از پلیمر شدن یا حین آن اضافه می‌شوند. این افزودنی‌ها آب و اجزای محلول در مونومر هستند که پیش از شروع واکنش یا حین آن اضافه می‌شوند.

این افزودنی‌ها آب و اجزای و اجزای محلول در مونومر هستند که پیش از شروع واکنش در ظروف جدا حل یا پخش شده‌اند. نسبت فاز متانول به آب معمولاً بین ۴۰/۶۰ و ۶۰/۴۰ است. رآکتور پرشده گرم می‌شود، دما به تدریج افزایش می‌یابد و حین پلیمر شدن رادیکالی عامل پف‌زا در زیر فشار اضافه می‌شود. پس از تبدیل قطره‌های مونومر استایرن به دانه‌های پلی‌استایرن انبساط‌ یافته رآکتور سرد شده و تعلیق به ظرف مخلوط‌کن در حال هم خوردن منتقل می‌شود. دانه‌های قابل انبساط نیز از آب به وسیله سانتریفوژ یا غربال‌های چرخاندن جدا می‌شوند.

از دو نوع پراکسید برای تولید پلی‌استایرن انبساط‌ یافته می‌شود. دی‌بنزوییل پراکسید برای مرحله اول پلیمر شدن در دمای ۹۰ درجه سانتی‌گراد و ترشیوبوتیل‌پروکسی‌بنزوات برای دومین مرحله در گستره دمایی ۱۵ تا ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد کاربرد دارد.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای پلی‌استایرن، استفاده از آن به عنوان اسفنج پلی‌استایرن است، دانه‌های ریز پلی‌استایرن اسفنج‌پذیر و قطعات ساخته شده از این دانه‌ها، کاملاً شناخته شده‌اند. مزایای عمده قطعات اسفنج پلی‌استایرن عبارتند از:

  • انتقال گرمای کم برای استفاده در عایق‌ها
  • جاذب خوب انرژی برای بسته‌بندی مواد ظریف با شناوری زیاد
  • زیاد بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده، وزن کم و استحکام خوبی دارند.
  • هزینه کم به ازای واحد حجم با توجه به مزایای ذکر شده برای اسفنج پلی‌استایرن

یکی از معظلات پلی‌استایرن، اشتعال‌پذیری آن است که لازم است برای بعضی از کاربردها، مواد آن به حالت کندسوز درآیند. در این پژوهش پس از پلیمر شدن مونومر استایرن به روش تعلیقی تا حدود ۸۰%-۷۰% و تثبیت اندازه ذرات، در مرحله نفوذ پنتان به عنوان عامل اسفنجی‌کننده و افزودنی مناسب انحلال‌پذیر در پنتان استفاده شد. افزودنی کندسوزکننده (ترکیبات برم) پیش از وارد شدن به رآکتور به طور کامل در پنتان در دمای محیط حل شده و محلول یکنواخت به هنگام شروع مرحله نفوذ به رآکنور شارژ شد. با افزایش دما تا ۱۲۰-۱۱۰ درجه سانتی‌گراد در این مرحله ضمن تکمیل پلیمر شدن، عمل نفوذ پنتان و افزودنی حل شده در آن در دانه‌های پلی‌استایرن انجام شد. نتایج آزمایش‌های UL94 و اکسیژن  برای ارزیابی خاموش شدن شعله نشان داد که ماده افزودنی به مقدار ۱۰% وزنی پنتان نتایج بسیار مطلوبی را می‌دهد.

پلی‌استایرن انبساط‌ یافته اصطلاح کلی برای پلی‌استایرن و کوپلیمرهای آن است که به انواع مختلفی از محصولات مفید گسترش می‌یابند. این نوع پلی‌استایرن در قالب‌های به شکل دانه پلی‌استایرن تولید می‌شوند. خواص قطعات ضربه‌گیر و سایر مشخصه‌های اسفنج پلی‌استایرن انبساط‌ یافته هم‌زمان با قیمت کم، خواص عایق زیاد، قابلیت قالب‌گیری معمولی و سهولت فرآورش، این پلیمر را به عنوان ماده بسته‌بندی مهمی در صنایع مختلف تبدیل کرده است. بیش از ۵۰ سال است که کارایی پلی‌استایرن انبساط‌ یافته در کاربردهای بسته‌بندی بی‌شمار در صنایع مختلف، کالاهای مصرفی و تولیدکنندگان محصولات ثابت شده است. پلی‌استایرن انبساط‌ یافته سبک‌ وزن به دلیل داشتن خواص فیزیکی ویژه مانند نرمی، پایداری ابعادی و مقاومت گرمایی و رطوبتی برای کاربردهای بسته‌بندی مفید است.

پلی‌استایرن انبساط‌ یافته با قالب‌گیری معمولی برای بسته‌بندی درونی به ویژه در حفاظت از اجزای الکترونیکی حساس، کالاهای مصرفی و تجهیزات دفتری بسیار حائز اهمیت است. قابلیت قالب‌گیری این پلیمر، بسته‌بندی درونی مطمئن و امنی را برای اشیا فراهم می‌کند. خواصی چون عایق بودن زیاد و مقاومت در برابر رطوبت، پلی‌استایرن انبساط‌ یافته را انتخابی مناسب برای صنایع بسته‌بندی غذایی، پزشکی و دارویی کرده است. یک مزیت مهم پلی‌استایرن انبساط یافته، قابلیت بازیافت آن است. اجزای این پلیمر می‌تواند مجددا فرآیند شده و به محصولات بسته‌بندی یا کالاهای بادوام قالب‌گیری شوند.

همان طور که در جدول زیر توضیح داده شده است، خواص مکانیکی اسفنج پلی‌استایرن انبساط‌ یافته به چگالی بستگی دارد. به طور کلی استحکام با چگالی افزایش می‌یابد.

جدول بسته‌بندی‌های قالب‌گیری شده پلی‌استایرن انبساط‌ یافته

Untitled

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

پلاستیک‌ها در بسته‌بندی-قسمت دوم

بسته‌بندی‌های پلاستیکی را به دو دسته صلب (سخت) و انعطاف‌پذیر تقسیم می‌کنند. پلی‌اتیلن سبک، پلی‌پروپیلن و پلی‌وینیل‌الکل جزء پلاستیک‌های انعطاف‌پذیر هستند. پلی‌اتیلن سنگین، پلی‌اتیلن‌ترفتالات و پلی‌استایرن از پلاستیک‌های سخت هستند. طی چند دهه گذشته، پیش‌رفت و تکامل بسته‌بندی با پلاستیک‌های گرمانرم برای غذاهای آماده و منجمد، لبنیات، نوشابه‌ها، نان و شکلات اهمیت و ضرورت پیش‌تری پیدا کرده است.

انواع فیلم‌های پلاستیکی

فیلم‌های پلاستیکی گرمانرم ساده‌ای که در بسته‌بندی استفاده می‌شوند، عبارتند از:

سلوفان: (فیلم سلولزی) اولین فیلم شفاف به کار رفته برای بسته‌بندی بود. فیلم سلوفان دارای خصوصیات ویژه‌ای است که در ادامه کاربرد آن را تضمین می‌کند. مهم ترین خاصیت فیلم سلوفان عبور سریع رطوبت از آن است که آن را برای بسته‌بندی مواد غذایی مانند پیراشکی و نان مناسب می‌سازد. زیرا برای جلوگیری از کپک‌زدگی رطوبت داخل بسته باید کاهش پیدا کند. فیلم‌های سلولزی در مقایسه با سایر فیلم‌های پلاستیکی جدید هزینه تولید بیش‌تر و کارایی کم‌تری دارند.

پلی‌الفین‌ها: در کاربردهای بسته‌بندی ضروری هستند. اولین فیلم پلاستیکی تولید شده، پلی‌اتیلن سبک (LDPE) بود که هنوز هم در حجم وسیعی در بسته‌بندی استفاده می‌شود. سایر پلی‌الفین‌های مهم عبارتند از پلی‌اتیلن سبک خطی (LLDPE)، پلی‌اتیلن‌سنگین (HDPE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌پروپیلن آرایش‌یافته در یک جهت (OPP) و در دو جهت (BOPP) و کوپلیمر اتیلن‌وینیل‌استات (EVA).

فیلم‌های پلی‌الفین در برابر نفوذ گازها و مواد معطر مقاومت کمی دارند ولی از نظر مقاومت در برابر نفوذ رطوبت خیلی خوب هستند و این ویژگی باعث کاربرد گسترده آن‌ها در بسته‌بندی مواد غذایی حساس به رطوبت می‌شود.

پلی‌اتیلن‌ سبک خطی(LDPE): ماده‌ای سفت و نیمه‌شفاف با ضربه پذیری زیاد است که مقاومت شیمیایی خوبی در برابر اسیدها، بازها و محلول‌های آبی املاح معدنی دارد. همچنین این ماده مقاومت خوبی در برابر بخار آب و مفوذپذیری زیادی نسبت به گازها دارد. LDPE در برابر هیدروکربن‌های هالوژن‌دار و روغن‌ها حساس است و در اثر آن‌ها متورم می‌شود. این پلیمر در ساخت فیلم، کیسه و نیز به شکل لایه پوشش در فویل‌ها و روی مقوا و کاغذ است.

پلی‌اتیلن سبک خطی (LLDPE): دارای همان خواص است ولی از آن قوی‌تر و سخت‌تر است. کاربرد پلی‌اتیلن سبک معمولاً به شکل فیلم‌های نازک انعطاف‌پذیر است. دو ویژگی مهم که کاربرد گسترده‌تر آن را در صنعت بسته‌بندی محصول غذایی موجب می‌شود عبارتند از:

  • خنثی بودن آن یعنی عدم واکنش با محصول
  • دوخت‌پذیری گرمایی آن

به همین دلیل لازم است بسته‌بندی‌های چند لایه به عنوان لایه درونی و در تماس مستقیم با محصول از فیلم نازک پلی‌اتیلن سبک استفاده ‌شود. این فیلم شفاف و در برابر نور نفوذپذیر است. بنابراین در موارد نیاز به همراه فویل آلومینیوم به کار می‌رود. کاربرد مشخص پلی‌اتیلن سبک در بسته‌بندی‌های چهار لایه (Tetrapack) برای شیر استریل و آب میوه، بسته‌بندی پاک (Purepack) برای بسته‌بندی شیر پاستوریزه و ماست، سه لایه (Tripack) برای بسته‌بندی‌های کیسه‌ای، سه لایه برای شیر پاستوریزه و پنج لایه برای شیر استریل است.

پلی‌اتیلن سنگین (HDPE): پلیمری سخت و محکم با شفافیت کم است که در برابر ضربه مقاومت ضعیفی دارد. این ماده در مقایسه با پلی‌اتیلن سبک مقاومت بهتری به بخار آب و نفوذ گازها دارد. از HDPE در ساخت فیلم، بطری و سبد پلاستیکی استفاده می‌شود.

پلی‌پروپیلن (PP): پلاستیکی سخت با دمای ذوب ۱۶۰-۱۷۰ درجه سانتی‌گراد است. استحکام خوبی دارد ولی در دمای زیر صفر استحکام آن کم می‌شود. پلی‌پروپیلن آرایش‌یافته فیلمی درخشنده و شفاف است که دارای خواص مکانیکی خوب و نفوذپذیری متوسط در برابر گاز و بخار است.

انواع پلی‌پروپیلن موجود در بازار عبارتند از:

الف) پلی‌پروپیلن ساده: برای تولید انواع درب پلاستیکی بطری‌ها از آن استفاده می‌شود. برای تولید بطری‌ها نیز در بعضی موارد از این پلیمر استفاده می‌شود.

ب) پلی‌پروپیلن آرایش یافته خطی: این ماده در حین فرآیند تولید تحت نیروی کششی در دو جهت عمود بر هم قرار داده می‌شود. در نتیجه فیلم نازک شفاف حاصل دارای خواص مکانیکی خوب با ویژگی ممانعت‌کنندگی مناسب‌تر نسبت به گاز و بخار متوسط است. این فیلم برای بسته‌بندی و لفاف‌های مواد غذایی مانند انواع چیپس، پفک، ماکارونی، بادام زمینی و غذاهای آماده مناسب است.

ج) پلی‌پروپیلن آرایش‌یافته قطبیده: این ماده به شکل فیلم نازک انعطاف‌پذیر به رنگ سفید صدفی تولید می‌شود و جای‌گزین مناسبی برای کاغذ در بسته‌بندی ویفر، شکلات و پودر سوپ است. این نوع پلی‌پروپیلن تا حدودی پوشاننده لکه چربی است و از این نقطه‌نظر کاربرد بیش‌تری در چنین محصولات غذایی دارد.

پلی‌وینیل‌استات (PVA) و کوپلیمر اتیلن‌وینیل‌استات (EVA): این ماده و کوپلیمرهای آن مهم‌ترین رزین‌های مصرفی برای تولید چسب‌های امولسیونی به شمار می‌روند. فیلم‌های پلی‌وینیل‌استات شفاف دارای خاصیت انعطاف‌پذیری زیاد است که مقاومت زیادی در برابر ضربه و نفوذپذیری زیادی در برابر گازها و بخار آب دارند. به همین دلیل در بسته‌بندی‌هایی که نیازمند خواص خم‌شوندگی و کشسانی هستند، مانند بسته‌بندی گوشت‌های منجمد استفاده می‌شوند.

پلی‌وینیل‌الکل (PVOH) و اتیلن‌وینیل‌الکل (EVOH): این فیلم‌ها در مقایسه با سایر فیلم‌های پلاستیکی گرمانرم که برای بسته‌بندی به کار می‌روند، مقاومت خیلی خوبی در برابر نفوذ اکسیژن دارند، به شرط این که رطوبت آن‌ها زیاد نباشد. به سبب انحلال‌پذیری این فیلم‌ها در آب از آن‌ها در کاربردهای بسته‌بندی‌های چندلایه به عنوان لایه درونی یا چسب استفاده می‌شود.

پلی‌وینیل‌کلراید (PVC): معمولاً PVC به دو شکل سخت و نرم شده در صنایع گوناگون مصرف می‌شود. فیلم‌های آن سخت و شفاف هستند اما اگر مواد نرم‌کننده داشته باشند، نرم و انعطاف‌پذیر می‌شوند. این فیلم‌ها دارای مواد نرم‌کننده، نفوذپذیری زیاد در برابر رطوبت بوده و برای پوشش سبزی‌جات تازه، ماهی، گوشت و پنیر برای زمان نگه‌داری کوتاه استفاده می‌شود.

پلی‌وینیلیدن کلراید (PVDC): تولید این گونه فیلم‌ها مشکل و گران است. این فیلم‌ها در طبیعت تجزیه نمی‌شوند. پلیمر مزبور جزء پلاستیک‌های دارای مقاومت خوب در برابر گازهاست و نسبت به بخار آب نفوذناپذیر است. از این پلیمر در مقیاس وسیعی به عنوان پوشش محافظ و مقاوم برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و اکسیژن به مواد مختلف و در فیلم های چندلایه استفاده می‌شود. از فیلم‌های تک‌لایه PVDC برای بسته‌بندی گوشت، ماهی، پنیر، محصولات تازه و کیک استفاده می‌شود. در بسته‌بندی‌های تحت خلأ، نوعی از این ماده پلیمری استفاده می‌شود که کاملاً به سطح محصول می‌چسبد.

نایلون یا پلی‌آمید (PA): مهم‌ترین نایلون های مصرفی در بسته‌بندی، نایلون ۶ و نایلون ۶و۶ هستند. فیلم‌های نایلون دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر نفوذ گازها هستند، مگر این که درصد رطوبت زیادی داشته باشند. فیلم‌های نایلون استحکام و انعطاف پذیری بیش‌تری نسبت به فیلم‌های PET دارند و برای شکل‌دهی گرمایی مناسب‌اند. نایلون تحمل دمای سترون کردن مواد غذایی را دارد. به علت نفوذپذیری کم نسبت به گازها از آن در ساخت کیسه‌های مخصوص بسته‌بندی تحت خلأ از جمله پنیر، گوشت، سوسیس و کالباس استفاده می‌شود.

پلی‌اتیلن ترفتالات (PET): فیلم‌های آرایش‌یافته آن، شفافیت، استحکام و مقاومت بسیار خوبی در برابر سوراخ شدن و نفوذپذیری کمی در برابر گازها دارند. بدین سبب از بطری‌های آن برای نوشابه‌های گازدار و روغن مایع استفاده می‌شود. شیوه خاص شکل‌دهی این نوع بطری‌ها باعث می‌شود تا اولاً شفافیت بطری، ثانیاً ویژگی ممانعت‌کنندگی برتر آن به ویژه در برابر نفوذ گازها و ثالثاً سبک بودن بطری و مقاومت مکانیکی زیاد آن تأمین شود. فیلم پلی‌اتیلن‌ترفتالات، استحکام لازم برای بسته‌بندی را تأمین می‌کند. نمونه آن در بسته‌بندی آب میوه مانند محصولات ساندیس است در این مورد ترتیب استقرار لایه‌های ماده بسته‌بندی بدین شکل است: PET/Al.foil/PET

پلی‌استایرن (PS): این پلیمر در برابر اسیدها و بازها مقاوم است و در الکل‌های سبک و هیدروکربن‌های آلیفاتیک نامحلول است ولی در هیدروکربن‌های آروماتیک و الکل‌های سنگین محلول است. مقاومت آن در برابر نفوذ گازها و بخار آب متوسط است. پلی‌استایرن از معمول‌ترین پلاستیک‌ها برای فرآیند قالب‌گیری تزریقی است. در سیستم‌های تحت خلأ در ساخت انواع ظروف یک‌بار مصرف یا سینی‌های نگه‌داری غذا، انواع میوه و سبزی تازه استفاده می‌شود. به طور کلی دو نوع پلی‌استایرن تولید می‌شود:

الف) پلی‌استایرن مقاوم به ضربه (HIPS): که برای تولید ظرف ماست و مرباهای تک نفره استفاده می‌شود.

ب) پلی‌استایرن منبسط شده (EPS):  در فرآیند تولید این پلیمر از گازهای فراری استفاده می‌شود که موجب انبساط بافت پلیمری و ایجاد سلول‌های بسته توخالی در بافت ماده محصولات شکننده مناسب است. مثل ظروف غذای یک‌بار مصرف و شانه تخم مرغ، ثانیاً عایق گرمابی خوبی است و برای عرضه محصولات گرم آماده مناسب است. ثالثاً سبک بودن آن، حمل و نقل را آسان‌تر می‌کند.

کوپلیمر استایرن‌آکریلونیتریل (SAN): این پلیمر دارای سختی و مقاومت زیادی در برابر مواد شیمیایی، رطوبت و گازها در مقایسه با پلی‌استایرن است ولی در برابر نور خورشید تغییر رنگ می‌دهد.

آکریلونتیریل‌بوتادی‌ان‌استایرن (ABS): این پلیمر سخت، محکم و در برابر مواد شیمیایی مقاوم است. در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی در تولید سینی‌های مخصوص حمل نان، کیک، ظروف بسته‌بندی مارگارین و بطری‌های آب استفاده می‌شود.

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

به مناسبت زاد روز حکیم بزرگ بوعلی سینا و روز پزشک: کاربردهای پلیمرها در پزشکی

کاربردهای پلیمرها در پزشکی به مناسبت زاد روز حکیم بزرگ بوعلی سینا و روز پزشک

مقاله حاضر به مناسبت زاد روز حکیم بزرگ بوعلی سینا و روز پزشک به ذکر کاربردهای پلیمرهای مصنوعی از جمله پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌یورتان‌ها، پلی‌آمیدها، پلی‌آکریلات‌ها، پلی‌تترافلورواتیلن، سیلیکون‌ها پلی‌استال و…، پلیمرهای مصنوعی زیست‌تخریب‌پذیر مانند پلی‌لاکتیک‌اسید، پلی‌گلیکولیک‌اسید، پلی‌کاپرولاکتون و… و پلیمرهای طبیعی در حوزه پزشکی می‌پردازد.

 

پلیمرها به دلیل تنوع بسیار زیاد و نزدیک بودن خصوصیات شیمیایی و مکانیکی برخی از آن‌ها به بافت‌های بدن، بیش از سایر مواد در کاربردهای پزشکی مورد توجه قرار گرفته‌اند. از این رو شناخت ساختار، ویژگی‌ها و خواص پلیمرها همچنین کاربردهای آن‌ها در حوزه زیست‌مواد (Biomaterials) از اهمیت بالایی برخوردار است. زیست‌مواد، موادی با ریشه مصنوعی یا طبیعی هستند که برای جای‌گزینی نسوج از دست رفته بدن، ترمیم اعضای از کار افتاده و یا تکمیل عمل‌کرد بافتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که به هر دلیلی قادر به انجام وظیقه خود نباشند. ضمن این که باید حتماً در تماس مستقیم با سلول‌های زنده بدن بوده و با سامانه بیولوژیکی بدن برهم‌کنش داشته باشد. وسایل قلبی-عروقی، وسایل جای‌گزین بافت‌های نرم، سامانه‌های رهایش کنترل شده دارو و داربست‌های مهندسی بافت، از جمله این کاربردها هستند. رگ‌های مصنوعی، دریچه‌های قلبی، قلب مصنوعی، کاشتنی‌های بدن، غضروف، کامپوزیت‌های دندانی، عدسی‌های تماسی، عدسی‌های داخل چشمی، اجزای دستگاه‌های اکسیژن‌رسان، دیالیز و تصفیه خون، پوشش مواد فلزی و سرامیکی، قرص‌ها و کپسول‌های دارویی، نخ‌های بخیه، چسب‌ها و… را می‌توان به عنوان نمونه‌ای از کاربرد مواد پلیمری در پزشکی برشمرد.

مقاله حاضر به مناسبت زاد روز حکیم بزرگ بوعلی سینا و روز پزشک به ذکر کاربردهای پلیمرهای مصنوعی از جمله پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، پلی‌یورتان‌ها، پلی‌آمیدها، پلی‌آکریلات‌ها، پلی‌تترافلورواتیلن، سیلیکون‌ها پلی‌استال و…، پلیمرهای مصنوعی زیست‌تخریب‌پذیر مانند پلی‌لاکتیک‌اسید، پلی‌گلیکولیک‌اسید، پلی‌کاپرولاکتون و… و پلیمرهای طبیعی در حوزه پزشکی می‌پردازد.

 

پلیمرهای مصنوعی (Synthetic Polymers)

 

پلی‌اتیلن (Polyethylene)

پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) به دلیل مقاومت سایشی زیاد آن، خزش کم و ضریب اصطکاک پایین به طور گسترده‌ای در کاشتنی‌های ارتوپدی نظیر مفاصل ران و زانو به کار می‌رود. در حال حاضر تحقیقات زیادی در ارتباط با بهبود خواص سایشی UHMWPE با استفاده از عوامل شبکه‌ای کننده خاص نظیر ویتامین E، پرتودهی و تابش پلاسما یا پوشش‌دهی با مواد سرامیکی در حال انجام است. اعتقاد بر این است که ذرات پلی‌اتیلنی جدا شده از کاشتنی، می‌تواند باعث افزایش حجم استخوان گردد.

پلی‌پروپیلن (Polypropylene)

از این پلیمر در پروتزهای مفاصل انگشت و نخ‌های بخیه استفاده می‌شود. مش‌های پلی‌پروپیلنی در ترمیم دیواره شکم در بیماری فتق به کار می‌رود، هر چند که هنوز هم اثرات جانبی این بیماری حل نشده است. علاوه بر این غشاهای پلی‌پروپیلنی در جداسازی سلول‌ها مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته‌اند.

پلی‌آکریلات‌ (Polyacrylate)

از جمله خصوصیات PMMA، عبوردهی بسیار بالای نور (۹۲%)، شاخص پراکندگی بالا، خواص ترشوندگی عالی، زیست‌سازگاری بالا و سختی و شکنندگی بیش‌تر در مقایسه با سایر پلیمرها باید اشاره کرد. این پلیمر در لنزهای تماسی سخت (Hard Contact Lenses)، لنزهای داخل چشمی (Intraocular Lenses) سیمان استخوان و مواد ترمیمی دندان استفاده می‌شود. در این میان پلی‌سیانوآکریلات‌ها به جهت خواص چسبندگی مناسب اهمیت زیادی یافته‌اند. برخی از آن‌ها در ترکیب چسب‌های زیستی برای ترمیم اجزای کره چشم مثل قرنیه و شبکیه بررسی شده‌اند. فیلم‌های پلی‌سیانوآکریلاتی نیز به عنوان پوست مصنوعی در پیوندهای عروقی و درمان سوختگی‌های شدید مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. پلی‌آکریلونیتریل سمی و اشتعال‌زا بوده و بنابراین استفاده از آن در پزشکی رایج نیست. پلی‌آکریل‌آمید غیر سمی است ولی مونومر آن می‌تواند بر روی سلول‌های عصبی تأثیر منفی بگذارد. این پلیمر جاذب آب بوده و می‌تواند تشکیل ژل دهد. از پلی‌آکریل‌آمید در تهیه لنزهای تماسی نرم، حجم‌دهنده‌ها، ماهیچه‌های مصنوعی، بیوسنسورها، سامانه‌های رهایش داروی هوشمند و… استفاده شده است.

پلی‌استایرن  (Polystyrene)

از جمله خصوصیات پلی‌استایرن می‌توان به شفافیت خوب و بی‌رنگ بودن، راحتی ساخت، پایداری حرارتی، وزن مخصوص پایین و مدول بالا اشاره کرد. این پلیمر به صورت عمومی در ساخت ظروف کشت سلول، بطری‌های استوانه‌ای، محفظه‌های خلأ و فیلترهای قیف‌دار کاربرد دارند. آکریلونیتریل بوتادی‌ان استایرن (ABS) در ست‌های تزریق و دیالیز خون، انبرک‌ها (بست‌ها)، کیت‌های تشخیصی و… استفاده می‌شود.

پلی‌وینیل کلراید (Polyvinyl Chloride)

ماده‌ای بسیار پرمصرف و مقاوم در برابر آب و آتش به شمار می‌رود. این پلیمر در تهیه ست تزریق خون، ست سرم و… کاربرد دارد.

پلی‌وینیل‌الکل (Polyvinyl Alcohol)

یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهای محلول در آب است و مونومر آن در حالت پایدار وجود ندارد. مزایای این هیدروژل زیست‌سازگاری بالا، عدم سمیت، عدم سرطان‌زایی، سادگی تهیه، دارا بودن محیط آب‌دار و توانایی محافظت از سلول‌ها، داروها، پپتیدها و پروتئین‌ها، توانایی رساندن مواد غذایی به سلول‌ها و انتقال محصولات ایجاد شده توسط آن‌ها امکان اصلاح به کمک لیگاندهای چسبندگی سلولی. محققان بسیاری از PVA جهت تهیه غضروف مصنوعی، منیسک زانو یا دیسک بین مهره‌ای بهره برده‌اند. ترکیب مواد زیادی با پلی‌وینیل الکل برای کاربردهای پزشکی بررسی شده است. پلی‌وینیل‌الکل و پلی‌آکریلیک‌اسید در سامانه‌های حساس به pH، پلی‌وینیل‌الکل و ژلاتین جهت تهیه پچ یا غشا، پلی‌وینیل‌الکل و ابریشم جهت ساخت نخ بخیه، پلی‌‌وینیل‌الکل و پلی‌وینیل ‌پیرولیدین در مهندسی بافت، ترکیب پلی‌وینیل‌الکل با کلاژن و غشاء آمنیون در تهیه قرنیه مصنوعی، پلی‌وینیل‌الکل و نشاسته به عنوان غشا دیالیز و ترکیب پلی‌وینیل‌الکل با پلی‌اتیلن‌گلیکول به منظور کاهش جذب سطحی پروتئین از آن جمله است. استفاده از ترکیب پلی‌وینیل‌الکل و کیتوسان تا کم‌تر از ۵۰% PVA در اصلاح سطح کاتترهای پلی‌یورتانی باعث چسبندگی پروتئین‌ها و فعالیت میکروب‌ها می‌گردد. همچنین از این کامپوزیت در کاربردهای پانسمان زخم نیز می‌توان بهره برد. ترکیب پلی‌وینیل‌الکل و پلی‌کاپرولاکتون در کاهش تجمع سلول‌های التهابی مؤثر بوده است. از ترکیب PVA و گلیسرول به منظور افزایش خون‌سازگاری بهره برده شده است که طی آن با افزایش گلیسرول در ترکیب، به دلیل ممانعت از تماس مستقیم PVA با خون، چسبندگی و جذب پلاکت‌ها به سطح کاهش می‌یابد. از جمله مشکلاتی که محققان در استفاده از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر آب‌گریز نظیر پلی‌کاپرولاکتون یا پلی‌لاکتیک‌-گلیکولیک اسید اشاره نموده‌اند شناور ماندن ساختار پلیمر در محیط کشت سلولی است. علاوه بر این به دلیل عدم جذب محیط کشت توسط داربست، قسمت زیادی از تخلخل‌ها خالی خواهند ماند. این در حالی است که دست‌یابی به توزیع یکنواخت سلول‌های کاشته‌شده درون داربست اهمیت زیادی دارند. یکی از روش‌های غلبه بر این مشکل استفاده از پلیمرهای آب‌دوستی نظیر پلی‌وینیل‌الکل یا پلی‌اتیلن‌اکساید در ترکیب است. از کامپوزیت پلی‌وینیل الکل و پلی‌لاکتیک‌-گلیکولیک‌اسید و کیتوسان داربست زیست‌تخریب‌پذیری برای مهندسی بافت ساخته شده است که زیست‌سازگاری مناسبی از خود نشان داده است. همچنین از ترکیب PVA-PLGA نانوذراتی برای رهایش داروی پاکلیتاکسل جهت درمان گرفتگی شریان بهره برده شده است.

پلی‌آمید (Polyamide)

این مواد که به نایلون‌ معروف هستند در نخ‌های بخیه، رگ‌های مصنوعی استفاده می‌شوند که از جمله مهم‌ترین کاربردهای موفق این مواد در زمینه پزشکی هستند. نایلون‌ها جاذب‌ رطوبت هستند و استحکام خود را در موقع کاشت در محیط درون‌تن از دست می‌دهند. مولکول‌های آبی که به ناحیه بی‌شکل آن حمله می‌کنند به عنوان نرم‌کننده عمل می‌نمایند. آنزیم‌های پروتئولیتیک نیز از طریق حمله به گروه آمید در هیدرولیز پلیمر نقش مهمی دارند. پروتئین‌ها نیز حاوی گروه پپتیدی (آمید) در طول زنجیره‌های مولکولی خود هستند و آنزیم‌های پروتئولیتیک می‌توانند به آن‌ها حمله کنند.

پلی‌اتیلن‌ترفتالات (Polyethylene Terephthalate)

پلی‌استرهایی مانند پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی بی مانند، به طور گسترده‌ای در کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. PET پلی‌استریست که از آن در ساخت پیوند رگ مصنوعی، نخ‌های بخیه و توری‌ها، دریچه‌ها محفظه کاتتر و فیلتر استفاده می‌گردد.

پلی‌استال (Polyoxymethylene)

یک پلی‌اتر است و معمول‌ترین پلی‌استال‌ها از فرم‌آلدئید به دست آمده که به نام پلی‌اکسی‌متیلن شناخته می‌شود. پلی‌استال معمولاً چقرمه، محکم، با مقاومت بالا نسبت به خزش، خستگی و مواد شیمیایی هستند و ضریب اصطکاک کمی دارد. از پلی‌استال‌ها در تحقیقاتی نظیر تهیه مفاصل زانو یا ران و لت دریچه قلب مصنوعی استفاده شده است.

پلی‌سولفون  (Polysulfone)

پلی‌سولفون خانواده‌ای از پلیمرهای گرمانرم است. از این مواد به دلیل چقرمگی و پایداری در دماهای بالا شناخته می‌شوند. پایداری حرارتی بالا به دلیل گروه‌های جانبی حجیم، بی‌شکل، پایداری شیمیایی، عدم پایداری در مقابل حلال‌های قطبی نظیر کتون‌ها، شفافیت، استحکام بالا، انعطاف‌پذیری و مقاومت ضربه خوب به دلیل حضور اکسیژن و سولفور در زنجیر اصلی مولکولی، خزش کم و استحکام کششی بالا از خصوصیات مهم این پلیمر محسوب می‌شود. تهیه غشاها از پلی‌سولفون با خواص تکرارپذیر و اندازه تخلخل قابل کنترل به سادگی امکان‌پذیر است. از این غشاها در کاربردهای جداسازی خون (همودیالیز) آب یا مواد زائد استفاده می‌شود. همچنین به دلیل مقاومت حرارتی بالا، پلی‌سولفون در کاربردهایی که نیاز به سترون شدن تحت بخار و اتوکلاو باشد، گزینه مناسبی محسوب می‌شود.

پلی‌کربنات (Polycarbonate)

این گروه از مواد در مواقعی که نیاز به مقاومت ضربه بالا، مقاومت حرارتی زیاد و خواص نوری مناسب باشد، به کار می‌روند. در عدسی‌ها، عینک‌های طبی و ایمنی و… از پلی‌کربنات‌ها استفاده می‌شود. پلی کربنات‌ را می‌توان با اکثر روش‌ها (گاز اتیلن اکساید، پرتو گاما و اتوکلاو) سترون نمود. از این ماده در تهیه محفظه‌های مقاوم برای غشاهای دستگاه همودیالیز، دستگاه اکسیژن‌رسان، کاتترها، لوله‌ها، وسایل در تماس با خون و تزریق، بهره برده می‌شود.

سیلیکون (Silicone)

مهم‌ترین خواص سیلیکون‌ها شامل پایداری حرارتی، آب‌گریزی، مقاومت بالا در برابر اکسیژن، اَزُت و نور خورشید، انعطاف‌پذیری، عایق الکتریکی، ضد چسبنده، غیر سمی، واکنش شیمیایی کم و نفوذپذیری بالای گاز است. سیلیکون‌های تک‌جزئی با جذب رطوبت از محیط، شکل می‌گیرند. به دلیل خصوصیات این ماده، از آن در تهیه وسایل کمک شنوایی جهت جلوگیری از نفوذ اصوات استفاده می‌شود. در کاربردهای پزشکی به طور وسیعی از ترکیبات سیلیکونی بهره برده می‌شود. به عنوان مثال در لوله‌های دیالیز و انتقال خون، ریه‌های مصنوعی، کاتترها، کاشتنی‌های مصنوعی در بدن، وسایل جلوگیری از بارداری، گونه مصنوعی، عدسی‌های مصنوعی و… کاربرد دارند. در گذشته از سیلیکون برای تهیه مسدودکننده دریچه قلب مصنوعی توپ و قفس استفاده می‌شد که به دلیل تورم آن و تغییر اندازه کاربرد آن در این زمینه کاهش یافت.

پلی‌دی‌متیل‌سیلکوسان مهم‌ترین و پرمصرف‌ترین پلی‌سایلوکسان در پزشکی است که از جمله خواص آن طول بسیار بالا در دمای محیط، عایق الکتریکی بسیار خوب، مقاومت در برابر ازن، نفوذپذیری بسیار بالا در برابر گازها، مقاومت شیمیایی بالا، ضریب اصطکاک کم ۷۵% و انعطاف‌پذیر بالا، خون‌سازگاری بالا، سمیت بسیار کم، پایداری حرارتی کم، پایداری طولانی مدت در شرایط بدن، آب‌گریزی بالا. از این پلیمر در پمپ‌های خون، پوشش ضربان‌سازهای قلبی، بیرون‌کش‌های آب، عدسی تماسی، پوست مصنوعی، دستگاه‌های اکسیژن‌دهنده، چسب‌‌های پزشکی، مفاصل انگشت‌ها، حلزون‌های شنوایی، کاتترها، پروتزهای زیبایی صورت و بینی و… بهره برده می‌شود.

پلی‌یورتان (Polyurethane)

این گروه از مواد دارای استحکام کششی بالا، چقرمگی، مقاومت با سایش، مقاومت در برابر تخریب و زیست‌سازگاری هستند که مجموعه این خواص آن‌ها را به یکی از مهم‌ترین گروه‌ها برای استفاده در ساخت وسایل قابل کاشت در بدن تبدیل نموده است. پلی‌یورتان‌ها در کاشتنی‌های طولانی و کوتاه مدت زیست‌پایدار و زیست‌تخریب پذیر با محصولات تخریب زیست‌سازگار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد به دلیل داشتن بار سطحی منفی، آب‌گریزی و مورفولوژی مناسب (از جهت صافی سطح) خون‌سازگاری بالایی دارند و این امر باعث شده است که از آن‌ها در ساخت کاشتنی‌های قلبی-عروقی استفاده شود. از مهم‌ترین کاربردهای این مواد می‌توان به بطن چپ مصنوعی قلب، بالون‌های داخل آئورتی، پوشش لید ضربان‌سازها، دریچه‌هایقلب مصنوعی، غشاهای همودیالیز و … اشاره نمود. طیف گسترده خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی پلی‌یورتان‌ها سبب شده است که این گروه از پلیمرها کاربردهای وسیعی در مهندسی بافت و سامانه‌های نوین رهایش دارو نیز بیایند.

پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر  (Biodegradable Polymers)

پلی‌لاکتیک‌اسید و پلی‌گلیکولیک‌اسید  (Polylactic Acid, Polyglycolic acid)

پلی‌استرهای خطی لاکتیک و گلیکولیک اسید برای بیش‌تر از سه دهه است که در کاربردهای مختلف پزشکی استفاده می‌شوند. در زمینه رهایش کنترل شده داروها، تحقیقات زیادی به آن‌ها اختصاص داده شده است. این پلیمرها برای انتقال استروئیدها، عوامل ضد سرطانی، پپتیدها و پروتئین‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها و واکسن‌ها به کار می‌روند. ترکیبات قابل تزریق حاوی میکرواسفری‌های پلیمری لاکتید و گلیکولیک در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب نموده‌اند.

پلی‌کاپرولاکتون (Polycaprolactone)

بررسی زیست‌سازگاری این پلیمر آن را به عنوان یک پلیمر غیر سمی و بافت سازگار با محصولات تخریبی زیست‌سازگار معرفی نموده‌ است. در مواردی از PCL به عنوان بست‌های تخریب‌پذیر جهت نزدیک نمودن لبه‌های زخم استفاده می‌شود. از پلی‌کاپرولاکتون DL در تهیه پلی‌یورتان‌های زیست‌تخریب‌پذیر بهره برده شده است که پلیمر مذکور برای استفاده در مهندسی بافت غضروف و پوست بررسی شده است.

پلی‌ارتواسترها (Polyorthoester)

این مواد دسته دیگری از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر هستند که برای کاربردهایی نظیر رهایش دارو در چشم، درمان سوختگی‌ها، کنترل درد پس از عمل و کاربردهای ارتوپدی آزمایش شده‌اند. پلی‌ارتواستر در مقایسه با پلی‌لاکتیک اسید سبب افزایش رشد استخوان می‌گردد.

پلیمرهای طبیعی  (Natural Polymers)

پلیمرهای طبیعی پلیمرهایی هستند که توسط سامانه های بیولوژیکی مانند میکروارگانیسم ها، گیاهان و حیوانات تولید می‌شوند. پلیمرهای طبیعی مصارف ریادی دارند که از چمله آن ها می‌توان به چسب زخم، ماده جاذب، تهیه لوازم آرایشی، رهایش دارو داربست‌های پزشکی، نخ‌های بخیه قابل جذب، پانسمان‌ها، و زخم‌پوش‌ها، ترمیم بافت دهان، غضروف، تاندون، لیگامنت، عصب، رگ، افزایش بافت نرم، انتقال دارو، کاشتنی‌های دندانی، پوست مصنوعی، بازسازی استخوان، عدسی‌های تماسی، رهایش کنترل شده دارو و کپسوله کردن تولیدات نساجی اشاره کرد. از آنجایی که پلیمرهای طبیعی در مقایسه با پلیمرهای صنعتی سازگاری محیطی بهتری دارند تلاش‌های بیش‌تری برای کاهش قیمت آن‌ها باید صورت بگیرد، زیرا پلیمرهای طبیعی موجود دو تا پنج برابر، گران‌تر از پلیمرهای مصنوعی می‌باشند.

آزمون‌های زیست سازگاری

(in vitro)  آزمون‌های خارج بطنی

(Cytotoxicity)  سمیت

(Blood Compatibility) خون سازگاری

(in vivo) آزمون‌های داخل بطنی

کاشت کوتاه‌مدت

کاشت بلندمدت

 آزمون‌های خارج بطنی مقدمه و پیش‌نیاز آزمون‌های داخل بطنی هستند.

 

Axx

Ax

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com 📧