مروری بر خواص زیستی پلی وینیل پیرولیدون PVP

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


موضوع بحث ما خواص زیستی پلی وینیل پیرولیدون ( PVP ) است.

پلي وينيل پيروليدون يک پليمر مهم قابل حل در آب است كه بيش  از 70 سال پيش توسط رپه سنتز شده است.

اين ماده پليمري از پليمريزاسيون مونومرهاي ان-وينيل پيروليدون توليد می شود. پليمريزاسيون مونومرهاي ان-وينيل پيروليدون به روش های توده ای، محلولي و سوسپانسيونی قابل انجام است.

پلی وينيل پيروليدون با وزن مولكولي از 2500 دالتون تاحدود 1ميليون دالتون عمدتا به روش پليمريزاسيون راديكالی در محلول سنتز می شود.

سه گونه از پلی وينيل پيروليدون به نام های هوموپليمر، كوپليمر و پلی وينيل پيروليدون با اتصالات عرضی موجود هست.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در ادامه بخش قبلی داریم :

يكي از خصوصيات بارز پلي وينيل پيروليدون قابلیت انحلال آن در آب و همچنين بسياری از حلال های آلی  مانند بوتانول، كلروفورم و دی كلرومتان است.


قابلیت انحلال در آب به حضور گروه های قطبی لاكتام در ساختار برمی گردد كه آبدوستی پليمر را افزايش مي دهند. گروه های غيرقطبی متيلن پلي وينيل پيروليدون را آب گريز می كند.

قابلیت انحلال بسيار خوب پلي وينيل پيروليدون در تمام حلال های معمول، منجر به استفاده ی آن در توليد محصولات دارويی مانند توليد قرص، محلول های خوردني، قطره ها، شربت ها، و محلول های تزريقی شده است. 

از قابلیت توليد لايه نازک از پلي وينيل پيروليدون براي پوشش لايه نازک بر روی  قرص ها و داروهای پوستی استفاده می شود.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در ادامه بخش قبل داریم :

به دليل ساختار شيميايي اين ماده، پلي وينيل پيروليدون با تعداد زیادي از تركيبات با وزن مولكولي پايين و بسياري از پليمرها تشكيل كمپلكس مي دهد.
توانايي تشكيل كمپلكس از اين نقطه نظر اهميت دارد كه مواد غيرقابل حل توانايي انحلال پيدا خواهند كرد.

در مورد پلي وينيل پيروليدون-يدين،توانايي تشكيل يک كمپلكس بسيار مورد اهميت است نسبت های  تركيبي مختلفي از اين كمپلكس به عنوان ضدعفوني كننده با درجه سميت پايين و كارايي بالا مورد استفاده قرار گرفته است.


پلي وينيل پيروليدون همچنين كاربردهاي فراواني در لوازم آرايشي بهداشتي، خوراكي ها، چسب ها و منسوجات پيدا كرده است.
پلي وينيل پيروليدون هم اكنون به عنوان يک ماده زيستي مورد استفاده است.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :



در ادامه بحث داریم :

خواص كليدي براي اين مهم، انحلال آن در آب، درجه سميت پايين و پايداري شيميايي آن است. مهم تر از آن، پلي وينيل پيروليدون به عنوان يک ماده ي بافت سازگار شناخته شده و براي پوست، چشم و مخاط بي خطر شناخته شده است.


از نقطه نظر زیستی، اهميت پلي وينيل پيروليدون در اين است كه گروه لاكتام خواص ساختاري مشابه با پروتئين ها به اين ماده مي دهد.

به همين دليل بسيار در كاربردهاي پزشكي مانند عامل گیرش در قرص هاي دارويي،  هيدروژل ها براي پوشش زخم و به عنوان ضدعفوني كننده و از همه آشناتر  به عنوان جايگزين پلاسماي خون در طي جنگ جهاني دوم مورد استفاده قرار گرفته است.

به حالت توده اي و داراي اتصال عرضي ( به عنوان هيدروژل ) در زجاجيه ي مصنوعي، پوشش زخم و در سيستم هاي رهايش دارو مورد استفاده قرار گرفته است.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :



در ادامه مباحث قبل داریم :

خواص زیست سازگاری مواد با اضافه كردن شاخه هايي از ماكرومولكول هاي آبدوست بر روي  سطح قابل تقويت است.
پلي ( اتيلن گلايكول ) و مشتقات آن از اين نقطه نظر بيشترين پليمرهاي مورد استفاده بوده اند.

مواد ديگر نيز شامل پلي ساكاريدها، پلي آميدها و پلي آمفوليت ها مي شوند.

خاصيت اصلي اين اصلاح كننده هاي سطح ممانعت از جذب پروتئين و چسبندگي سلولي است، در واقع سطح را مقاوم در برابر انباشت ميكروارگانيسم ها مي كنند.

در سال هاي اخير پلي وينيل پيروليدون همچنين به عنوان يک اصلاح كننده ي سطح مقاوم در برابر انباشت ميكروارگانيسم ها مدنظر بوده است.


ادامه بحث در بخش بعدی.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :



در ادامه داریم :

جذب فيبرينوژن بر روي سطوح اصلاح شده با پلي وينيل پيروليدون همانند سطوح اصلاح شده با  PEG بسيار اندک مي باشد. به همين علت  پلي وينيل پيروليدون به عنوان يک اصلاح كننده ي سطح مقاوم در برابر انباشت ميكروارگانيسم ها بسيار موثر و قابل مقايسه با PEG مدنظر بوده است.

مطالعات زیادي به منظور توليد مواد اصلاح شده با پلي وينيل پيروليدون براي كاربردهاي مهندسي پزشكي انجام شده است.
براي مثاله خاصيت تماس با خون كتترهاي وريد مركزي به طور قابل توجه اي با پوشش توسط پلي وينيل پيروليدون تقويت يافته است.

خواص ممانعت کننده در برابر انباشت میکروارگانیسم ها در غشاهای زیستی مورد استفاده در جدایش پلاسما و دیالیز خون با استفاده از ترکیبات پلی وینیل پیرولیدون قابل بهبود است.

در ادامه به بررسی اصلاح سطح توسط پلی وینیل پیرولیدون و کوپلیمرهای آن و استفاده ی آن ها برای کاربردهای پزشکی پرداخته شده است.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


روش های مختلفی برای اصلاح سطح به کمک pvp وجود دارد؛ که شامل : پوشش فیزیکی، اصلاح به کمک مخلوط کردن، اصلاح سطح به کمک پیوند نور شیمیایی و اصلاح سطح به کمک پیوند با تابش گاما.
به معرفی هریک از این روش ها به اختصار می پردازیم.

پوشش فیزیکی : 

پوشش فیزیکی یک راه آسان و موثر برای اصلاح سطح به کمک پلی وینیل پیرولیدون است. 

به طور مثال، کتترهای پلی یورواتانی که با پلی وینیل پیرولیدون پوشش داده شده اند، آبگریزتر شده و مقادیری کمتری فیبرینوژن و فیبرونکتین را نسبت به کتتر های بدون پوشش جذب خواهند کرد. 

مشکل اصلی سطوح پوشش داده شده اتصال ضعیف پوشش با زیرلایه بوده که منجربه از بین رفتن پوشش می شود.

همچنین مشکل دیگر در عدم تکرار پذیری فرایندهای پوشش پذیری است. 

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی : 


همانطور که در بخش قبلی گفتیم یکی از روش اصلاح سطح به کمک مخلوط کردن است که در این بخش به اصلاح سطح به کمک مخلوط کردن می پردازیم.

اصلاح سطح به کمک مخلوط کردن : 

در میان پلیمرهای مورد استفاده برای مصارف جدایش پلاسما و دیالیز خون، مشکلاتی مانند انعقاد خون و تخریب پروتئین وجود دارد.  غلبه کردن بر چنین مشکلاتی توسط ترکیب کردن پلیمرهای آب دوست با زمینه انجام می گیرد. 

پلی وینیل پیرولیدون به طور گسترده ای برای اصلاح ترکیب پذیری غشا های پلیمری مانند PVDF، PAN و PSF بکار می رود.
برای مثال بعد از مخلوط کردن پلی وینیل پیرولیدون با PSF، زمینه ی PSF بسیار آب دوست تر می شود. ( زاویه ی تماس آب از حدود 67 درجه به حدودا 45 درجه کاهش می یابد. )

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در ادامه بخش قبل داریم :

مطالعات پیشین نشان می دهد که جرم مولکولی پلی وینیل پیرولیدون بر زیست سازگاری آن تاثیر می گذارد.

برای مثال، پلی وینیل پیرولیدون با جرم مولکولی بالا (  جرم مولکولی برابر با 1000000 دالتون، k-87 ) برای بدن انسان آنتی ژنی بوده در حالی که پلی وینیل پیرولیدون با جرم مولکولی پایین تر ( جرم مولکولی برابر با 10000-40000 دالتون ) اینگونه نمی باشد.

اصلاح خواص به کمک مخلوط کردن پلیمرهای دیگر امکان تغییر پارامترها و تکرار پذیری بالا را سبب می شود.

 بنابراین با بهینه کردن ترکیب پلیمر مخلوط شونده، موادی با خواص زیست سازگاری تقویت شده قابل تولید خواهد بود در حالی که خواص مکانیکی خود را نیز از دست نمی دهند.

ادامه بحث در بخش بعدی.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در ادامه بخش قبل داریم :

در سال های اخیر، زیست سازگاری مخلوط های پلی وینیل پیرولیدون در مقیاس نانو ارزیابی شده است.

 با مطالعات توسط میکروسکوپ نیروی اتمی  مشخص شد که زیست سازگاری چنین موادی به میزان پلی وینیل پیرولیدون و ساختار نهایی بدست آمده بستگی دارد.

برای زیرلایه های PSF مخلوط شده با پلی وینیل پیرولیدون مشخص شده است که زیست سازگاری، بر اساس فعالیت لاکتات دهیدروژناز و میزان جذب پروتئین، با افزایش میزان تورم ذرات پلیمری افزایش می یابد. این پدیده به اثر بالشی مربوط می شود.

زمانی که پلاکت ها با سطح APS-150E ( یک محصول تجاری از زیرلایه های PSF ) با ساختار پلیمری باز تصادم می کنند، از چسبندگی پلاکت ها توسط اثر بالشی ذرات پلیمری متورم شده ممانعت به عمل می آید.
این در حالی است که، پلاکت ها به آسانی جذب سطحی زیر لایه های دارای ذرات پلیمری با ساختار بسته می شوند.

ادامه در بخش بعدی.