سایر اشکال پلی کاپرولاکتون یا PCL کدامند؟
پلی کاپرولاکتون و یا PCL نوعی پلی استر زیست تخریب پذیر است که نقطه ذوب پایینی دارد و این مقدار برابر با 60 درجه سانتی گراد میباشد. دمای گذار شیشه نیز در این ماده برابر با منفی 60 درجه سانتی گراد میباشد.
مواد متخلخل یا روزنه دار ساخته شده توسط پلی کاپرولاکتون یا PCL
در سالهای گذشته از تکنیکهای متفاوتی به منظور تغییر شکل پلی کاپرولاکتون به مواد متخلخل استفاده شده است. روش های تولیدی سنتی مانند فوم سازی به کمک گاز، تفکیک فازی و محلول سازی نمکی و خشک سازی در حالت انجماد به میزان خیلی زیادی به کار برده شده اند، اگرچه روش های یاد شده کنترل چندانی بر معماری ساختار داخلی و خواص آن (مانند خواص فیزیکی) ندارند تا بتوانند معماری های پیچیده را تولید نمایند. فوم سازی گازی نوعی تکنیک فراوری است که باعث تولید فومهای زیست تخریب پذیر با معماری روزنه دار میشود که برای تولید محصولات سازگار با محیط زیست در حوزه های مختلف گزینه ای مناسب می باشد. (مانند حوزه زیست پزشکی، محیطی و انرژی و غیره). مزیت اصلی این روش امکان شکل گیری شبکه های روزنه دار و عدم استفاده از حلالهای ارگانیک است که می توانند برای محیط بیولوژیکی مضر باشند. در طی فرایند فوم سازی گازی، پلیمر با استفاده از یک گاز و یا مایعات سطحی اشباع میشود (معمولا دی اکسید کربن یا نیتروژن و یا ترکیبات آنها) و شرایط فراوری ثابت مانند دما و فشار مشخص. زمانی که انحلال پذیری عامل کف زا در پلیمر کامل میشود، ماده و یا عامل یاد شده به سطح فوق اشباع میرسد و این گاز نیز توسط افزایش دما (مانند دمای ناشی از فاز جداسازی) و یا کاهش فشار (فشار ناشی از فاز جداسازی) به این سطح میرسد. در نهایت حبابهای گازی در ماتریس پلیمری رشد کرده و هسته ای میشوند. این مکانیزمها نقش کلیدی در کنترل شکل نهایی فوم ایفا میکنند (به وسیله ی تنظیم دقیق پارامترهای فراوری). به عنوان مثال، Xu و همکارانش با استفاده از گازهای کربن دی اکسید فوق بحرانی، توانستند فومهای زیست تخریب پذیر پلی کاپرولاکتون را تولید نمایند. آنها گزارش کردند که اگر میزان کاهش فشار و اشباع دمایی کمتر باشد به افزایش چگالی فوم منجر خواهد شد.
ماتریس های روزنه دار ساخته شده از این ماده نیز از طریق تفکیک فاز گرمایی (یک فناوری پیچیده که بر المانهای ترمودینامیک و جنبشی محلول پلیمری در طی خنک سازی وابسته است) به مقدار فراوانی تولید شده اند. ایده اصلی به گونه ای است که باعث میشود تا محلول پلیمری فاز تفکیک را در دو مرحله مختلف انجام دهد: مورد اول فاز غنی از پلیمر و مرحله دوم فاز مولد. پس از زدودن حلال در طی فاز مولد پلیمر به کمک تبخیر پلیمری، تصعید یا تبدیل حلالها و غیر حلالها صورت میگیرد و باعث میشود تا یک شبکه با روزنه های باز بوجود آید. این در حالی است که پلیمر های تشکیل دهنده ی مرحله اول به فرم نهایی خود تبدیل می شوند. به طور معمول فاز تفکیک مایع- مایع زمانی رخ میدهد که دمای اعمال شده بالاتر از دمای تبلور حلال و یا نقطه انجامد باشد این در حالی است که فاز تفکیک مایع-جامد زمانی اتفاق می افتد که دمای تبلور حلال بالاتر از دمای سرد شدن آن باشد. خواص روزنه ها (مانند قطر ریز لوله ها،شکل و آرایش آنها) و نواقص ساختاری شان میتوانند توسط توصیفی دقیق از پارامترهای ترمودینامیکی و تولید قالبی کنترل شوند. در خصوص ماتریس های این ماده نیز، مطالعات متفاوتی شکل گیری نواحی ناهمسانگرد را مورد بررسی قرار دادند.
محلول سازی نمک نیز با افزودن کریستال های نمک مانند سدیم کلراید و یا پروژن ها به یک محلول پلیمری در قالبی پایدار صورت میگیرد. ترکیب پلیمر و پروژن نیز با زدودن حلال پس از تغییر فازی، تبخیر یا تفکیک شکل گرفته و فقط پس از آن نمک با استفاده از انحلال در آب و یا الکل زدوده میشود و در نهایت ساختاری روزنه دار را بوجود می اورد.
اندازه این روزنه ها و همچنین توزیع و پراکندگی آنها می تواند با توجه به اندازه و توزیع پروژه های به کار برده شده کنترل شود اگرچه این امکان وجود دارد که روزنه ها را با توجه به تعداد ذرات نمکی کنترل کرد. پارامترهای یاد شده تاثیر نسبی بر پاسخ های مکانیکی دارند و باعث میشوند تا ویژگی های ظاهری انها به طور دائمی تغییر نمایند. شکل این روزنه ها و روابط موجود بین آنها را نمیتوان کنترل کرد و به همین دلیل روش انحلال ذرات با سایر تکنیک های تولیدی ترکیب میشود تا نوعی ماتریس روزنه ای تولید شود که قابلیت نفوذ مایعات و مولکولهای کوچک را دارد. اگرچه تکنیک های یاد شده معایبی نیز دارند. به عنوان مثال ماتریس های روزنه دار پلی کاپرولاکتون که با استفاده از روش فوم سازی گازی تولید شده اند، از روابط بین روزنه ای کافی برخوردار نیستند. این موضوع بر مکانیزم پراکندگی گازی در طی شکل گیری فوم و استحکام ذاتی ماده در حالت ذوب بستگی دارد.
روش های نمونه سازی سریع که به کمک کامپیوتر انجام می گیرند، به خوبی می توانند معماری ساختار پلی کاپرولاکتون را در هر دو سطح میکرو و ماکرو کنترل نمایند ولی همچنان با محدودیت هایی در مرحله ی تفکیک پذیری همراه میباشند. در بین این روش ها، استریولیتوگرافی باعث بسپارش نوری یک رزین مایع مانند مونومرهای پلی کاپرولاکتون یا PCL میشود. رویکردهای جایگزین که با توجه به واکنش های فیزیکی محلول این ماده با نیروهای الکترواستاتیک صورت می گیرند، باعث تولید اولیه ی ماتریس هایی میشوند که برخوردار از بافتهای کنترلی میباشند. اگرچه در سطح میکرو مشکلاتی نیز برای این روزنه ها به وجود خواهد آمد. الکتروریسی نیز بر پایه ی اصول الکتروهیدرودینامیک انجام میگیرد و انواعی از فیبر های پلیمر یاد شده که با روش الکتروریسی تولید می شوند، دارای قطر متوسط بین 0.5 تا 2 میکرومتر می باشند. اگرچه طبیعت بی نظم رسوبی فیبر ها منجر به ایجاد شبکه های متراکمی می شود که دارای روزنه های خیلی کوچکی می باشند و ورود موثر ذرات خیلی کوچک در آنها تضمین شود مانند سلولها و مولکولها.
اخیرا ساختار های پلیمر یاد شده با ذرات هیدروژنی پیوند کووالانسی برقرار کرده و به بخش های تغییر یافته ی متاکریلاتی تبدیل شده اند. در این اقدام از فرایندهای نگارشی الکتروفلوئیدو دینامیک و پرینت سه بعدی، الکتروریسی و حالت نگارشی مستقیم استفاده شده است.
ذرات میکرو و نانوی ساخته شده از پلی کاپرولاکتون یا PCL
در سالهای گذشته از متدهای مختلفی به منظور تولید ریز کره یا ریز کپسولهای پلی کاپرولاکتون و کپسوله سازی داروهای مختلف استفاده شده است مانند تفکیک فازی، تبخیر امولسیونی، استخراج حلال، خشک سازی با اسپری و کپسوله سازی در حالت ذوب. در تمام موارد، میتوان ریز کره هایی با میانگین سایز 50 میکرومتر تا 2 میلی متر را تولید نمود. داروها و یا مولکولهای فعال زیستی را نیز میتوان با سطوح مختلفی از اثر بخشی کپسوله کرد (با استفاده از متدها ی یاد شده). دارو میتواند به وسیله فرسایش ماتریسی یا انتشار در خود ماتریس و یا محیطی ازاد شود که محفظه ی ریز کره ها را تشکیل میدهد. نسبت بالای سطح به حجم آنها و سختی شکل آنها نیز باعث کنترل بهتر نیروی جنبشی آزاد سازی میشود (به عنوان یکی از کاربردهای خواص ماتریس پلیمری). به طور کلی ریز کره های ساخته شده از این پلیمر با نیروی جنبشی آزادسازی اصلاح شده را میتوان با استفاده از گزینش متدهای مناسب، شرایط فراوری و یا تغییر ترکیبات پلیمری بوجود آورد که خود منجر به تنزل خواص و کاهش کیفیت پلیمر میشوند. در نتیجه، ریز کره های پلی کاپرولاکتون برای ساخت محصولات مختلفی به کار برده شده اند مانند کنترل تحویل دارو.
در تلاش اول برای ساخت ذرات ریز این ماده، مونومر های کلوئیدی در مایعی پخش میشوند که میزان حلالیت متفاوتی دارد. روشی رایج تر فرآوری ذرات میکرو از قطرات کوچک منتشر شده ی محلول است که با استفاده از متدهای مختلفی مانند امولسیون، تعلیق و پراکندگی صورت میگیرد. متد تبخیری محلول اب و روغن نیز ساده ترین راه حل موجود است ولی فقط برای داروهای چربی گرا و یا چربی دوست مناسب است. محلول آب، روغن و آب نیز برای کپسوله سازی هر دو نوع داروی محلول در آب و چربی مناسب هستند. محلول روغن در روغن و آب در روغن در روغن نیز به طور گسترده ای برای کپسوله سازی هر نوع از داروهای محلول در آب ( به تنهایی و یا در ترکیب با داروهای چربی دوست) مورد استفاده قرار می گیرد. با این متد میتوان حوزه های منسجمی را با اندازه های متفاوت تعریف کرد. در صورتی که اندازه این ذرات در حد میکرو باشد، میتوان از قطرات کروی استفاده نمود که به وسیله ی حلالیت پلی کاپرولاکتون های توزیع شده در محیط آبی بدست امده اند( روغن در آب و یا مونومر های حل شده درآب که در یک محیط ارگانیک پخش شده اند). به منظور کاهش اندازه این ذرات تا یک میکرو متر و یا کمتر، میتوان از بسپارش پراکنده سازی و یا تعلیقی استفاده نمود. در این مورد واکنشگرها مانند مونومرها، آغازگرها و پایدار کننده ها در یک محیط ارگانیک حل میشوند و از آنجایی که آغازگر قابلیت حلالیت در طی بسپارش مونومری را دارد، این اتفاق در قطرات مونومری خواهد افتاد.
اخیرا روش های نوینی به منظور کپسوله سازی داروها بوجود آمده اند که از آن جمله می توان به گسترش سریع، رسوب گذاری با ضد حلال و سایر موارد اشاره کرد( متدهایی که بر پایه ی مایعات فوق بحرانی انجام می گیرند).
