پلی آن هیدرید به چه ماده ای گفته می شود و از آن برای تولید چه محصولاتی استفاده می شود؟
پلی آن هیدرید دسته ای از پلیمرهای زیست تخریب پذیر به شمار می‌آید که دارای پیوندهای آن هیدرایدی بوده و این پیوندها نیز واحدهای تکراری را در زنجیره پلیمری به یکدیگر متصل کرده اند. از مصارف اصلی این نوع از پلیمرها می‌توان به تولید دستگاههای پزشکی و یا صنعت داروسازی اشاره کرد. پلی آن هیدرید ها در بدن انسان به مونومرهای دی اسید غیر سمی تبدیل میشود که می‌توانند متابولیزه شده و از بدن خارج شوند. از آنجایی که این مواد قادرند تا محصولاتی با قابلیت زیست تخریب پذیری را به وجود آورند به عنوان موادی سازگار با محیط زیست نیز شناخته می‌شوند.
دسته بندی پلیمر های پلی آن هیدرید چگونه صورت میگیرد؟
سه دسته متفاوت برای پلیمر های یاد شده وجود دارد که عبارتند از الیفاتیک، اشباع نشده و آروماتیک. دسته پلیمری این مواد با توجه به گروه R در آنها سنجیده می شود (به معنی شیمی مولکولی موجود در پیوند های آن هیدرایدی). انواع آلیفاتیک این مواد دارای گروه‌های R می باشند و این گروه‌ها نیز شامل اتم های کربن بوده که به صورت زنجیره های شاخه دار و مسطح به یکدیگر متصل شده است. از ویژگی های این دسته از پلیمرهای آن هیدرید می توان به ساختار بلورین، نقطه ذوب بین ۵۰ تا ۹۰ درجه سانتیگراد و انحلال پذیری در هیدروکربنهای کلرین اشاره کرد. این مواد چند هفته پس از قرارگیری در بدن انسان تخریب شده و از بدن خارج خواهند شد. انواع اشباع نشده این پلیمر شامل گروه‌های R ارگانیک بوده که در آن پیوند های تکی و یا دوتایی وجود داشته که به آنها درجه اشباع نشدگی نیز گفته میشود. انواع اشباع نشده از ساختارهای بسیار بلورین برخوردارند و معمولاً در حلالهای ارگانیک بسیار رایج حل نمی شوند. پلی آن هیدرید های آروماتیک نیز شامل گروه‌های R و حلقه‌های بنزین یا آروماتیک میباشند. از خواص پلیمر نام برده شده نیز می توان به ساختار بلورین، عدم انحلال پذری در حلالهای ارگانیک معمول و نقطه ذوب بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد اشاره کرد. علاوه بر موارد یاد شده این مواد آب ترس بوده و بنابراین تخریب پذیری آنها با سرعت کمی صورت می گیرد و همین سرعت پایین در تخریب پذیری باعث میشود تا انواع جور بسپار پلی آن هیدرایدهای آروماتیک گزینه چندان مطلوبی برای حمل دارو نباشند. اما این امکان وجود دارد که آنها را با نوع آلیفاتیک پلیمرهای یاد شده (پلی آن هیدراید) هم بسپارش نمود تا بتوان به درصد مورد نظر از تخریب پذیری در این مواد دست پیدا کرد.
سنتز پلیمر های آن هیدراید چگونه صورت گرفته و این مواد از چه خواصی برخوردارند؟
پلیمرهای نام برده شده از چگالش ذوب و یا چگالش محلول در آب ساخته می شوند و با توجه به نوع روش سنتز مورد استفاده، این مواد می‌توانند خواص بسیار متفاوتی داشته باشند و خواص مورد نظر نیز با توجه به محصول نهایی ممکن است تغییر کند. ویژگیهای پلیمرهای پلی آن هیدرید ساختار، ترکیبات، وزن مولکولی و ویژگی های گرمایی مولکولهای این مواد را مشخص می‌کند و معمولاً با توجه به انواع روش ها مانند پخش نوری و اندازه محور نیز می توان به صورت دقیق این خواص را تعیین و مشخص نمود.
بسپارش پلیمرهای آن هیدراید چگونه صورت میگیرد؟
پلیمرهای آن هیدرآید را می‌توان به سادگی و با استفاده از منابع ارزان قیمت و موجود (در دسترس) تولید کرد. فرایند تولید این ماده نیز با توجه به ویژگیهای مورد نظر می‌تواند تغییر کند ولی به صورت سنتی این مواد با استفاده از بسپارش چگالشی ذوب تولید می شوند که باعث می شود تا پلیمری با وزن مولکولی بسیار بالا به وجود آید. بسپارش چگالشی ذوب شامل واکنش مونومرهای دی کربوکسیلیک اسید با میزان زیادی از آستیک آن هیدرید در دمای بالا و خلا می باشد. این امکان نیز وجود دارد که از کاتالیزورها به منظور افزایش وزن مولکولی ماده و کاهش مدت زمان واکنش استفاده کرد ولی به طور کلی از یک روش سنتزی تک مرحله ای استفاده می شود که به خالص سازی نیاز ندارد. البته متدها و روش‌های دیگری نیز وجود دارند که به کمک آن ها می توان پلیمر یاد شده را سنتز نمود مانند بسپارش ریز موجی، سنتز با ظرفیت بالا (به معنای سنتز پلیمرها به صورت موازی)، بسپارش حلقه گشا (به معنای رفع مونومرهای حلقه‌ای)، واکنش‌های بین دو مونومر در دمای بالا، عامل‌های تزویجی آب زدا (که به معنای رفع گروه‌های آب از دو گروه کربوکسیلی می باشد) و بسپارش محلولی (که به معنی واکنش در یک محلول است).
ساختار شیمیایی و تحلیل ترکیبات پلیمرهای پلی آن هیدرید
ساختار شیمیایی و ترکیبات پلیمرهای یاد شده را می توان با استفاده از طیف سنجی H1NMR تعیین نمود و این مورد می تواند نوع پلی آن هیدرید مورد نظر (مانند آروماتیک، آلیفاتیک یا غیر اشباع شده ) و همچنین ویژگیهای ساختاری آن را به خوبی مشخص سازد. روش تشدید مغناطیس هسته ای به ما اجازه می دهد تا متوجه شویم یک همبسپار از ساختار بلوکی برخوردار است و یا متناوب و علاوه بر آن وزن مولکولی و میزان تخریب پذیری هم می‌تواند توسط این روش تعیین شود.
تحلیل وزن مولکولی در پلیمر های پلی آن هیدراید
علاوه بر روش تشدید مغناطیسی هسته ای که با هدف تعیین وزن مولکولی پلی آن هیدرید مورد استفاده قرار میگیرد روش‌های دیگر نیز وجود دارند همانند کرماتوگرافی ژل تراوا و اندازه گیری میزان چسبندگی ماده.
تحلیل ویژگی های گرمایی
گرماسنجی روبشی تفاضلی با هدف تعیین خواص گرمایی پلی آن هیدرید به کار برده می شود و می تواند دمای انتقال شیشه ای، نقطه ذوب و گرمای گداز را هم مشخص نماید.
پلیمرهای آن هیدراید چه مصارفی دارد؟
ساختار پلیمرهای پلی آن هیدراید به گونه ای است که پیوندهای آن هیدرایدی در زنجیره پلیمری ماده به سادگی از هم گسسته می‌شوند و این موضوع باعث میشود تا دو گروه کربوکسیلیک اسید به وجود آید که به سادگی متابولیزه شده و از خاصیت سازگاری زیستی نیز برخوردارند. پلیمر های زیست تخریب پذیر همانند پلی آن هیدرید قادرند تا داروهای کپسول شده ای را آزاد کنند و به همین دلیل همچنان در حوزه پزشکی مورد بررسی و تحقیق قرار می‌گیرند. این پلیمرها به منظور تولید دارو هایی با مدت زمان آزادسازی و یا عامل های زیست فعال مورد بررسی قرار گرفته اند. تخریب پذیری سریع و خواص مکانیکی محدود این پلیمرها باعث شده تا گزینه ای مناسب برای تولید دستگاه های دارورسانی کنترل شده باشند. .یکی از مثال های موجود دستگاهی با نام Gliadel می باشد که در حوزه پزشکی برای درمان سرطان مغز به کار برده شده و شامل عامل های شیمی درمانی می باشد. پس از آن که تومور مغزی سرطانی برداشته میشود لایه اتصالی در داخل مغز وارد شده و عامل های شیمی درمانی را با نرخی کنترل شده آزاد می‌کنند که متناسب با میزان تخریب ماده پلیمری است. درمان غده سرطانی به صورت ناحیه ای با شیمی درمانی باعث میشود تا از سیستم ایمنی در برابر تابش های بسیار بالای درمانی محافظت شود.
سایر مصارف پلیمرهای پلی آن هیدرید عبارتند از به کارگیری انواع غیر اشباع شده این ماده در جایگزینی استخوان و همچنین به کارگیری هم بسپارهای آن به عنوان وسیله‌ای برای واکسن رسانی.
تخریب پذیری در پلیمر های آن هیدرید
تخریب و فرسایش پلیمر نشان دهنده روند کاهش جرم فیزیکی آن می باشد. دو مکانیزم عمده فرسایشی وجود دارد که عبارتند از فرسایش حجیم و سطحی. پلیمرهای آن هیدر آید از جمله پلیمرهایی هستند که در سطح فرسایش پیدا می‌کند و این نوع از پلیمرها به گونه ای ساخته شده‌اند که امکان ورود آب در آنها وجود ندارد و به صورت لایه لایه همانند یک آبنبات فرسوده می شوند. پیکره اصلی آب ترس به همراه پیوندهای آن هیدر آیدی باعث میشود تا تخریب پذیری آبکافت بتواند با ایجاد تغییراتی در ترکیبات ماده پلیمری کنترل شود. تغییر یاد شده ممکن است با افزودن یک گروه آبدوست به پلی آن هیدرید و ایجاد یک همبسپار صورت گیرد. همبسپارهای های پلی آن هیدرید از گروه های آبدوست برخوردارند و دارای روند تجزیه حجیم می باشند. پلیمرهایی که از چنین خاصیتی برخوردارند همانند یک اسفنج آب را به خود جذب می‌کنند و تخریب پلیمری روی سطح و در داخل این موارد صورت خواهد گرفت. رهش دارو از این دسته از پلیمرها با دشواری زیادی همراه است زیرا روش اول رهش در این پلیمرها انتشار می باشد. در پلیمرهایی که دارای تجزیه حجیم می باشند بر خلاف آنهایی که از تجزیه سطحی برخوردارند، ارتباط بسیار کمی بین نرخ تجزیه پلیمر و نرخ رهش دارو وجود دارد.
آیا پلیمر های پلی آن هیدرید از سازگاری زیستی بالایی برخوردارند؟
زیست سازگاری و سمیت مواد پلیمری معمولاً با بررسی پاسخ های سمی سیستمی، پاسخ‌های بافت های محلی، پاسخ‌های جهش زا و سرطان زا و پاسخ های آلرژیک به محصولاتی تعیین می شود که در اثر تخریب این مواد تولید شدند. در اغلب موارد مطالعاتی بر روی حیوانات انجام می گیرد تا اثرات این پلیمرها بر هر یک از پاسخ های منفی یاد شده مشخص شود. بر اساس مطالعات انجام گرفته پلی آن هیدرایدها و محصولاتی که از تخریب آنها به دست می آیند، نمی تواند اثرات خیلی مخربی داشته باشند و به عنوان موادی سازگار با محیط زیست در نظر گرفته می شوند.
