بخشی از مقاله
خلاصه
30 mm امروزه با توجه به پیش رفت فناوری نانو سهم بسزای آن را در صنایع مختلف نمی توان نادیده انگاشت. یکی از 25 mmپلیمرهای زیست سازگار با قابلیت تجزیه بیولوژیکی و عدم سمی بودن کیتوسان است . کیتین و کیتوسان، به عنوان آمینو پلی ساکاریدهای طبیعی، به دلیل داشتن ساختار بی نظیر خصوصیات چند بعدی و عملکرد بالا توجه زیادی را در صنایع به ویژه در نساجی، پزشکی، مهندسی بافت ، ترمیم زخم ها و رهایش دارو ، پانسمان زخم ، غشاهای تصفیه پساب و صنایع آرایشی بهداشتی به خود معطوف کرده اند . به علاوه اصلاح شیمیائی این بیو پلیمر ها ، بهبود حلالیت آن ها در محیط های آبی یا حلال های آبی رادر پی داشته است که این امر موجب افزایش فعالیت های بیولوژیکی و نیز افزایش کاربرد آن ها شده است . چنانچه این ماده وارد فاز نانو شود سطح وسیعی از منسوج را با مقادیر اندکی از این ماده پوشش خواهد داد. مقاله پیش روبه بررسی تهیه ی نانو کیتوسان به منظور افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم و افزایش کاربرد این بیو پلیمر می باشد . به منظور تهیه نانو کیتوسان، کیتوسان با وزن مولکولی متوسط در محیط اسیدی هیدرولیز گردید و اندازه ذرات توسط TEMو SEM تایید شد. ذرات کریستالی کیتوسان توسط پراش اشعه ایکس XRD بررسی شدند .
کلمات کلیدی: " کیتوسان " "زیست تخرب پذیر " "نانو فناوری " "نساجی" "پزشکی" "مهندسی بافت"
.1 مقدمه
سطح اشغال شده به ازای واحد حجم در نانو مواد، بیشتر از سطح اشغال شده به وسیله ساختارها با اندازه میکرونی، بسیار بیشتر از مقیاس میکرون است. مساحت سطح وقتی بر حجم نمونه تقسیم شود، نسبت سطح ویژه به دست میآید. این نسبت، در نانومواد، عاملی مهم و مطلوب برای استفاده در نانوکامپوزیت، سامانه واکنشی، فعالیت کاتالیزوری، دارورسانی و غیره است. برای مثال در یک نمونه نانو ذرات، با توجه به افزایش سطح تماس با محیط خارجی هر چه نسبت سطح به حجم بیشتر باشد، میزان فعالیت کاتالیزری یا دارورسانی بیشتر خواهد بود. - 2،1و - 3با گذر از میکروذرات به نانوذرات، با دو مورد مهم زیر روبرو می شویم : -1افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم -2ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی.
پلیمرهای زیست تخریبپذیرعمدتاً از منابع تجدیدپذیر بدست میآیند - برخلاف پلیمرهای سنتزی که بیشتر منشأ نفتی دارند - بنابراین تولید آنها میتواند موجب حفظ منابع تجدید ناپذیر برای نسلهای آینده گردد. این پلیمر های زیست تخریب پذیر قابلیت بازگشت به طبیعت را دارند و توسط میکروارگانیسمها در طی فرآیندی به محصولات طبیعی مانند دی اکسید کربن، آب، متان و تودههای زیستی تبدیل شوند . اغلب پلیمرهای سنتزی با منشأ نفتی مانند پلی الفینها پلی ونیل-ها نایلونها و غیره به تخریب بیولوژیکی مقاوم هستند و پیوندهای کربنی آنها توسط آنزیمهای میکروارگانیسمها شکسته نمیشود. آبگریز بودن و سطح کم پلیمرها در مقایسه با وزن مولکولی بالای آنها موجب مقاومت پلیمرهای سنتزی به حمله × توسط آنزیمهای میکروارگانیسم میگردد. 8 - و - 9 پلیمرهای زیست تخریبپذیر برخلاف سایر پلیمرها در محیطهای طبیعی تجزیهپذیر هستند بهطور کلی به پلیمرهایی کهپس از فرآیند تجزیه توسط میکروارگانیسمهاکاملاً به محصولات طبیعی مانند آب دی اکسید کربن و تودههای زیستی - قارچ و باکتری - و یا آنزیمها تبدیل میشوند زیست تخریبپذیر گویند . پلی ساکاریدها از مونوساکاریدها تشکیل میشوند
و از ویژگی های قابل توجه آن عبارت است ازاینکه:
در طبیعت به فراوانی وجود دارند ✓
به طور گسترده در کشورهای زیادی یافت میشوند ✓
جز منابع تجدید پذیرند ✓
زیست پلیمرهایی پایدار هستند، آبدوست هستند ✓
پلیمرهای قابل اصلاح میباشند ✓
از نظر بیولوژیکی و شیمیایی: غیرسمی هستند ، قابلیت تجزیه بیولوژیکیدارن و بسیارواکنش پذیر و جاذب میباشند . - 3 - و - 4 - ×دلایلی که میتوان جهت توجیه رفتار جذب فوق العاده پلی ساکاریدها به کار برد عبارتند از:
-1 آبدوستی بالای پلیمر - به دلیل وجود گروههای هیدروکسیل در واحد گلوکز -
-2 حضور تعداد زیادی ازگروههای جانبی مثل گروههای استامید، آمین نوع اول و یا هیدروکسیل.
-3 واکنش پذیری شیمیایی بالای این گروهها.
-4 ساختار انعطاف پذیر زنجیر پلیمر.
با توجه به گروههای جانبی واکنش پذیر, پلی ساکاریدها واکنش پذیری خوبی از خود نشان میدهند و بر این اساس، ×مشتقات پلی ساکاریدها را به طور کلی از دو راه اصلی بدست میآورند.
-1 واکنشهای اتصالات عرضی از طریق گروههای آمین یا هیدروکسیل. -2 پیوند پلی ساکاریدها با یک مادهی آلی یا معدنی.برخی از انواع پلی ساکاریدها عبارتند از: نشاسته، سیکلودکسترین، آمیلوز، پکتین، اینولین دکستران، آلجیناتها، کیتین و کیتوسان . 6 - ،5،و - 7
.2کیتوسان
کیتوسان - شکل - 1 پلیمری خطی با ساختاری ساکاریدی است که از هیدرولیز پلیمر طبیعی کیتین بدست می آید . کیتوسان یک پلیمر کاتیونیک است که به واسطه دی استیلاسیون ، در اثر حرارت دادن کیتین در هیدروکسید سدیم حاصل می گردد . درجه دی استیلاسیون که نسبت به گروه های استیل گل.کز آمین به گرو های آمین موجود در ساختار کیتوسان نشان می دهد عامل مهمی در میزان حلالیت و سایر خواص کیتوسان محسوب می گردد . کیتوسان های تجاری معمولا درصد دی استیلاسیون بالای 70 درصد و وزن مولکولی بین 10 هزار تا 1/2 میلیون دالتون دارند بار مثبت موجود به وسیله جذب یون مثبت توسط جفت الکترون آزاد اتم نتیروژن در گروه تولید میشود که در طبیعت تقریباً استثنایی می-×باشد و به این پلیمر اجازه میدهد که با تمام سطوح بیولوژیکی که بار منفی دارند پیوند ایجاد نماید . - - 10و . - 11 -
.1-2خواص کیتوسان
شکلB 1 کیتوسان
خواص کیتوسان را میتوان از دو جنبه زیز نیز، مورد بررسی قرار داد.
الف - خواص شیمیایی کیتوسان:
از نظر شیمیایی، میتوان گفت که کیتوسان پلیمری خطی است و دارای گروههای آمین و هیدروکسیل فعال میباشد .
ب - خواص بیولوژیکی کیتوسان:
خواص کیتوسان از نظر بیولوژیکی عبارت است از:
-1 زیست سازگاری - طبیعی، بی خطر و غیر سمی - -2 قابلیت تجزیه بیولوژیکی -3 فعالیت ضد میکروبی . 13 - ،12و - 14
2-2حلال کیتوسان
کیتوسان به دلیل وجود گروههای آمین آزاد در واحدهای دی گلوکز آمین در شرایط اسیدی محلول میباشد، زیرا تعداد واحدهای دی استیله شده در کیتین کم بوده اما در کیتوسان به اندازه کافی زیاد است. کیتوسان، محصول دی استیله شده-×ی کیتین در اسیدهایی مثل اسید استیک، فرمیک و... محلول است . 15 - و - 16
