مقدمه

هیدروژلها شبکههای پلیمری سه بعدی هستند که از اتصال زنجیرههای پلیمری آبدوست توسط پیوندهای فیزیکی یا شیمیایی تشکیل شدهاند. پرتودهی از جمله روشهای تهیه هیدروژل است که در اثر برهمکنش مستقیم پرتوهای یونساز با یمر،پل یا بر اثر برهمکنش غیر مستقیمِ این پرتوها با ملکولهای آب موجود در محلول پلیمری، رادیکالهای آزاد پلیمری ایجاد میکند و این رادیکالها به منزلهی نقاط اتصال شیمیایی عمل کرده و با اتصال آنها به هم، پلیمر مورد نظر شبکهای شده و هیدروژل تولید میشود. از جمله مزایای این روش نسبت به سایر روشهای شیمیایی نظیر اضافه کردن عوامل شیمیایی آغازگر میتوان به غیر سمی بودن، کنترل پذیری آسان، قابلیت شبکه سازی و استریل شدن محصول به صورت همزمان اشاره نمود. تنها ضعف هیدروژلهای ساخته شده توسط پرتودهی، استحکام مکانیکی ضعیف آنهاست.[۱]

از دیگر روشهای شناخته شده در ساخت هیدروژل پلی وینیل الکل، میتوان به روش فیزیکی انجماد/ ذوب اشاره کرد که بر اساس جدایی فازی و تشکیل کریستالیت در محلولهای پلیمری استوار است. وقتی یک

۴۵۳

محلول پلیمری در دمای پایین قرارگیرد، حلال (آب در مورد محلول های آبی) یخ میزند و در حین این فرآیند، پلیمرهای موجود در محلول در ناحیههای کوچکی که “میکروفاز مایع یخ نزده” نامیده میشود تجمع مییابند. در این ناحیه، غلظت موضعی پلیمرها افزایش یافته و این آرایش پلیمری در حین ذوب شدن بدون تغییر باقی میماند و نقاط اتصال پیوندهای فیزیکی را تشکیل میدهد و باعث استحکام ساختاری میشود. غیر شفاف بودن، قابلیت جذب آب کمتر نسبت به ژلهای تهیه شده با روش پرتودهی و همچنین پایداری ضعیف نسبت به تغییرات فیزیکی از ویژگی های منفی هیدروژلهای تهیه شده به این روش است.[۲]

پلی وینیل الکل، یک پلیمر سنتزی زیستسازگار و آبدوست با ویژگیهای پایداری شیمیایی و حرارتی مناسب و نیز استحکام کششی و انعطاف پذیری بسیار خوب شناخته میشود که در کاربردهای پزشکی از جمله زخمپوشها مورد استفاده قرار میگیرد.[۳]

کیتوزان نیز، یک پلیمر طبیعی و از خانواده پلی ساکاریدهاست که از دی استیل شدن کیتین بدست میآید. کاربردهایی از قبیل ترمیم زخم، هموستاز، تسریع در بازسازی بافت و تحریک فیبروپلاستها دارد. زیستتخریبپذیری، زیستسازگاری، غیر سمی، آب دوست و از نظر شیمیایی خنثی بودن و خاصیت آنتی باکتریالی از ویژگیهای منحصر بفردی است که این ماده را برای استفاده در کاربردهای پزشکی، مهندسی بافت و استفاده در زخمپوشها بسیار مورد توجه قرار داده است. تلفیق این پلیمر طبیعی با پلیمرهای سنتزی دیگر از جمله پلی وینیل الکل، میتواند بسیاری از اهداف درمانی مورد نظر را پوشش دهد.[۴]

در پژوهش حاضر، استحکام مکانیکی ضعیف هیدروژلهای تهیه شده به روش پرتودهی، موجب شد تا برای غلبه بر این مشکل، استفاده از روش انجماد/ ذوب بهدنبال روش پرتودهی مد نظر قرار گیرد. به این ترتیب که هیدروژلهایی از ترکیب پلی وینیل الکل و کیتوزان، با استفاده از دو روش پرتودهی و ترکیب پرتودهی و انجماد/ ذوب ساخته شد و سپس خواص آنها، از جمله خاصیت استحکام مکانیکی به منظور استفاده در زخمپوش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.

روش کار:

۴۵۴

پلی وینیل الکل با وزن ملکولی ۷۲۰۰۰ از کارخانه مرک خریداری شد. کیتوزان با وزن ملکولی متوسط از شرکت آلدریچ تامین گردید. کیتوزان قابل حل در آب طبق روش سان تولید گردید.[۵] در تمامی مراحل آزمایش، از آب مقطر بعنوان حلال استفاده شد.
تهیه هیدروژل: پلی وینیل الکل در آب مقطر با دمای بین ۸۵ الی ۹۵ درجه سانتی گراد بهوسیله یک همزن مغناطیسی حل شد، سپس دمای محلول به ۴۰ درجه سانتیگراد رسانده شد و کیتوزان قابل حل در آب در این دما به محلول اضافه گردید. نسبت پلی وینیل الکل به کیتوزان قابل حل در آب ۱۰ به ۲ بوده و نسبت کل جامد حل شده به حلال، ۱۲ درصد وزنی بود. پس از آن محلول نهایی در پتری دیش ریخته شد و به مدت ۲۴ ساعت در دمای اتاق نگهداری گردید تا حبابهای موجود در آن تا حد امکان خارج شود. برای تهیه هیدروژل به روش پرتودهی محلول پلیمری اشاره شده در معرض پرتوهای گامای ناشی از کبالت ۶۰ ،با دز مورد نظر ۳۰) و ۴۰ کیلوگری) قرار داده شد. برای تهیه هیدروژل به روش ترکیبی، محلول فوق الذکر ابتدا با دز مورد نظر پرتودهی شده و سپس به مدت یک ساعت در دمای -۷۰ درجه سانتی گراد و بهدنبال آن به مدت یک ساعت در دمای محیط قرار داده شد. این چرخه انجماد/ ذوب سه مرتبه تکرار گردید و هیدروژل نهایی بدست آمد.