تهیه و شناسایی پوشش های پلی یورتانی ضد باکتری بر پایه روغن سویای عامل دار شده

بحث آلودگی باکتریایی بحث پایان ناپذیری است و همواره مسائل و مشکلات ناشی از آن گریبان گیر زندگی بشر بوده است. همین امر محققین را به فکر مقابله جدی با آلودگی باکتریایی واداشته، به طوری که در دو دهه اخیر مطالعات بیشماری در این زمینه صورت گرفته است. گسترش و توسعه پلیمرهای ضدباکتری، به عنوان یکی از مهمترین راهکارهای مقابله با میکروارگانیسم های بیماری زا مورد توجه می باشد. از جمله کاربرد های مهم پلیمرهای ضدباکتری در تهیه پوشش ها است. با وجود تحقیقاتی که در این زمینه صورت گرفته است، هم چنان نیاز به پوشش های با فعالیت ضدباکتری بالا و زیست سازگاری مناسب که بتوانند برای پوشش دهی تجهیزات پزشکی درون تنی و برون تنی به کار گرفته شوند، وجود دارد. محور اصلی این پژوهش ساخت پوشش های پلی یورتانی ضدباکتری بر پایه روغن سویا با خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی مناسب و میزان زیست سازگاری و فعالیت ضدباکتری مطلوب است. استفاده از ترکیبات آمونیوم چهارتایی و 1و2و3-تری آزول که دارای فعالیت ضدباکتری نسبت به طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها هستند، مد نظر قرار گرفت. برای این منظور، روغن سویا اپوکسیده طی روش های گوناگونی با گروه های هیدروکسی، آمونیوم چهارتایی و 1و2و3-تری آزول عامل دار شد. از واکنش گروه های هیدروکسی پلی ال های عامل دار تهیه شده و مونومر های دی ایزوسیاناتی پوشش های پلی یورتانی ساخته شدند. از روش های طیف سنجی برای بررسی ساختار شیمیایی پلی ال ها و پوشش های پلی یورتانی تهیه شده استفاده شد. تاثیر حضور گروه های آمونیوم چهارتایی و 1و2و3-تری آزول بر خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی پوشش های ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. میزان زیست سازگاری پوششهای پلی یورتانی از طریق مطالعه مورفولوژی و میزان زنده مانی سلول های فیبروبلاست موشی l929 در تماس با آنها و عصاره استخراج شده از آنها مطالعه شد. فعالیت ضدباکتری پوششهای ساخته شده نیز از دو روش بررسی ناحیه خاموشی اطراف آنها و میزان کاهش تعداد باکتری های در تماس با آنها بررسی شد. در بخش اول، برای اولین بار، عامل دار کردن روغن سویای اپوکسیده با گروه های هیدروکسی و آمونیم چهارتایی از طریق واکنش حلقه گشایی گروه های اپوکسی آن با دی اتیل آمین و سپس واکنش گروه های آمینی نوع سوم با بنزیل کلرید و متیل یدید صورت گرفت. از واکنش پلی ال های به دست آمده با مونومرهای دی ایزوسیاناتی، پوشش های پلی یورتانی سری xpu-a ساخته شدند. بازده پایین واکنش حلقه گشایی گروههای اپوکسی روغن سویای اپوکسیده با دی اتیل آمین (8/24%) منجر به غلظت کم گروه های هیدروکسی و آمونیوم چهارتایی در پلی ال های عامل دار تهیه شده گردید. بنابراین، در ادامه این پژوهش سعی در استفاده از آمین و کاتالیزوری با بازده حلقه گشایی بالاتر برای گروههای اپوکسی روغن سویای اپوکسیده شد. در بخش دوم، عامل دار کردن روغن سویای اپوکسیده با گروه های هیدروکسی و آمونیم چهارتایی از طریق واکنش حلقه گشایی گروه های اپوکسی آن با آنیلین و سپس واکنش گروه های آمینی نوع دوم با متیل یدید صورت گرفت. همچنین، یک پلی ال فاقد گروه های آمونیم چهارتایی از طریق واکنش حلقه گشایی گروه های اپوکسی روغن سویا اپوکسیده با متانول تهیه شد. از واکنش مخلوط پلی ال های به دست آمده با مونومر ایزوفرون دی ایزوسیانات، پوشش های پلی یورتانی سری xpu-b ساخته شدند. در بخش سوم، برای اولین بار، عامل دار کردن روغن سویای اپوکسیده با گروه های هیدروکسی و 1و2و3-تری آزول از طریق واکنش حلقه گشایی گروه های اپوکسی آن با سدیم آزید و سپس واکنش حلقه-افزایشی گروه های آزیدی با فنیل استیلن، پروپارژیل الکل و nوn-دی متیل پروپارژیل صورت گرفت. گروه آمینی نوع سوم موجود در nوn-دی متیل پروپارژیل آمین نیز طی واکنش با متیل یدید به گروه آمونیوم چهارتایی تبدیل شدند. از واکنش پلی ال های به دست آمده با ایزوفرون دی ایزوسیانات، پوشش های پلی یورتانی سری xpu-c ساخته شدند. جهت بررسی تاثیر میزان آبدوستی پوشش ها بر خواص فیزیکی و ضدباکتری آنها، پوششهایی نیز با استفاده از مخلوط پلی ال های عامل دار تهیه شده با پلی اتیلن گلیکول (سری xpu-d) ساخته شدند. نتایج نشان داد که روغن سویا به عنوان یک ماده ارزان، تجدید پذیر و در دسترس می تواند طی واکنش های ساده و آسان عامل دار شده و برای ساخت پوشش های پلی یورتانی ضدباکتری مورد استفاده قرار گیرند. افزایش غلظت گروه های آمونیوم چهارتایی در پوشش های پلی یورتانی موجب افزایش دمای انتقال شیشه ای، مدول کششی، آبدوستی، سختی، استحکام چسبندگی و فعالیت ضدباکتری و کاهش پایداری حرارتی و زیست سازگاری آنها شد. بنابراین تعدیل غلظت گروه های آمونیوم چهارتایی به منظور دستیابی به پوشش های پلی یورتانی ضد باکتری مناسب برای کاربرد های پزشکی درون تنی الزامی است. اگرچه خواص باکتری کشی و قارچ کشی مشتقات کوچک مولکول حلقه 1و2و3-تری آزول گزارش شده است، پلی ال ها و و پلی یورتان های حاوی حلقه 1و2و3-تری آزول تهیه شده در این پژوهش فعالیت ضدباکتری و ضدقارچ محسوسی از خود نشان ندادند. این امر ناشی از حضور زنجیره های آبگریز روغن در کنار این گروه ها می باشد.