تهیه کوپلیمرهایی بر پایه پلی آنیلین، و مخلوط این کوپلیمرها با پلی کاپرولاکتون ها برای تهیه نانو الیاف با روش الکتروریسندگی

مهندسی بافت با اینکه از شروع آن کمتر از پنجاه سال می گذرد، علاقه مندی فراوانی را به خود جلب کرده است. مهندسی بافت به ترکیبی از سلولها، مواد مورد استفاده در داربست ها و پپتیدهای فعال بیولوژیکی اشاره دارد که برای بازسازی یا شکل گیری بافت های آسیب دیده استفاده می شود. در این میان، پلی استرهای زیست تخریب پذیر و زیست سازگار تحقیقات جذابی را به روی محققین گشوده است. پلیمرهای زیست تخریب پذیر به علت عدم سمیت و امکان جذب و تجزیه در بدن به عنوان داربست در مهندسی بافت مطرح شده اند. استفاده از این پلیمرها برای تهیه نانو الیاف پلیمری با خواص و ویژگی های مختلف و متنوع با استفاده از روش الکتروریسی بسیار گسترش یافته است. طراحی پلیمرها با ساختارهای مناسب و جرم های مولکولی کنترل شده به منظور بهبود خواص الیاف حاصل از تکنیک الکتروریسی، می تواند منجر به تهیه داربست ها با خصوصیات بهبود یافته و اثر بخشی بهتر گردد. در این راستا تهیه نانو الیاف پلیمری با روش الکتروریسی مورد بررسی قرار گرفته است. در کار پژوهشی حاضر، کوپلیمرهای دو و سه دسته ای شامل پلی اتیلن گلیکول و پلی آنیلین با روشی دو مرحله ای سنتز شد. ابتدا با استفاده از 4- آمینو بنزئیک اسید و واکنش استری شدن پلی اتیلن گلیکول با جرم های مولکولی 20000،6000،2000 گرم بر مول در حضور پارا تولوئن سولفونیک اسید، پلی اتیلن گلیکول با عامل انتهایی آمین سنتز گردید. سپس پلی اتیلن گلیکول های استری و آنیلین به روش بین فازی برای سنتز کوپلیمرهای دو و سه دسته ای مورد استفاده قرار گرفت. ساختار و جرم های مولکولی پلیمرهای سنتزی با آنالیزهای ftir، 1hnmr مورد بررسی قرار گرفت. رفتار حرارتی و خواص الکتروشیمیایی کوپلیمرهای سنتزی نیز توسط آنالیزهای tga، uv-vis و cv مورد مطالعه قرار گرفت. سپس مخلوط کوپلیمرهای دو و سه دسته ای با پلی کاپرولاکتن خطی در سیستم حلال (کلروفرم/2-کلرو اتانول) تهیه گردید و توسط فرآیند الکتروریسی به الیاف تبدیل شدند. نانو الیاف بدست آمده از مخلوط کوپلیمرهای سه دسته ای با جرم های مولکولی 93000، 28000 گرم بر مول/پلی کاپرولاکتن، به علت وجود پلیمر رسانای پلی آنیلین در ساختار کوپلیمر، ساختاری یکنواخت و بدون گره و قطر الیافی در حدود 200-150 نانومتر را دارا می باشند. نانو الیاف بدست آمده از نظر داشتن ساختار همگن و داشتن قطر الیاف نانومتری و الکترواکتیویته الیاف، پتانسیل استفاده به عنوان داربست در مهندسی بافت را دارا می باشد. به منظور بررسی اثر کوپلیمر با جرم مولکولی پایین روی نانو الیاف پلی کاپرولاکتن، کوپلیمر دو دسته ای با جرم مولکولی 6200 گرم بر مول به صورت مخلوط با پلی کاپرولاکتن خطی در دستگاه الکتروریسی تزریق گردید. نتایج نشان داد که الیاف بدست آمده از این مخلوط دارای قطری در محدوده میکرومتری می باشند که احتمالا از جرم مولکولی پایین کوپلیمر دودسته ای پلی آنیلین نشات گرفته است. در ادامه ساختارهای ستاره ای با چهار و پنج بازو از پلی کاپرولاکتن با استفاده از پلیمریزاسیون باز شدن حلقه کاپرولاکتن در توده منومر با استفاده از کاتالیزور اکتانوات قلع و آغازگرهای پنتااریتریتول و گلوکز سنتز گردید. سپس توسط آنالیز 1h nmr، جرم مولکولی پلی کاپرولاکتن های چهار و پنج بازو تخمین زده شد. سپس پلی کاپرولاکتن های شاخه ای به صورت مخلوط با پلی آنیلین (سنتز شده به روش کلاسیک) در مخلوط حلال (کلروفرم/دی متیل فرم آمید) برای تهیه الیاف توسط تکنیک الکتروریسی آماده گردید. آنالیز sem نشان داد که نانو الیاف بدست آمده از پلی کاپرولاکتن های ستاره ای با چهار و پنج بازو هر دو دارای گره در ساختار خود بودند. سپس تاثیر افزایش پلی آنیلین روی مورفولوژی الیاف بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت. الیاف بدست آمده در مخلوط های پلی کاپرولاکتن ستاره ای/پلی آنیلین دارای ساختار همگن، یکنواخت، بدون گره و قطر الیاف زیر 100 نانومتر بودند. بدست آمدن چنین نتایجی از آنالیز sem، از تاثیرات استفاده از پلی آنیلین می باشد که به علت رسانایی الکتریکی و افزایش دانسیته بار در سطح قطره در حال الکتروریسی، موجب سهولت حرکت جت و بدست آمدن نانو الیاف مناسب گردیده است. این نانو الیاف فعال الکتریکی می توانند کاندیدای مناسبی برای کار در زمینه مهندسی بافت باشند. همچنین، کوپلیمر ستاره ای ab2، که دارای یک شاخه پلی اتیلن گلیکول 2000، و دو شاخه پلی کاپرولاکتن بود سنتز گردید. که ابتدا تهیه پلی اتیلن گلیکول با عامل انتهایی اپوکسید و سپس باز کردن حلقه اپوکسید و تبدیل آن به گروه هیدروکسیل و سپس پلیمریزاسیون کاپرولاکتن از دو انتهای هیدروکسیل در توده منومر و بدون حلال در حضور کاتالیزور اکتانوات را شامل گردید. نتایج بررسی محلولهای الکتروریسی شده این کوپلیمر سه شاخه با پلی آنیلین نشان داد که این کوپلیمر با وجود داشتن جرم مولکولی مشابه پلیمرهای ستاره ای چهار و پنج بازو، به علت جرم مولکولی پایین پلی اتیلن گلیکول در مقایسه با دو شاخه پلی کاپرولاکتن، الیاف مناسبی را بدست نمیدهد.