پلی اتیلن گلیکول به چه ماده ای گفته می شود و چه خواصی دارد؟
پلی اتیلن گلیکول که با نام PEG نیز شناخته می شود، نوعی ترکیب ساخته شده از پلی اتر است که مصارف گوناگونی دارد از مصارف صنعتی تا حوزه پزشکی. همچنین این ماده میتواند با توجه به وزن مولکولی خود دارای اسامی دیگری نیز مانند پلی اتیلن اکسید (PEO) و یا پلی اکسی اتیلن (POE) باشد. معمولاً ساختار شیمیایی این ماده با این فرمول نشان داده می شود: H−(O−CH2−CH2)n−O
از پلی اتیلن گلیکول برای تولید چه موادی استفاده می شود؟
۱.حوزه پزشکی: پلی اتیلن گلیکول یکی از ترکیبات ملین است. معمولاً از این ماده و الکترولیتهای افزوده به منظور سم زدایی روده و در مرحله قبل از جراحی و یا کلونوسکوپی استفاده میشود. از دیگر مصارف قدیمی ماده یاد شده می توان به رقیق کننده در بسیاری از محصولات دارویی اشاره کرد. زمانی که ماده یاد شده به پروتئین‌های موجود در داروها متصل شود باعث می شود تا پروتئین به آرامی از خون جدا شود. استفاده از این ماده به منظور ترکیب آکسون ها نیز توسط محققینی مورد مطالعه قرار می گیرد که در حوزه اعصاب محیطی و یا آسیب های ستون فقرات فعالیت می کنند.
۲.حوزه شیمی: پلی اتیلن گلیکول از سمیت کمی برخوردار است و در تولید محصولات گوناگون به کار برده می شود و همچنین این ماده به عنوان پوشش نرم کننده برای انواعی از سطوح در محیط های آبی و غیر آبی به کار برده می شود. از آنجایی که این ماده خاصیت انعطاف پذیری و انحلال در آب را دارد می تواند فشار اسمزی بالایی را به وجود آورد (فشاری معادل دهها اتمسفر). همچنین ماده یاد شده نمی تواند واکنش ویژه ای با مواد شیمیایی بیولوژیکی داشته باشد. این خواص باعث شده‌اند تا ماده یاد شده به یکی از مولکول های پرکاربرد در اعمال فشار اسمزی در آزمایشات شیمی زیست محور و غشاهای زیستی تبدیل شوند، به خصوص زمانی که از تکنیک تنش اسمزی استفاده می شود. پلی اتیلن گلیکول در تولید فاز های ساکن قطبی برای کروماتوگرافی گاز و همچنین مایع انتقال حرارت در تست های الکترونیک نقش دارد. علاوه بر آن این پلیمر می‌توانند به منظور حفاظت از اشیائی استفاده شود که از زیر آب بیرون کشیده شده اند مانند کشتی جنگی واسا در استکهلم و موارد مشابه. این ماده در محصولات چوبی جایگزین آب می شود و چوب را از لحاظ ابعادی به ماده ای پایدار تبدیل می کند و همچنین باعث می شود تا این ماده پس از خشکی در معرض ترک خوردگی قرار نگیرد. پلی اتیلن گلیکول که ذاتا خاصیت درجه بندی دارد در آزمایش های طیف سنجی جرمی به کار برده می شود و در آن الگوهای تقسیم پذیری باعث ایجاد تنظیماتی دقیق می شوند که قابلیت تولید مجدد را نیز دارند. همچنین این ماده نوعی polyol میباشد که امکان واکنش پذیری با ایزوسیانات و تولید پلی اورتان را دارد.
۳.مصارف بیولوژیکی: پلیمر یاد شده معمولاً به عنوان عامل ازدحام در شرایط آزمایشگاهی و به‌منظور تقلید از شرایط سلولی ازدحامی استفاده میشود. پلیمرهای مشتق شده پلیولی این ماده نیز در تولید محصولات پلی اورتانی مانند فیلم های ارتجاعی و همچنین ضربه گیر های فومی استفاده میشوند. در حوزه بیوفیزیک نیز پلی اتیلن گلیکول، مولکول های انتخابی برای مطالعات قطر کانالهای یون های عملکردی میباشند.
۴.مصارف تجاری: پلی اتیلن گلیکول ماده اصلی تشکیل دهنده بسیاری از کرم های پوستی و یا مواد نرم کننده است که در آن ها به طور معمول با گلیسیرین ترکیب می شود. این نوع از پلیمر معمولاً در انواعی از خمیر دندان ها به عنوان عامل پراکنده ساز استفاده می شود. علاوه بر آن تحقیقاتی در خصوص امکان به‌کارگیری این نوع از پلیمر در تولید زره های پوششی و یا در تتو ها به منظور کنترل دیابت انجام گرفته است. با هدف کاهش حالت فومی و یا کف مانند در مواد غذایی و نوشیدنی ها نیز از این پلیمر استفاده می شود.
۴.مصارف صنعتی: این پلیمر به عنوان عایق دریچه در ترانزیستورهای دولایه الکتریکی و به منظور تولید رسانایی بسیار بالا در یک عایق به کار برده می شود.
این ماده به عنوان میزبان پلیمری برای پلیمر های جامد الکترولیتی نیز به کار برده می شود. اگرچه هنوز تولید تجاری آن آغاز نشده است ولی گروه های متفاوتی در سراسر دنیا به روی الکترولیت های پلیمری جامد شامل پلی اتیلن گلیکول فعالیت می کنند. این کار با هدف بهبود خواص این مواد و همچنین امکان استفاده از آنها در تولید باتری ها، سیستم های نمایشگر الکتروکرومیک و همچنین سایر محصولات در آینده می باشد. پلی اتیلن گلیکول در فرآیندهای صنعتی نیز تزریق می شود تا حالت کفی تجهیزات جداسازی را کاهش دهد. علاوه بر آن این ماده نقش اتصال دهنده در آماده‌سازی سرامیکهای تکنیکی را دارد.
پلی اتیلن گلیکول چه اثراتی بر سلامتی انسان دارد.؟
این ماده از نظر بیولوژیکی حالتی ساکن و ایمن دارد. اگرچه مطالعاتی که در خصوص ایمنی پزشکی این مواد صورت گرفته است، بیشتر بزرگسالان را پوشش می دهد ولی خردسالان در این گروه قرار نمی گیرند. از سازمان غذا و دارو درخواست شده است تحقیقاتی در حوزه تاثیر ملین های حاوی پلی اتیلن گلیکول روی کودکان انجام دهد. تعداد خیلی کمی از افراد به این ماده آلرژی و یا حساسیت دارند. حساسیت به پلیمر یادشده نیز زمانی مشخص می شود که فرد از محصولی کاملا بی ربط مانند غذاهای فرآوری شده، مواد آرایشی، داروها و یا سایر موادی استفاده می کند که شامل پلی اتیلن گلیکول میشوند و یا با این ماده تولید شده‌اند. زمانی که پلی اتیلن گلیکول از نظر شیمیایی به مولکولهای مواد دارویی متصل می شود (مانند داروهای پروتئینی و یا ذرات ریز) می تواند خاصیت آنتی ژنی داشته باشد و پاسخ های پادتن ضد پلی اتیلن گلیکول را در تعدادی از بیماران شبیه سازی نماید. این مورد فقط در تعداد کمی از مواد دارویی شامل پلی اتیلن گلیکول دیده شده است ولی می تواند آثار قابل توجهی بر نتایج کلینیکی در بیمارانی داشته باشد که در معرض این وضعیت قرار گرفته‌اند. علاوه بر موارد یاد شده که در آنها سیستم ایمنی بیمار نوعی پاسخ ضد پلی اتیلن گلیکولی نشان می دهد، این ماده به طور کلی ترکیبی ایمن در فرمولاسیون دارویی شناخته می شود.
نامگذاری و انواع موجود پلی اتیلن گلیکول
پلی اتیلن گلیکول، پلی اتیلن اکسید و پلی اکسی اتیلن همگی نوعی الیگومر و یا پلیمر ساخته شده از اتیلن اکسید هستند. تمامی این موارد نام های مشابهی هستند ولی از گذشته در حوزه پزشکی زیستی بیشتر از نام پلی اتیلن گلیکول و در حوزه شیمی پلیمر بیشتر از نام پلی اتیلن اکسید استفاده میشده است.
از آنجایی که برای تولید هر نوع از محصولی، به گونه‌ای متفاوت از این مواد نیاز است پلی اتیلن گلیکول به دسته ای از الیگومر ها و پلیمر ها اشاره می کند که جرم مولکولی کمتر از ۲۰ هزار گرم بر مول دارند ولی پلی اتیلن اکسید نوعی از پلیمر است که جرم مولکولی آن بالاتر از ۲۰۰۰۰ گرم بر مول می باشد و جرم مولکولی پلی اکسی اتیلن نیز می تواند هر مقداری را شامل شود. پلی اتیلن گلیکول با بسپارش اتیلن اکسید تولید میشود و به صورت تجاری نیز با وزن های مولکولی متفاوت از ۳۰۰ گرم بر مول تا ۱۰ میلیون گرم بر مول موجود می باشد. دو نوع دیگر نیز با توجه به وزن مولکولی خود به صورت مایع و یا جامداتی هستند که نقطه ذوب پایین دارند. پلی اتیلن گلیکول و پلی اتیلن اکسید دارای وزن های مولکولی متفاوتی هستند و همچنین مصارف و خواص فیزیکی متفاوتی دارند که ناشی از اثرگذاری طول زنجیره می باشد ولی خواص شیمیایی آنها بسیار مشابه هم است. همچنین این امکان وجود دارد که انواع متفاوتی از پلی اتیلن گلیکول را با توجه به نوع آغازگر مصرفی تولید کرد. پرمصرف ترین آغازگر در این حوزه با نام پلی اتیلن گلیکول متیل اتر تک وظیفه ای و یا متوکسی پلی شناخته می شود. انواعی از این پلیمر که وزن مولکولی کمی دارند و بصورت الیگومر های خالص تر موجود می باشند، با نام های جدا از هم، یکپارچه و ناپراکنده یاد میشوند. انواع سنگین وزن پلی اتیلن گلیکول نیز حالتی بلورین داشته و می توان با استفاده از انکسار اشعه ایکس ساختار بلورین آنها را مشخص نمود. از آنجایی که خالص سازی و جداسازی الیگومر های خالص کاری دشوار است قیمت این نوع از مواد بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ برابر پلی اتیلن گلیکول های ناپراکنده میباشد. شکل هندسی این مواد نیز بسیار گوناگون است. پلی اتیلن گلیکول های شاخه دار دارای ۳ تا ۱۰ زنجیره می باشد که از یک گروه اصلی و مرکزی منشعب می شود. در انواع ستاره‌ای نیز ۱۰ تا ۱۰۰ زنجیره از این گروه مرکزی انشعاب پیدا می کند. انواع شانه مانند پلی اتیلن گلیکول نیز از زنجیره هایی برخوردار هستند که به پیکره اصلی پلیمر وارد میشوند. این پلیمر در آب، متانول، اتانول، استونیتریل، بنزین و دی کلرومتان حل میشود ولی قابلیت انحلال در دی اتیل اتر و هگزان را ندارد. ماده نام برده شده با مولکول های آب گریز پیوند خورده و مواد فعال سطحی غیر یونی را تولید میکند. پلی اتیلن گلیکول دارای ناخالصی های سمی نیز می باشد مانند اتیلن اکسید و 1,4-dioxane. در صورتی که از پلی اتیلن گلیکول و اترهای ان در تماس با پوست استفاده شود، میتواند به کلیه ها اسیب وارد نماید.
