کاربرد الکترو اسپینینگ در زیست پزشکی

دسته: مقالات منتشر شده در 10 خرداد 1400
نوشته شده توسط Admin بازدید: 88

کاربرد الکترواسپینینگ در زیست پزشکی

تکنیک الکترواسپینینگ منسوجات غیر بافت را به ترتیب برای چند نانو متر با سطح وسیع، سهولت عملکرد برای اهداف مختلف و خواص مکانیکی برتر فراهم میکند. همچنین امکان تولید در مقیاس بزرگ همراه با سادگی فرایند، این روش را در بسیاری از کاربردهای مختلف بسیار مورد توجه قرار داده است. حوزه زیست پزشکی یکی از مهمترین کاربردهای این تکنیک همچون فیلتراسیون و مواد محافظتی، کاربردهای الکتریکی و نوری، حسگرها، کامپوزیت های تقویت شدۀ نانو الیاف و غیره به شمار میرود. برهمین اساس، بطور کلی این تکنیک میتواند در کاربردهای مختلف من جمله دارو رسانی، مهندسی نساجی، پانسمان زخم، بی حرکتی آنزیم و غیره اعمال شود. در این مقاله، علاوه بر ذکر موارد گفته شده، همچنین بر انواع موادی تمرکز شده است که از الکترواسپون استفاده شده و اصلاحاتی که در دستگاههای الکتریکی متداول با در نظر گرفتن نیازهای خاص برای کاربردهای زیست پزشکی انجام شده است.

 

استفاده ترکیبی از دو تکنیک الکترواسپری و اسپینینگ در تکنیک کاملآ متنوعی به نام الکترواسپینینگ استفاده میشود. یک میدان الکتریکی بالا در دریچه سیال اعمال میشود که ممکن است مذاب یا محلول خارج شده باشد. این کار منجر به تغییر شکل قطر و سرانجام خروج یک جت باردار از نوک مخروط میشود که به سمت الکترود شمارنده شتاب گرفته و در نهایت، منجر به تشکیل الیاف مداوم میشود. توجه به این بخش از الکترواسپینینگ که توسط محققان در مؤسسات دانشگاهی و صنایع بیان شده است، همچنان رو به افزایش است. برخی از مقالات مروری که به اصول الکترواسپینینگ، پیشرفت آن، تکنیکهای اصلاح شدۀ آن که اخیرآ توسط ما و دیگران منتشر شده اند اشاره کردند. از مزایای مهم این تکنیک میتوان تولید الیاف خیلی نازک به میزان چند نانومتر با مساحت زیاد، سهولت عملکرد برای اهداف مختلف، خواص مکانیکی برتر و سهولت فرایند نام برد که توسط بسیاری از متخصصان در این زمینه پیشنهاد شده است. امکان تولید در مقیاس بزرگ همراه با سادگی، این فرایند را برای بسیاری از کاربردهای مختلف بسیار جذاب کرده است. حوزۀ زیست پزشکی یکی از زمینه های مهم کاربردی است که از تکنیک الکترواسپینینگ من جمله فیلتراسیون و مواد محافظتی، کاربردهای الکتریکی و نوری، حسگرها، کامپوزیت های تقویت شدۀ نانوالیاف و غیره کمک میگیرد. اخیرآ لارنس و همکاران اختراع ثبت شده در نانوساختارهای زیست پزشکی الکتروسپون مورد بررسی قرار دادند. در حال حاضر تکنیک های موجود برای سنتز نانوالیاف و استفاده از آنها در مهندسی بافت و دارو رسانی نیز توسط وازیتا و همکاران مورد ارزیابی قرار گرفته اند. ما نیز مروری اجمالی از رویکردهای الکترواسپینینگ در مهندسی داربست ارائه دادیم. همچنین در اینجا میخواهیم به بحث درمورد چرخش الکتریکی در حوزۀ زیست پزشکی همچون مهندسی بافت، دارورسانی، پانسمان زخم، بی حرکتی آنزیم و غیره بپردازیم. ما هیچ تلاشی برای ارائۀ مجموعه کاملی از مقالات مرتبط نمی کنیم اما پیشرفت در حوزۀ الکترواسپینینگ در زمینۀ زیست پزشکی من جمله الکترواسپینینگ در پلیمرهای طبیعی و سنتزهای مصنوعی، طبیعی و ترکیبی؛ پلیمرهای طراحی شده و اصلاح شدۀ شیمیایی؛ و تکنیک های الکترواسپینینگ اصلاح شده برای کاربردهای زیست پزشکی را بیان می کنیم.

 

مزایای مهم تکنیک الکترواسپینینگ تولید الیاف های بسیار نازک با سطح وسیع، سهولت عملکرد در اهداف مختلف، خواص مکانیکی برتر و سهولت فرایند است. این مزایا طیف گسترده ای از فرصت ها را برای استفاده در بسیاری از کاربردهای مختلف زیست پزشکی من جمله مهندسی نساجی، دارورسانی، ایمپلنت، انتقال بیولوژیک یا ترمیم زخم فراهم می کنند. برای ترکیب خاص مواد با ساختارهای مختلف مورفولوژیکی در این کاربردها، میتوان الکترواسپینینگ را به روش های مختلف تغییر داد. همچنین اگرچه مقالات بسیاری در این مورد وجود دارد اما این حوزه همچنان در مراحل ابتدایی به سر میبرد. اگرچه یک سری از پلیمرهای جدید و تجاری موجود بعنوان ماتریس برای بازسازی و تکثیر سلول برای کاربردهای مهندسی بافت پیشنهاد شده است، اما سؤالات بسیاری همچون تعامل داربست با سیستم های بیولوژیکی و سمیّت بایستی کاملآ بررسی شوند تا قابلیت استفاده در کاربردهای واقعی زیست پزشکی را داشته باشند. دارورسانی و مهندسی بافت نیز بسیار به هم نزدیک هستند. تعداد زیادی از پلیمرهای قابل تجزیه و زیست سازگار نیز با استفاده از روشهای الکترواسپینینگ یا اصلاح الکترواسپینینگ متداول همچون الکترواسپینینگ هم محوری با استفاده از داروهای مختلف بعنوان مطالعات مدل الکترواسپون شده اند. این مطالعات نشان دهندۀ مزایای روش الکترواسپینینگ برای مثال کاهش دارورسانی در شرایط آزمایشگاهی هستند. تنها مطالعات اندکی وجود دارد که در داخل بدن حیوانات انجام شده اند. نیاز به تلاش مشترک دانشمندان و زیست شناسان جهت انجام مطالعات آزمایشگاهی در شرایط فیزیولوژیک همچنان احساس میشود. اکنون زمان انتقال تحقیقات آزمایشگاهی درمورد استفاده از الکترواسپینینگ در کاربردهای زیست پزشکی به کاربردهای بالینی است. تردیدی نیست که مواد الکترواسپون در آینده برای کاربردهای زیست پزشکی جایگاه عمده ای خواهند یافت اما بایستی روش ها و مطالبی ارائه شود که بتوان از آنها در مقیاس فنی نیز بهره گرفت.