پلی وینیل الکل در پانسمان زخم

دسته: مقالات منتشر شده در 29 آذر 1400
نوشته شده توسط Admin بازدید: 984

هیدروژل های پلی وینیل الکل (PVA) در پانسمان زخم: مروری بر پلیمرهای ترکیبی

PVA یکی از متداول ترین و قدیمی ترین هیدروژل های پلیمر مصنوعی است که به دلیل زیست سازگاری بالا کاربرد گسترده ای در زیست پزشکی دارد. اما ازطرفی، نمیتوان از هیدروژل PVA به دلیل خواص الاستیک ضعیف، سفتی و آبدوستی بسیار محدودی به تنهایی بعنوان یک ماده پلیمری در پانسمان زخم استفاده کرد. بیش از پنجاه سال پیش در دهه 1960، هیدروژل ها توسط ویچترل و لیم ابداع شده و در بسیاری از حوزه های زیست پزشکی من جمله لنزهای تماسی، بخیه های قابل جذب، پوکی استخوان، درمان آسم و حتی بعنوان نئوپلاسم به کار گرفته شدند. در این مقاله به بررسی مطالعات منتشر شده درمورد هیدروژل های ترکیبی PVA/ پلیمر با پیوند عرضی برای پانسمان زخم و سوختگی پرداخته شده است.

 

بیش از پنجاه سال پیش در دهه 1960، هیدروژل ها توسط ویچترل و لیم ابداع شده و در بسیاری از حوزه های زیست پزشکی من جمله لنزهای تماسی، بخیه های قابل جذب، پوکی استخوان، درمان آسم و حتی بعنوان نئوپلاسم به کار گرفته شدند. در دهه 1980، لیم و سان میکروکپسول های آلژینات کلسیم را برای مهندسی سلولی معرفی کردند، در حالی که گروه یاناس هیدروژل های مصنوعی را با برخی از پلیمرهای طبیعی اصلاح کرد؛ برای مثال کلاژن برای تولید مواد پانسمان زخم و سوختگی. از آن زمان تاکنون، هیدروژل های پلیمری همچنان مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته اند؛ سالانه میلیون  ها نفر از بیماری های مزمن، حوادث ناشی از ضربه، سوختگی، شکستگی و یا نقص استخوان رنج می برند و متأسفانه برخی از آنها به دلیل عدم متریال پلیمری جایگزین و یا درمان می میرند. با این حال، استفاده از مواد پلیمری مختلف بسیار مورد توجه است که در حال حاضر می تواند در مصارف زیست پزشکی برای استفاده شود. همانطور که گفته شد، سالانه افراد بیشماری در معرض سوختگی های متعدد و تصادفات قرار دارند که این حوادث منجر به صدمات جدی و حتی مرگ می شوند؛ بویژه در بزرگسالان و افراد مسن که ترمیم بافت به سختی امکان پذیر است. از آنجایی که دسترسی به پیوند اتولوگ محدود بوده و با اسکار اضافی همراه است، این رویکرد سنتی نمی تواند جایگزین صد در صدی برای بافت پوست باشد. قبل از دهه 1960، مواد پانسمان زخم تنها مواد غیرفعالی بودند که نقش کمرنگی در بهبود زخم ایفا می کردند. وینتر اولین نسل از مواد پلیمری پانسمان زخم را معرفی کرده و محیط های بهینه را برای ترمیم زخم بیان کرد. این آگاهی رویکردهای پانسمان زخم را متحول کرده و مسیر را برای استفادۀ فراوان از مواد فعال و کاربردی هموار کرد.این نوع مواد بایستی از شرایط زیر برخوردار باشند: 1: محیط مرطوب محیطی را حفظ کنند؛ 2: از زخم در برابر عفونت محافظت کنند؛ 3: ترشحات زخم را جذب کنند؛ 4: نکروز سطح زخم را به حداقل برسانند؛ 5: از خشکی زخم جلوگیری کنند؛ 6: روند رشد را تحریک کنند؛ 7: بایستی از خواص کشسانی، غیر سمّی، غیر آنتی ژنیک، زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری برخوردار باشند.

 

در حال حاضر PVA یکی از متداول ترین و قدیمی ترین هیدروژل های پلیمر مصنوعی است که به دلیل زیست سازگاری بالا کاربرد گسترده ای در زیست پزشکی دارد. با این حال، هیدروژل PVA دارای خواص الاستیک ضعیف، سفتی و آبدوستی بسیار محدودی است که استفاده از آن را به تنهایی بعنوان یک ماده پلیمری در پانسمان زخم محدود می کند. از میان هیدروژل های مختلفی که در مقالات توضیح داده شده است، هیدروژل های تهیه شده از PVA مخلوط شده با پلی ساکارید و برخی از پلیمرهای مصنوعی دیگر به دلیل زیست سازگاری بالا، برای فرایند اصلاح شیمیایی مناسب هستند. پپاس و مریل در اولین بررسی خود، هیدروژل های PVA را بعنوان بیومتریال را معرفی کردند. بطور کلی، این هیدروژل ها که ازطریق فرایند اتصال عرضی پلیمرها بدست آمده اند، ممکن است توسط یک واکنش شیمیایی (مانند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد، واکنش شیمیایی گروه های مکمل، استفاده از تابش انرژی بالا، یا واکنش آنزیمی) و یا یک واکنش فیزیکی (مانند برهمکنش یونی، تبلور زنجیره پلیمری، پیوند هیدروژنی بین زنجیره ها، برهمکنش پروتئین یا طراحی کوپلیمرهای پیوندی) انجام شود. در دهه های اخیر،برای اجتناب از کاربرد عوامل و معرف های شیمیایی سنتی نیاز به هیدروژل های اتصال عرضی فیزیکی بطور بالقوه افزایش یافته است. این عوامل شیمیایی نه تنها ترکیبات سمّی هستند که می توانند بطور مکرر از ژل های آماده شده قبل از استفاده جدا شوند، بلکه می توانند ماهیت مواد در زمان به دام انداختن (مانند پروتئین ها، داروها و سلول ها) را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین، این روش اتصال عرضی فیزیکی انتخاب شده است که با کمک روش اتصال عرضی شیمیایی روند آماده سازی پلیمرهای متقاطع را بررسی می کند. تلاش های متعددی برای تهیه هیدروژل ها با پایۀ PVA متقابل من جمله اتصال عرضی تشعشعی، واکنش شیمیایی به گلیوکسال، معرف های دو عملکردی با گلوتارآلدئید یا واکنش به بورات ها صورت گرفته است. اگرچه یک محلول آبی PVA میتواند پس از قرار گرفتن در معرض مدت زمان بسیار طولانی در دمای محیط، استحکام هیدروژل را کاهش می دهد اما این روش هیچ گونه الزامات کاربردی را فراهم نمی کند؛ به این معنا که خواص مکانیکی بعنوان مهمترین خواص در هیدروژل بسیار ضعیف هستند.

 

در این مقاله یک مرور کلی از مطالعات منتشر شده درمورد هیدروژل های ترکیبی PVA/ پلیمر با پیوند عرضی در پانسمان زخم و سوختگی با استفاده از روش های مختلف اتصال عرضی من جمله روش های فیزیکی، شیمیایی و پرتو دهی ارائه شده است. پانسمان زخم براساس پلیمرهای طبیعی، مصنوعی، مشتقات آنها و کامپوزیت ها علاوه بر تأثیر پلیمرها یا کامپوزیت ترکیبی بر خواص هیدروژل PVA و فعالیت های بیولوژیکی مورد بحث قرار گرفته اند. باتوجه به این بررسی، پانسمان زخم گزارش شده براساس هیدروژل های ترکیبی PVA/ پلیمر طبیعی به نظر می رسد که این نوع مواد پانسمان برای بهبود زخم بسیار مناسب باشند. از این رو، پلیمرهای طبیعی کاملآ مخلوط شده می توانند خواص فیزیکوشیمیایی هیدروژل های ساخته شده را تا حد زیادی ارتقا دهند. همچنین ظرفیت جذب آب، نفوذپذیری بخار آب و انتقال که از مهمترین نیازهای مواد پانسمان محسوب می شوند را تضمین می کنند. علاوه براین، پلیمرهای طبیعی بویژه کیتوزان ومشتقات آن بطور قابل ملاحظه ای فعالیت های بیولوژیکی هیدروژل های ترکیبی PVA را افزایش داده اند. پلیمرهای مصنوعی باPVA  برای پانسمان زخم در مقایسه با پلیمرهای طبیعی که در آن پلیمرهای مصنوعی بهبود قابل توجهی در خواص هیدروژل داشتند، مخلوط شده اند. استفاده از هیدروژل نانوکامپوزیتی بر پایۀ خاک رس و نانوذرات معدنی در پانسمان زخم بعنوان فیلر برای بهبود خواص مکانیکی به دلیل عدم تجزیه زیستی در محیط پوست و تا حدودی سمیّت سلولی آنها در غلظت بالا بسیار محدود است. برخی از مواد جایگزین برای بهبود خواص مکانیکی هیدروژل های PVA/ کامپوزیت و پلیمرهای پیوندی بکار گرفته می شوند. در مطالعه دیگری، آلوئه ورا به دلیل فعالیت بیولوژیکی، پایداری حرارتی و ویسکوزیته به اجزای پلیمر هیبریدی بعنوان تسریع کنندۀ سرعت التیام زخم افزوده شد؛ در حالی که از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز برای حفظ آب در ساختار هیدروژل استفاده می شود. در نهایت، ممکن است به این نتیجه برسیم که پلیمرهای طبیعی بر پلیمرهای مصنوعی بعنوان متریال مناسب در پانسمان زخم برتری داشته باشند؛ در حالی که برخی از افزودنی ها در پلیمرهای ترکیبی جایگزین خاک رس نانوکامپوزیت شدند که در نتیجه ممکن است اثر درمانی را در پانسمان زخم افزایش دهد.