ساخت نانوکامپوزیت اسفنجی آلژینات سدیم/اکسید گرافن/پلی وینیل الکل به عنوان یک زخم پوش موثر
Nanocomposite sponges of sodium alginate/graphene oxide/polyvinyl alcohol as potential wound dressing: In vitro and in vivo evaluation
گرچه پوست می تواند در برابر هجوم عوامل بیماری زا مقاومت داشته باشد، اما به راحتی آسیب می بیند. آسیب پوست موجب می شود که عوامل بیماری زا، از محل آسیب دیدگی موجب عفونت شده و از درمان آن جلوگیری کنند. زخم پوش مناسب باید غیرسمی و زیست تخریب پذیر باشد و بتواند از عفونت باکتریایی و از دست رفتن اضافی آب جلوگیری کند تا رطوبت کافی را فراهم کند و محیط زخم را تمیز حفظ کند. در فرایند درمان زخم، عفونت باکتریایی جدی ترین مساله ای است که از ترمیم زخم جلوگیری می کند. آنتی بیوتیک ها به صورت گسترده به کار می روند تا بیماری های مرتبط با عفونت را درمان کنند. با این وجود، استفاده از سیستم های آنتی بیوتیک می تواند یک واکنش سمی را ایجاد کند. استفاده از سیستم های دارورسانی برای تحویل هوشمند آنتی بیوتیک ها در درمان زخم می تواند اثرات جانبی سمی را کاهش دهد. طبق بررسی ها و گزارش ها، روند به این صورت است که سیستم های زخم پوشی توسعه یابند که برای درمان زخم های مزمن به کار روند تا مشکلات احتمالی اشاره شده جلوگیری شود. این سیستم ها بایستی چندین ویژگی مهم را به صورت همزمان در اختیار داشته باشند که شامل جذب و واجذب کنترل شدۀ آب، استحکام مکانیکی، و زیست سازگاری می شود.
در مقاله ای که در مجله معتبر Composites Part B منتشر شده است و با بازخورد خوبی نیز مواجه بوده است، محققین یک زخم پوش با انعطاف پذیری بالا، خواص مکانیکی عالی، و تخلخل بالا ساخته اند که عملکرد بسیار خوبی داشته است. به این منظور، نانوکامپوزیت چند جزئی شامل آلژینات سدیم/اکسید گرافن/پلی وینی الکل از طریق فرایند فریز-ذوب کردن سیکلی و قالب گیری خشک شده با انجماد، ساخته شده شد. بررسی ها بر این نانوکامپوزیت ها نشان داد که غلظت ۱ درصد وزنی گرافن موجب می شود که یک ساختار شبکه ای به هم پیوسته و متخلخل به صورت همگن ساخته شود که جذب آب عالی، تنفس پذیری خوب، و خواص مکانیکی خوبی را ایجاد کرد. تست های همولیز نشان داد که اسفنج های ساخته شده اثر تخریبی بر روی خون نداشتند. علاوه بر آن مشخص شد که اکسید گرافن موجود در این نانوکامپوزیت می تواند رشد سلولی را تسهیل کند و در نهایت، زیست سازگاری مناسبی نیز ایجاد کردند و نهایتا عملکرد بسیار خوبی در درمان زخم داشتند و می توانند به عنوان گزینه محتملی برای کاربردهای مرتبط با زخم پوشی و درمان زخم ها به کار روند.
روش تولید این نانوکامپوزیت ها به صورت شماتیک در شکل ۱ نشان داده شده است. به صورت خلاصه، محلول های دارای ۱۰ درصد PVA و ۲ درصد SA در آب دیونیزه ساخته شدند و مقادیر متفاوت اکسید گرافن به این محلول ها اضافه شد. این ترکیب ها همزده شده و تحت سونیک به مدت ۳۰ دقیقه قرار گرفتند تا اکسید گرافن به صورت همگن حل شود. سپس، محلول های حاصل در به مدت ۲۰ ساعت در ۲۰- درجه فریز شدند و در دمای اتاق به مدت ۴ ساعت قرار گرفتند تا اسفنج ساخته شود. شکل ۲ (a)، تصاویر اسفنج های ساخته شده قبل و بعد از جذب آب را نشان می دهد و نرخ تورم آن ها نیز در شکل ۲b نشان داده شده است. شکل ۳ a، خواص ضدباکتریایی این نمونه ها نسبت به E. coli and S. aureus را نشان می دهد و شکل ۳b قطر ناحیه جلوگیری از باکتری برای این نمونه ها را مشخص می کند. شکل ۴ نیز درمان زخم ها بر روی این نمونه ها در مدت زمان های مختلف را به نمایش می گذارد.
به طور کلی، به راحتی می توان نانوکامپوزیت های مختلف را سنتز کرد و با روش های مختلف، خواص آن ها را اصلاح نمود. اما، با دانستن کاربردهای احتمالی این نانوکامپوزیت ها، می توان طیف کاربرد مواد سنتز شده را افزایش داد و محصولاتی با کاربرد نهایی را روانۀ بازار کرد. برای انجام این کار، بایستی لیستی از کاربردهای محتمل ساختارهای مختلف تهیه شود و با همکاری های بین رشته ای، عملکرد نانوساختارها در زمینه های مختلف را بررسی نمود. زمینه بایوتکنولوژی (زیست فناوری) و زخم پوش ها نیز بسیار مهم است و با کمی تلاش و توجه بیشتر، می توان زخم پوش های بسیار موثر را با عملکرد بسیار عالی تولید نمود و علاوه بر رسیدن به ارزش افزوده، به سلامتی جامعه کمک کرد و پتانسیل دانشی را به محصولات ملموس تبدیل نمود.