چاپ

هيدروژل‌ها شبکه‌هاي سه‌بعدي آب‌دوست و داراي اتصالات عرضي هستند که در تماس با آب متورم مي‌شوند، اما حل نمي‌شوند. اين ترکيبات مي‌توانند اشکال فيزيکي مختلفي شامل ورقه، ميکروذره، نانوذره و ساختار پوششي و فيلم داشته باشند.

به دليل همين تنوع ساختار، هيدروژل‌ها به ‌طور متداول در زمينه‌هاي گوناگون پژوهشي نظير زيست‌حسگرها، مهندسي بافت، جداسازي مولکول‌هاي زيستي يا سلول‌ها و تنظيم چسبندگي زيستي مواد مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

پژوهشگران دانشگاه اراک نيز با اجراي مطالعاتي در اين زمينه به هيدروژل کامپوزيتي دست يافتند.

دکتر عليرضا کريمي از اعضاي هيات علمي دانشگاه اراک با اشاره به کاربرد گسترده و روزافزون هيدروژل‌ در حوزه‌هاي مختلف، گفت: پليمر کيتوسان يک پليمر طبيعي و داراي خواص زيست‌سازگاري بسيار خوب است، اما خواص مکانيکي ضعيفي دارد؛ از اين ‌رو در اين طرح سعي شده تا با ايجاد يک خاصيت نانوکامپوزيتي به کمک نانولوله‌هاي کربني، هيدروژل‌هايي با خواص مطلوب زيستي، خودترميم شوندگي، مکانيکي و ويژگي‌هاي الکتريکي توليد شود.

وي ادامه داد: بر اين اساس در اين مطالعات هيدروژلي بر پايه کيتوسان سنتز شد که داراي ساختار سه‌بعدي با اندازه حفرات در ابعاد نانو هستند. به‌علاوه اين هيدروژل‌ها از خاصيت خودترميم‌شوندگي برخوردار بوده و خواص مکانيکي آنها با ايجاد يک ساختار نانوکامپوزيتي، به ميزان قابل‌ توجهي بهبود يافته است.

کريمي خاطرنشان کرد: هيدروژل‌هاي توليدشده قادر هستند در مواقع آسيب‌ديدگي بدون نياز به دخالت عوامل خارجي، خود را ترميم کنند.

وي با تاکيد بر اينکه هيدروژل سنتز شده داراي ساختار نانومتخلخل است، يادآور شد: به سبب اين ويژگي، نسبت سطح به حجم آن به ميزان قابل‌ توجهي افزايش يافته و اين موضوع موجب افزايش قابليت جذب سطحي، برهمکنش با اتم‌ها، يون‌ها و مولکول‌ها مي‌شود.

به گفته کريمي درواقع اين ساختار مي‌تواند مانند يک نانوراکتور عمل کند که علاوه بر حوزه‌ پزشکي، در زمينه‌هاي مختلف ديگري نظير جداسازي گازها و ذخيره‌سازي انرژي کاربرد داشته باشد.

اين محقق با بيان اينکه در سنتز اين هيدروژل از نانولوله‌هاي کربني بهره گرفته شد، افزود: نانولوله‌هاي کربني به سبب دارا بودن خواص منحصربه‌ فرد مکانيکي و الکتريکي، موجب شده‌اند هيدروژل سنتز شده نهايي، خواص مکانيکي و الکتريکي خود را از نانولوله‌هاي کربني به ارث ببرند.

اين محقق با اشاره به کاربرد اين هيدروژل‌ها در دارورساني هدفمند، افزود:‌ هيدروژل‌هاي خودترميم شونده اين قابليت را دارند تا در برابر تنش‌هاي وارد شده تغيير شکل داده و پس از رفع تنش دوباره به حالت اوليه‌ خود بازگردند. اين ويژگي‌ها سبب مي‌شود هيدروژل به‌آساني توسط يک سرنگ به بدن تزريق شود و بلافاصله پس از تزريق فرم اوليه خود را بازيابد.

وي اضافه کرد: اين ويژگي سبب مي‌شود ژل به بافت موردنظر تزريق شده و مشکلات ناشي از جراحي و يا نگراني به سبب انتشار نامناسب دارو رفع شود.

کريمي با بيان اينکه هيدروژل توليدشده داراي خاصيت خود ترميم شوندگي است و در درمان فتوديناميکي سلول‌هاي سرطاني و آسيب‌ديدگي‌هاي بافت‌هاي نرم بدن از جمله پوست قابل استفاده است، گفت: اين پژوهش در مقياس آزمايشگاهي انجام شده و با توجه به کاربردهاي زياد آن اميد است در آينده به مرحله‌ تجاري‌سازي برسد.

نتايج اين تحقيقات که حاصل تلاش‌هاي دکتر عليرضا کريمي عضو هيأت علمي دانشگاه اراک و اعظم خدادادي دانش‌آموخته‌ مقطع دکتراي دانشگاه اراک است، در مجله ACS Applied Materials & Interfaces با ضريب تأثير 7.145 به چاپ رسيده است.