معرفی پلیمرهای ضدمیکروب و کاربرد آن‌ها در پزشکی

محققان کشورمان در مطالعه‌ای مروری به خواص برخی پلیمرها اشاره کرده‌اند که به دلیل برخورداری از خواص ضدمیکروبی، در پزشکی کاربردهای فراوانی دارند.

کد خبر: ۲۰۵۰۲۸

تاریخ: ۰۸ اسفند ۱۳۹۶ - ۰۹:۴۶

به گزارش ایران اکونومیست؛ امروزه با توجه به وضعیت پیچیده انتقال بیماری‌ها و آلودگی‌ها نظیر عفونت‌های بیمارستانی و آلودگی‌های مربوطه مثل ابزار جراحی و پارچه، کاتترها و آندوسکوپی درکنار موارد عمومی‌تری همچون کاشتینه‌های سامانه‌های تصفیه آب، مواد غذایی و بازارهای مصرف عمومی، نیاز رو به رشدی برای پیشگیری از عفونت‌های میکروبی در سطح جامعه احساس می‌شود.

در دهه‌های اخیر، علاوه بر علم پزشکی و آنتی‌بیوتیک‌هایش، علم پلیمر هم به کمک آمده و امکان تولید و استفاده از سامانه‌های پلیمری که فعالیت ضد باکتری و ضد میکروبی دارند، فراهم آمده است. در این خصوص، موادی به نام «پلی یورتان» ها به دلیل داشتن تنوع ساختار و خواص، به‌عنوان ماده زیست سازگار در زمینه‌های مختلف شناخته و مطرح شده‌اند.

در بین مواد سنتزی مختلف، پلی‌یورتان‌ها نقش کلیدی در توسعه تجهیزات پزشکی از کاتتر یا همان لوله انعطاف‌پذیر مورداستفاده برای خروج مایع از بدن گرفته تا قلب مصنوعی داشته‌اند. خواص پلی‌یورتان‌ها به ماهیت و عاملیت ماده ایزوسیانات و همچنین و واحدها یا اصطلاحاً مونومرهای بزرگ تشکیل‌دهنده آن‌ها وابسته بوده و با تغییر آنها، امکان دست‌یابی به موادی با ویژگی‌های متنوع، از اسفنج‌های انعطاف‌پذیر گرفته تا پلیمرهای سخت، فراهم می‌شود.

در این خصوص و در پژوهشی مروری که محققان کشورمان از پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران انجام داده‌اند، پلی‌یورتان‌های ضد باکتری برای کاربردهای پزشکی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

فاطمه شکرالهی و همکارانش بعنوان محققان این پژوهش دراین‌باره می‌گویند: «در سال‌های اخیر پژوهشگران برای بهبود خون‌سازگاری پلی‌یورتان‌ها، از پیوند هپارین به سطح آنها استفاده کرده‌اند. این نوع پیوندزنی سطحی، اغلب با نتایج مطلوبی همراه بوده است. با این‌حال، معمولاً پیوندزنی یونی هپارین به سطح پلی‌یورتان با دشواری‌هایی همراه بوده است».

این محققان اشاره کرده‌اند که از فعالیت‌های مهم انجام‌گرفته برای زیست‌سازگاری پلی‌یورتان‌ها، استفاده از روغن‌های گیاهی زیست‌سازگار، تجدیدپذیر و ارزان، به‌عنوان پلیال در آن‌ها بوده است.

شکرالهی و همکارانش می‌گویند: «یکی دیگر از روش‌های بهبود زیست سازگاری، ساخت کامپوزیت با استفاده از ذرات معدنی زیست فعال نظیر تری‌کلسیمفسفات، تتراکلسیم فسفات و هیدروکسی آپاتیت است. در همین خصوص، داربست‌های کامپوزیتی پلیمر-سرامیک به کاربردهای پزشکی و به‌ویژه ارتوپدی راه یافته‌اند. از علل به‌کارگیری سرامیک‌ها در داربست‌های پلیمری می‌توان به افزایش استحکام پلیمر، بهبود چسبندگی به استخوان و قابلیت تحریک سلول برای رشد مجدد استخوان اشاره کرد».

این محققان می‌افزایند: «زیست سرامیک‌های جذب شدنی، به‌تدریج در بدن انسان حل شده و به‌عنوان پایه برای آزادسازی یون‌های فسفات و کلسیم و تشکیل استخوان عمل می‌کنند. این واکنش تسریع فرایند رشد استخوان در اطراف پروتز کاشتنی و تثبیت آن را به همراه دارد».

شکرالهی و همکارانش در خصوص خواص ضدمیکروبی این مواد اعتقاد دارند: «در پلی‌یورتان‌های ضد باکتری، رفتار ضدمیکروبی روکش‌ها و سطوح، تحت کنترل خواص فیزیکی-شیمیایی سطح قرار دارد».

پژوهشگران پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ادامه می‌دهند: «جلوگیری از چسبندگی باکتری به سطح و ایجاد عفونت باکتریایی به دو دسته کلی تقسیم‌بندی می‌شود. در حالت اول، بدون استفاده از عوامل ضد باکتری، سطح در برابر باکتری مقاوم می‌شود. به‌عنوان‌مثال پژوهشگران دریافته‌اند کنترل آبدوستی و زبری سطح می‌تواند چسبندگی باکتری به سطح را تعدیل کند. در روش دوم طراحی سطوح به‌گونه‌ای انجام می‌شود که باکتری‌ها پیش از تشکیل کلونی از بین بروند و این عمل با به‌کارگیری انواع ضد باکتری‌ها یا ایجاد سطوح تماسی کشنده، معمولاً با اتصال مولکولی ضد باکتری‌های کاتیونی به سطح، انجام می‌شود».

در این رابطه گفته می‌شود که بعضی از آنتی‌بیوتیک‌های استفاده‌شده در پوشش‌های پلیمری، شامل جنتامایسین، نورفلوکساسین، سفازولین، وامیکاسین و وانکومایسین هستند. نیتریک اکسید نیز در سامانه‌های رهایش به‌عنوان عامل ضدباکتری استفاده می‌شود. این ماده در مواردی باعث کاهش چسبندگی باکتری‌های زیرمجموعه استافیلوکوک نظیر استافیلوکوک اورئوس و استافیلوکوک اپیدرمیدیس می‌شود.

مجریان این پژوهش اشاره دارند که «پلی‌یورتان و پلی‌یورتان-اوره‌ها، پلیمرهایی با خواص فیزیکی-مکانیکی قابل کنترل و بسیار مناسب برای کاربردهای پزشکی ازجمله بازسازی بافت استخوان هستند».

گفتنی است نتایج این مطالعه مروری در فصل‌نامه «بسپارش» وابسته به پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران از مؤسسات زیرمجموعه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری به چاپ رسیده است.