مبدأ تحضير البولي يوريثان المائي القابل للتحلل البيولوجي وأنواعه

Thread Content

يتم تحضير مواد البولي يوريثان القابلة للتحلل البيولوجي باستغلال النشاط العالي لمجموعات الإيزوسيانات في مكونات الإيزوسيانات، بالإضافة إلى الخصائص القابلة للتحلل البيولوجي للجزيئات البوليمرية الطبيعية. من الناحية النظرية، يمكن استخدام الجزيئات البوليمرية الطبيعية التي تحتوي على عدة مجموعات هيدروكسيل كأحد مكونات البوليول، ومن خلال تفاعل مكونات البوليول مع مكونات الإيزوسيانات، يمكن إدخال سلاسل جزيئية قابلة للتحلل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة إلى مادة البولي يوريثان. عند استخدام طريقة الدفن في المعالجة، تتعرض المواد لتفاعلات مثل التحلل والأكسدة تحت تأثير إنزيمات الكائنات الدقيقة، مما يؤدي إلى تفكك سلاسل الجزيئات إلى قطع ذات كتلة جزيئية أقل. بعد أن تمتص الكائنات الدقيقة هذه القطع ذات الكتلة الجزيئية المنخفضة أو تستهلكها، فإنها تحولها عبر عمليات أيضية إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة الحيوية، وبذلك يتم تحقيق هدف التحلل. نظرًا لحساسية البولي يوريثان تجاه بعض الكائنات الدقيقة العادية، فإنه يُعتبر مادة مثالية لإنتاج المواد القابلة للتحلل البيولوجي. كما يمكن تصميم بنيته بحرية، ولذلك هناك العديد من أنواع البولي يوريثان القابل للتحلل البيولوجي قيد البحث حاليًا، وأهمها البولي يوريثان من نوع البولي إيثر، والبولي يوريثان من نوع البوليستر، بالإضافة إلى البولي يوريثان المعدل من البوليمرات الطبيعية القابلة للتحلل البيولوجي. تشمل البولي إيثرات المستخدمة في تصنيع البولي يوريثان من نوع البولي إيثر، البولي أوكسي إيثيلين (PEO)، والبولي تتراميثيل إيثر (PTMO)، والبولي أوكسي بروبيلين (PPO) وغيرها. مقارنةً بأنواع البولي إيثر، فإن البولي يوريثان من نوع البوليستر أكثر عرضة للتحلل، وذلك بسبب قدرة البوليستر على التحلل المائي داخل الكائنات الحية. من أنواع البوليسترات الشائعة PCL وPLA وPGA، بالإضافة إلى مشتقاتها مثل مشتقات حمض اللاكتيك/حمض الهيدروكسي إيثانويك (PLGA) وغيرها. تُظهر العديد من الدراسات أن هذه الأجزاء اللينة المصنوعة من البوليستر لها قدرة جيدة على التحلل البيولوجي، ويمكنها أن تتحلل بشكل آمن داخل الكائنات الحية. قام يونغدوكيم وزملاؤه بتصنيع عدة أنواع من البولي يوريثانات البوليسترية ذات الهياكل الكيميائية المختلفة، كما درسوا قابليتها للتحلل البيولوجي من خلال عمليات التحلل المائي والتحلل الإنزيمي وطريقة الدفن. أظهرت الدراسات أن البولي يوريثان المُصنع باستخدام الديايزوسيانات الأليفية والبولي إيثرولات ذات السلاسل اللينة الكثيرة يتمتع بقابلية تحلل بيولوجي جيدة.