عنوان پایان‌نامه
ساخت و بررسی خصوصیات فیزیکی و رئولوژیکی هیدروژل های بر پایه زانتان با استفاده از عوامل شبکه ای کننده مختلف
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1470.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64030
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- هاله حدادکاوه
- استاد راهنما
- بابک کفاشی
- چکیده
- در سال های اخیر مطالعه هیدروژل های بر پایه پلی ساکارید ها به عنوان سامانه های رهایش دارو به دلیل ماهیت طبیعی سازگار با بدن انسان و نیز عدم سمیت مونومر باقی مانده آنها، مورد توجه قرار گرفته است. در این پروژه از زانتان به دلیل انحلال پذیری خوب در محلول های آبی و خواص رئولوژیکی مطلوب آن، استفاده شد. ساختار هیدروژل های پلی ساکاریدی ایجاد شده با عوامل شبکه ای کننده فیزیکی، در شرایط متغیر محیطی، مقاومت مکانیکی لازم را ندارند. لذا بمنظور بهبود خواص مکانیکی و استحکام هیدروژل های بر پایه پلیمرهای طبیعی باید از عوامل شبکه ای کننده شیمیایی استفاده کرد. در این پروژه دو نوع هیدروژل زانتان سنتز شده است. در هیدروژل نوع اول برای ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیره های زانتان از متیلن بیس آکریل آمید به عنوان عامل شبکه ای کننده شیمیایی و از آمونیم پر سولفات به عنوان شروع کننده، استفاده گردید. درهیدروژل نوع دوم هم زمان با واکنش شبکه ای شدن به کمک متیلن بیس- آکریل آمید، طی یک پلیمریزاسیون رادیکالی، آکریلیک اسید به کمک آمونیم پرسولفات در نقش شروع کننده رادیکالی روی زنجیره های زانتان نشانده شد. خواص آنها با کمک آزمون های رئومتری، تورم و FTIR بررسی شد. آزمون FTIR نشان داد که باندهای دوگانه در متیلن بیس آکریل آمید با گروههای استات و پیروات در زانتان واکنش می¬دهند. همچنین واکنش نشاندن آکریلیک اسید بر زنجیره های زانتان نیز از طریق گروههای استات و پیروات زانتان انجام می¬شود. حداقل نسبت وزنی عامل شبکه¬ای کننده به پلیمر(MBA/XAN) در هیدروژل های زانتان نوع اول 5/0بوده که این نسبت با نشاندن آکریلیک اسید بر زنجیره های زانتان در هیدروژل نوع دوم به 1/0 کاهش یافته است. بمنظور تعیین غلظتی از پلیمر که در آن ژل سه بعدی با استحکام مناسب بدست می¬آید، آزمون رئومتری روی نمونه¬های مختلف هیدروژل انجام شده است. برای هیدروژل های فاقد آکریلیک اسید، این میزان در محدوده 1>C >8/ 0و برای هیدروژل های دارای آکریلیک اسید 8/0>C >6/0 است. همچنین آزمون رئومتری نشان داد که هیدروژل های دارای آکریلیک اسید، از استحکام بیشتری برخوردار بوده و سایز حفرات آنها کوچکتر است. آزمون رهایش، به کمک معرف رنگی متیل تیمول بلو و با دستگاه طیف سنج مرئی-فرابنفش انجام شد. هیدروژل¬های فاقد آکریلیک اسید در همان ساعات اولیه انجام آزمایش، همه معرف موجود در خود را به صورت آنی رها کردند، در حالی که رهایش در هیدروژل های دارای آکریلیک اسید به صورت تدریجی بوده و میزان رهایش جمعی متیل تیمول بلو در آنها بعد از حدود 10 ساعت به مقدار ثابتی می¬رسد.
- Abstract
- The controlled drug delivery systems, which are intended to deliver drugs at predetermined rates for predefined periods of time, have been used to overcome the shortcomings of conventional drug formulations. Hydrogels can control drug release by changing the gel structure in response to the environmental stimuli. Among the numerous macromolecules that can be used for hydrogel formation, polysaccharides are extremely advantageous compared to synthetic polymers. They are usually non-toxic and biocompatible. Xanthan gum is a biocompatible and biodegradable polysaccharide with a promising potential as substrate for the controlled drug delivery applications. The Xanthan-based hydrogels were synthesized using methylene-bis-acrylamide (MBA) as the crosslinking agent and ammonium peroxide as initiator. By grafting acrylic acid (AA) onto Xanthan in the presence of MBA, new xanthan hydrogels were prepared. The FTIR spectrometry, swelling and rheological measurements were carried out to investigate the hydrogel properties. The FTIR spectrometry confirmed that crosslinking reaction occurred through pyruvate and/or acetate groups of Xanthan chains and double bond in MBA. The crosslinker/polymer weight ratio was kept constant in the hydrogel synthesis. The lowest MBA/XAN weight ratio for obtaining a gel structure was 0.5 in conventional XAN-MBA hydrogels, while it was decreased to 0.1 by grafting AA onto Xanthan in XAN-MBA-AA hydrogels. The rheological measurements proved that the molecular weight between two entanglements in XAN-MBA-AA hydrogels are larger, which leads to the smaller pore size compared to the XAN-MBA hydrogels. They also show higher strength. The rheological experiments were used to determine the concentration of polymer in which a gel structure is achieved. The range of Xanthan concentration for XAN-MBA hydrogels was 0.8
