بررسي تاثير ويژگي هاي محلول پليمري بر تشكيل و مرفولوژي نانوفيبرهايكيتوزان ـ پلي وينيل الكل به روش الكتروريسي

Effect of polymer solution properties on the formation and morphology of chitosan / polyvinyl alcohol nanofibers by electrospinning

زمينه: الكتروريسي فرايندي جهت تهيه ي الياف پليمري زير ميكرون مي باشد. الياف حاصل از اين تكنيك به دليل ظرافت و تخلخل بالا، ويژگي هاي منحصربه فردي را در حيطه ي پزشكي و دارويي نشان داده اند كه مي توان از شباهت به ماتريكس خارج سلولي، امكان كاربرد به عنوان پوشش حفاظتي و ترميم كننده ي زخم نام برد. كيتوزان از جمله پليمرهايي است كه اثرات ضد ميكربي و ترميم كننده ي آن به اثبات رسيده است. هدف اين مطالعه، بررسي ويژگي هاي محلول پليمري كيتوزان (جرم مولكولي، غلظت و ويسكوزيته) بر قابليت تشكيل و مورفولوژي نانوالياف مي باشد. روش: محلو ل هاي پليمري با غلظت 2 و 3 درصد از كيتوزان با جرم هاي مولكولي مختلف در اسيد استيك 2 درصد تهيه گرديد و محلول حاصل با محلول 10 درصد پلي وينيل الكل(PVA) به نسبت 1 به 1 مخلوط گرديد. از محلول پليمري حاصل با تكنيك الكتروريسي، نانوالياف تهيه شد و از نظر مرفولوژيكي و قطر الياف با كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز تصاوير مورد بررسي قرار گرفت. همچنين تداخلات فيزيكوشيميايي احتمالي بين دو پليمر به كمك مطالعات FTIR و DSC بررسي شد. نتايج: محلول PVA داراي بيشترين ويسكوزيته است كه افزودن كيتوزان، ويسكوزيته ي آن را كاهش مي دهد. الكتروريسي محلول پليمري كيتوزان به تنهايي امكان پذير نيست، ولي با افزودن محلول PVA اين روند تسهيل مي شود. طبق نتايج حاصل از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني، الياف حاصل از PVA ضخيم تر و صاف تر هستند. با افزودن كيتوزان، قطر الياف به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش و ساختارهاي دانه دار افزايش مي يابند. نتيجه گيري: طبق اين تحقيق در بين انواع مختلف كيتوزان، كيتوزان با ويسكوزيته ي cp > 500 الياف يكنواخت تري ايجاد مي كند.

Background: Electrospinning is an old technique established for the preparation of submicron polymeric fibers. Recently, electrospun nanofibers have shown several medical and pharmaceutical advantages due to their extremely small diameter and high porosity. They can imitate the extra cellular matrix (ECM), utilized as wound healing and protective dressing. Chitosan is one of the important biomaterials which has shown wound healing and antimicrobial properties. The main purpose of this study is to investigate the effect of solution properties of chitosan such as concentration, viscosity on nanofiber formation and morphology. Methods: Chitosan solutions (2 and 3% w/v), with three different molecular weights prepared in 2% acetic acid. The solutions mixed with a 10% w/v polyvinyl alcohol solution (1:1 ratio) and analyzed for their viscosity. Nanofibers prepared with electrospinning technique and the morphology and diameter of resulting nanofibers were tested by scanning electron microscopy (SEM) and image analysis. Possible physicochemical interactions between PVA and chitosan also evaluated by FTIR and DSC analysis. Results: The results showed that the PVA solution has the highest viscosity and addition of chitosan decreases its viscosity. Eelectrospinning of chitosan solution by itself was impossible but addition of PVA could facilitate the process. SEM analysis revealed that PVA solution results in smooth fibers which were comparatively large in diameter. Increasing chitosan decreased the nanofibers diameter and caused the formation of beaded structures. Conclusion: The results indicated that Chitosan with < 500cp viscosity seems to produce more uniform nanofibers.