پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: این مطالعه به تهیه و ارزیابی نانوذرات مخاط‌چسب حاوی میدازولام بر پایه ترکیب پلیمری کربومر 934P (Cb) و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) برای درمان صرع کودکان اختصاص دارد. صرع یکی از شایع‌ترین اختلالات عصبی در کودکان است که نیازمند سامانه‌های دارورسانی نوین برای بهبود اثربخشی درمانی است.
روش تحقیق: نانوذرات بر پایه ترکیب پلیمری Cb وHPMC با روش امولسیونی-تبخیر حلال سنتز شدند. اجزای فرمول‌بندی به طور منظم برای دستیابی به خواص فیزیکوشیمیایی مطلوب بهینه شدند. مشخصه‌یابی جامع، از جمله ارزیابی مورفولوژی ذرات، توزیع اندازه، پتانسیل زتا، بازده محبوس‌سازی و بارگذاری دارو انجام شد. خواص عملکردی مانند رفتار تورمی در شرایط فیزیولوژیکی، قدرت مخاط‌چسبی و پروفیل رهایش دارو در شرایط آزمایشگاهی به‌طور کامل بررسی شدند تا عملکرد بهینه برای درمان صرع کودکان تضمین شود.
نتایج اصلی: نتایج ارزیابی نانوذرات مخاط‌چسب حاوی میدازولام نشان داد که فرمول‌بندی بهینه‌شده با نسبت2% Cb و 1% HPMC، دارای ساختار نانومتری مناسب با میانگین اندازه 661 نانومتر و توزیع اندازه یکنواخت (شاخص پراکندگی 0/25) بود. از نظر کارایی بارگذاری دارو، سامانه توانسته با بازده محبوس‌سازی60% و درصد بارگذاری 27% مقدار قابل‌توجهی از دارو را در خود جای دهد. ویژگی‌های عملکردی شامل توانایی تورم تا 750% در شرایط فیزیولوژیکی و قدرت چسبندگی مخاطی قابل‌توجه N/m² 8560 از دیگر مزایای این فرمول‌بندی بود. مطالعات رهایش دارو الگوی کنترل‌شده و پایدار را در مدت 4 ساعت نشان داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی(SEM) ساختار کروی و یکدست نانوذرات را تأیید کرد. این ویژگی‌های منحصربه‌فرد، این سامانه دارورسانی را به گزینه‌ای ممتاز برای درمان صرع کودکان تبدیل می‌کند، چرا که از یک سو با افزایش زمان تماس با مخاط، مدت اثر دارو را افزایش می‌دهد و ازسوی‌دیگر با رهایش کنترل‌شده، امکان کاهش دفعات مصرف و بهبود پذیرش درمانی را فراهم می‌آورد.

چکیده موضوع تحقیق: نانومواد سلولزی، شامل نانوبلور سلولز، نانوالیاف سلولزی و سلولز باکتریایی، به‌دلیل وزن کم، استحکام مکانیکی بالا، مدول کشسانی مناسب و قابلیت تجدیدپذیری، به‌عنوان تقویت‌کننده‌های مؤثر در ماتریس‌های اپوکسی موردتوجه گسترده قرار گرفته‌اند. بااین‌حال، آب‌دوستی ذاتی این نانوذرات و چسبندگی ضعیف آن‌ها با رزین اپوکسی، چالش‌هایی اساسی در بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌ها ایجاد می‌کند. ازاین‌رو، اصلاح سطح نانوذرات سلولزی به‌عنوان راهکاری کلیدی برای ارتقای سازگاری بین فازها و بهبود خواص نهایی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی مطرح است.
روش تحقیق: در این پژوهش، مطالعات منتشرشده در بازه زمانی ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۵ مورد مرور و تحلیل قرار گرفته‌اند. تمرکز اصلی بر روش‌های مختلف اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از جمله استفاده از سیلان‌ها، پوشش‌های آب‌گریز، واکنش‌های استری‌شدن و سایر اصلاحات شیمیایی بوده است. این روش‌ها با هدف کاهش آب‌دوستی نانوالیاف، افزایش چسبندگی بین فاز تقویت‌کننده و ماتریس اپوکسی و بهبود پراکندگی یکنواخت نانوذرات در ساختار نانوکامپوزیت‌ها بررسی شده‌اند.
نتایج اصلی: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که اصلاح سطح نانوذرات سلولزی، از طریق بهبود برهم‌کنش فصل مشترک و توزیع یکنواخت در ماتریس اپوکسی، موجب افزایش محسوس دمای آغاز و بیشینه تخریب حرارتی، کاهش نرخ تخریب و افزایش مقدار زغال باقی‌مانده در دماهای بالا می‌شود. این اصلاحات همچنین با کاهش تجمع نانوالیاف، منجر به افزایش قابل‌توجه مقاومت کششی، مدول کشسانی و سفتی و بهبود رفتار شکست و مهار گسترش ترک‌ها می‌شود. نتایج کمی حاکی از آن است که نوع روش اصلاح سطح، ماهیت و تراکم گروه‌های عاملی، درصد بهینه بارگذاری و یکنواختی پراکندگی نانوالیاف نقش کلیدی در میزان ارتقای خواص حرارتی و مکانیکی ایفا می‌کنند. در مجموع، این مقاله با جمع‌بندی پیشرفت‌های اخیر، چارچوبی کمی، منظم و مهندسی‌شده برای طراحی نانوکامپوزیت‌های اپوکسی پایدار، مقاوم و قابل‌کاربرد در دماهای بالا و محیط‌های صنعتی چالش‌برانگیز ارائه می‌دهد.

چکیده موضوع پژوهش: این پژوهش به بررسی دقیق انحلال‌پذیری داروی مزالازین، یکی از داروهای مهم در درمان بیماری‌های التهابی روده، در سامانه‌های حلال نوین بر پایه حلال‌های یوتکتیک عمیق (DES) پرداخته است. این سامانه‌ها از بتائین (Bet) به‌عنوان پذیرنده پیوند هیدروژنی (HBA) و اسیداستیک (AA) به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی (HBD) تشکیل شده، با آب مخلوط می‌شوند. اهمیت این مطالعه از دو جنبه قابل‌توجه است: نخست، درک رفتار حلالیت مزالازین در محیط‌هایی مشابه شرایط فیزیولوژیکی بدن که بر فراهمی زیستی دارو تأثیر می‌گذارد و دوم، تولید داده‌های کاربردی برای طراحی و بهینه‌سازی فرایندهای صنعتی همچون تبلور و استخراج این دارو.
رویکرد پژوهش: برای اجرای این تحقیق، حلالیت داروی مزالازین در بازه دمایی 293/15 تا 313/15 کلوین و در نسبت‌های وزنی مختلف DES (0/0، 0/2، 0/4، 0/6، 0/8 و 1/0) با آب، به روش ظروف لرزان اندازه‌گیری شد. همچنین، اثر تغییر نسبت مولی HBD بر حلالیت مورد بررسی قرار گرفت و سه نوع DES با نسبت‌های Bet/AA برابر با 1:2 (DES1)، 1:3 (DES2) و 1:5 (DES3) تهیه شد.
نتایج پژوهش: نتایج نشان داد که با افزایش کسر وزنی DES در دمای ثابت، حلالیت مزالازین به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. همچنین، افزایش دما در کسر وزنی ثابت موجب افزایش حلالیت دارو در مخلوط حلال می‌شود. بررسی اثر نسبت مولی HBD نشان داد که بیشترین حلالیت در DES3 (Bet/AA (1:5)) حاصل شد که بیانگر نقش قابل‌توجه افزایش‌دهنده پیوند هیدروژنی در بهبود انحلال‌پذیری است. محاسبات ترمودینامیکی مبتنی بر معادلات Van’t Hoff و Gibbs نیز نشان داد که فرایند انحلال مزالازین در آب و DESها گرماگیر (Endothermic) بوده، با مقادیر مثبت آنتالپی و آنتروپی همراه است. این یافته‌ها می‌توانند مبنای ارزشمندی برای توسعه سامانه‌های حلال نوین و بهینه‌سازی فرایندهای صنعتی مرتبط با مزالازین و سایر داروهای کم‌حلالیت فراهم کنند.

چکیده موضوع تحقیق: روش‌های علمی و کاربردی در نگهداری و حفظ خصوصیات مواد غذایی از اهمیت بالایی برخوردارند و فراورده‌ای با کیفیت عالی را موجب می‌شوند. لذا، انتخاب فرایند مناسب برای تولید محصول از عوامل مهم می باشد. امروزه تحقیقات بسیاری روی افزایش ماندگاری ماست صورت می‌گیرد که یکی از آنها تاثیر تیمار صوتی در کاهش جمعیت باکتری‌ها و ازبین‌بردن آلودگی‌های ایجاد شده است. انفجار حباب‌های فراصوتی محیط مکانیسم اصلی این فرایند است.
روش تحقیق: در این تحقیق ارزیابی و مقایسه تاثیر امواج صوتی با شدت بالا و فرکانس kHz 20 به مدت 5 دقیقه و همچنین تیمار حرارتی با دمای °C 72 به مدت 30 دقیقه، بر روی ماست 2/5 درصد چربی انجام شد و با نمونه شاهد مقایسه گردید. همه نمونه‌ها به مدت 1، 7 و 14 روز در دمای °C 4 یخچال نگهداری و ویژگی های فیزیکی-شیمیایی، رئولوژیکی و میکروبی آنها ارزیابی شد. نمونه های ماست از نظر اسیدی‌بودن، pH، آب اندازی، گرانروی و شمارش باکتریایی بررسی شدند. مورد آخر، ارزیابی میکروبی با شمارش باکتریهای آغازگر ماست (استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوی بولگاریکوس) و شمارش کپک و مخمر صورت گرفت.
نتایج اصلی: نتایج بیانگر کاهش pH و افزایش اسیدی‌بودن در تمامی نمونه‌ها در مدت نگهداری در یخچال است ضمن آنکه نمونه با تیمار فراصوت کمترین تغییرات را داشت. در مورد آب اندازی پس از 14 روز نگهداری در یخچال، نمونه با تیمار فراصوت بیشترین و نمونه شاهد کمترین تغییر را داشتند (حفره سازی و شکست ساختار پروتئین ها). گرانروی ظاهری نمونه حرارت دیده بیشترین (cp 327/89) و نمونه تحت فراصوت کمترین (cp 176/55) بود. نتایج آزمون های میکروبی بیانگر کاهش چشمگیر تعداد کلونی در نمونه با تیمار حرارتی نسبت به دیگر نمونه‌ها بود و در هیچ کدام از نمونه‌ها رشد کپک و مخمری مشاهده نشد. نتایج این تحقیق در صنایع غذایی قابل‌استناد و استفاده است.

چکیده موضوع تحقیق: بر اساس گزارش‌های پژوهشی در سال‌های اخیر، بیش از ۶۰% مرگ‌ومیر ناشی از سوختگی به‌دلیل عفونت و تکثیر باکتری در محل زخم رخ می‌دهد. استفاده از پوشش‌های نانوالیاف زیست‌سازگار حاوی ترکیبات ضدمیکروبی می‌تواند روند ترمیم زخم‌های سوختگی را بهبود بخشد. هدف این مطالعه بررسی اثر نانوالیاف پلی‌لاکتیک اسید (PLA) حاوی عصاره نیگلاساتیوا در ترمیم زخم‌های سوختگی و فعالیت ضدمیکروبی آن بود.
روش تحقیق: نانوالیاف PLA به روش الکتروریسی از محلول پلیمری پلی‌لاکتیک‌اسید تهیه شد. برای تهیه محلول الکتروریسی، پلی‌لاکتیک‌اسید در مخلوط حلال کلروفرم:دی‌متیل‌فرمامید با نسبت حجمی ۳:۷ حل شد. غلظت بهینه محلول (۱۲% وزنی) بر اساس آزمون‌های رئومتری و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی برای دستیابی به الیافی یکنواخت و بدون دانه با قطر بهینه تعیین شد. خواص فیزیکی شامل میزان تورم و مقاومت در برابر تخریب آب‌کافت بررسی شد. رهایش عصاره نیگلاساتیوا از نانوالیاف طی ۴۸ ساعت مورد سنجش قرار گرفت و فعالیت ضدمیکروبی علیه سودوموناس آئروژینوزا (گرم منفی) و استافیلوکوکوس اورئوس (گرم مثبت) ارزیابی شد. علاوه‌برآن، نانوالیاف حاوی و فاقد عصاره به مدت ۱۴ روز بر روی زخم‌های سوختگی در مدل حیوانی اعمال و روند ترمیم با تصویربرداری دوره‌ای پیگیری شد.
نتایج اصلی: نتایج نشان داد که نانوالیاف PLA حاوی عصاره نیگلاساتیوا با رهایش حدود ۶۹ درصدی طی ۴۸ ساعت، کاهش قابل‌توجه جمعیت باکتریایی (بیش از یک لاگ کاهش) و بهبود میانگین ۳۵–۳۰ درصدی سرعت ترمیم زخم در مدل حیوانی، عملکردی رقابتی با پماد نقره سولفادیازین نشان دادند. این نتایج، پتانسیل بالای این نانوالیاف را به‌عنوان زخم‌پوشی زیست‌سازگار و ضدمیکروبی تأیید می‌کند.