پلیمرهای طبیعی

پلیمر های طبیعی

پلیمر های طبیعی مانند پروتئین ها ، پلی ساکارید ها نیز در مهندسی بافت استفاده می شود . کلاژن ، پروتئین رشته ای شکلی است که جزء اصلی ترکیب ماتریکسی بدون سلولی طبیعی است. از این ماده در بسیاری از کاربرد های باز سازی بافت مخصوصا ترمیم بافت نرم استفاده می شود .

ابریشم نوعی دیگر از پروتئین های لیفی که بدلیل عدم وجود خواص مکانیکی و کششی ، به عنوان نخ بخیه غیر قابل تجزیه در چند دهه اخیر مورد استفاده قرار می گیرد . اخیرا از این مواد ماکروملکول طبیعی در مهندسی بافت استفاده شده است .

پليمرهاي غيرآلي که به صورت طبيعي وجود دارند شامل :الماس ها ، گرافيت ، آزبست (پنبه ي نسوز )،شن،عقيق ، فلدسپات ،ميکا ،کوارتز ،تالک و … مي شوند . پليمرهاي آلي که به صورت طبيعي يافت مي شود عبارت اند از :پلي ساکاريدها (پلي کربوهيدرات ها )مانند :نشاسته و سلولز ،نوکلئيک اسيدها و پروتئين ها .

پليمرهاي مصنوعي که براي در ساختار برخي وسايل استفاده مي شود به طور قابل ملاحظه اي از فلزات سبک ترند .اين مواد به کاهش ميزان مصرف سوخت در وسايل نقليه و سفينه هاي فضايي کمک مي کند. زماني که به نسبت برابر وزني ازپليمر به جاي فلز استفاده کنيم مواد پليمري حتي از فلز نيز بهتر کار مي کنند .

 مواد پليمري باپيشرفت هاي انجام شده توانايي استفاده براي اهداف مهندسي به عنوان مثال :يراق آلات ، بلبرينگ ها و غشاهاي ساختاري را پيدا کرده اند .

سلولز

سلولز ماده تشکیل دهنده دیواره سلولی گیاهان است. این ترکیب اولین بار در سال ۱۸۳۸ مورد توجه قرار گرفت. در آن سالها با اعمال تغییراتی در آن مانند نیتروژن دار کردن در تولید نیترو سلولز مورد بهره‌برداری قرار گرفت.  سلولز بصورت تقریباً خالص در رشته‌های پنبه وجود دارد. این رشته‌ها در تولید نخ و پارچه بافی و تولید پوشاک اهمیت فراوانی دارند.

ابريشم

ابريشم بصورت دو رشته يا فيلامنت با سطح مقطع مثلثي شكل از دو سوراخ ريز كه در بخش زيرين دهان كرم جاي دارد بيرون آمده با يكديگر جمع و بيدرنگ در برابرهوا خشك  و به فرم پيله ريسيده مي شود.‏ بعد از اينكه كشورهاي پيشرو تصميم گرفتند كه محصولاتي با ارزش افزوده بيشترتوليد كنند ، كاربرد پروتئين هاي ابريشم مورد بررسي قرارگرفت به اين منظور پودر ، فيلم و محلول آن توليدشد. تحقيقات متعدد نشان داد كه از فيبروئين مي توان درصنايع مختلف از جمله آرايشي ، غذائي ، پزشكي و داروسازي استفاده نمود .

امروزه از پودرابريشم به سبب خصوصيات فيزيكي و شيميائي آن استفاده فراواني مي شود. ويژگي هاي فيبروئين درخصوص سازگاري پوستي، بلوكه كردن اشعه ماوراي بنفش ، نگهداري رطوبت و چسبندگي پوستي سبب شده است كه ازدهه 1970 در صنايع آرايشي استفاده شود .

فيبروئين(نوعی پروتئین) هنگامي كه درمواد آرايشي مو استفاده مي شود اثر فوق العاده اي بر درخشندگي ، جلا و حالت مو داردو ازآن دربرابر تغيير رنگ محافظت مي نمايد. ابريشم بعنوان ظريفترين ، محكم ترين ، پردوام ترين و پر جلا ترين نخ جهان ازسابقه اي به قدمت تمدن بشري برخورداربوده و اصلي ترين مورد مصرف آن بافت پارچه هاي ابريشمي بوده است . بررسي تاريخ وسير تحول جامه ملل نشان مي دهد كه فاخرترين لباسها همواره از پارچه هاي ابريشمي دوخته شده ابريشم هم در بافت پارچه هاي لطيف و خنك مناسب فصل گرما و هم درلايه آستر خزهاي زمستاني بعنوان عايق حرارتي گرم مورد استفاده قرار داشته است .‏

پشم

پشم ماده ای بسیار ویژه و تاریخی است که کاربری بیشتری به نسبت پارچه دارد. به همان اندازه ازعشایر در گرمای کویرحفاظت می کند که از ساکنان دشت های بی درخت و نواحی قطبی در زمستان زیر صفر درجه. لباس پشمی چوپان در زمستان او را گرم نگاه می دارد و با برعکس کردن آن در تابستان او را از حرارات، محافظت می کند. گریه نوازد پس از گذاشتن او روی پشم نرم و لطیف آرام می شود و در بین رسوم اجدادی معروف است درد مفاصل زمانی که در پشم پیچیده شود آرام می شود.

پشم آرایش پیچیده ای دارد، ساختار فیزیکی و شیمیایی- توضیح می دهد که چرا به آن به عنوان معجزه طبیعت اشاره شده است. الیاف پشم از یک رشته مرکزی ساخته شده و توسط سلول کوتیکول احاطه شده است. الیاف پشم ، استحکام خود را از میکرو الیاف ها بدست می آورند، همان هایی که سازنده های پروتئینهای مخصوص هستند.

اما این الیاف تا چه اندازه می توانند محکم باشند؟ پشم برای میزان استحکام کششی خود معروف نیست و از آن برای تورهای ماهیگیری یا دوطناب استفاده نمی شود اما با این وجود دارای خاصیت ارتجاعی، نرمی و انعطاف پذیری فوق العاده عالی است.

پروتئین

ارگانها، چشم ها و بسیاری دیگر از سایر بخش های بدن حاوی هزاران پروتئین میشوند که ساختار و عملکرد آن ها را می سازند. برخی بیماری ها نظیر کم خونی ارثی و بیماری جنون گاوی، بوسیله صدمه دیدن مولکول های پروتئین به وجود میآیند. طی سالیان متمادی، دانشمندان کوشیده اند تا ساختار پروتئین های ویژهرا رمزگشایی کنند.

زمانی که یک دسته کروموزوم انسان رمزگشایی شود فرآیندبسیار ساده ترشده و بیشتر ساختارهای پروتئین شناخته می شوند. امروزهمی توان پروتئین های مصنوعی را با در کنار هم قرار دادن واحدهای ساختمانیپروتئین (اسیدهای آمینه) به صورت رشته های طویل پروتئین ساخت.

محققان وپزشکان قادرند تا یک بخش از پروتئین را جدا کرده (برش داده) و آن را تعویضنمایند. سپس پروتئین می تواند در عوض داشتن تأثیر منفی بر توسعه و عملکردسلول، به عنوان طبیعت مورد نظر عمل کند. این فرآیند به عنوان مهندسیپروتئین شناخته می شود.

خواص و کاربرد پلیمرهای طبیعی