ساخت و بررسی نانوغشای هیدروکسی آپاتیت غیراستوکیومتری/ پلیمر به روش الکتروریسی جهت تصفیه خون

با معرفی و ساخت غشای مناسب می¬توان شرایط جدایش پروتئین را بهبود بخشید. در این پژوهش با اصلاح سطح نانوالیاف پلی¬کاپرولاکتام (نایلون 6) توسط نانو ذرات باردار هیدروکسی آپاتیت غیراستوکیومتری (nhap) مواضع فعالی در نانوغشا به¬منظور افزایش قابلیت جذب پروتئین ایجاد شده است. نانوذرات nhap با پتانسیل الکتریکی مثبت، نیروی محرکه برای جذب پروتئین¬ها با بار مخالف را فراهم خواهند ساخت. برای تغییر در استوکیومتری و همچنین اثر آن بر بار الکترواستاتیکی ذرات hap از اتم¬های زیست¬سازگار روی (zn) استفاده شد. سنتز نانوذرات nhap دارای zn به¬روش رسوب محلول شیمیایی و تولید غشای کامپوزیت نایلون 6 / نانو ذرات nhap به¬روش الکتروریسی انجام شد. با مشخصه¬یابی نانوذرات nhap دارای مقادیر گوناگون zn (0، 2، 4، 6 و8 درصد اتمی به¬جای کلسیم) به¬کمک الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی فروسرخ (ftir)، طیف سنجی انرژی ایکس پراکنده شده (eds) و تصویر برداری به¬کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و عبوری (tem) و با اندازه¬گیری پتانسیل زتا ، مشخص شد که با افزودن 4 درصد اتمی zn در ساختار nhap (نانوپودر 4zh)، بیشترین پتانسیل در واحد سطح ذره ایجاد می¬شود. میانگین اندازه ذرات و پتانسیل زتای نانو ذرات بهینه به ترتیب برابر nm 42 و mv 9/5+ محاسبه شد. عوامل دستگاهی و پلیمری اثرگذار بر ریزساختار نانوالیاف در غشا شناسایی و مطالعه شدند. نتایج بهینه¬سازی شرایط آزمایش به روش طراحی ccd نشان داد که غلطت نایلون در محلول پلیمری بیشترین اثر را بر قطر الیاف و ریزساختار غشا دارد. ریزساختار مطلوب در شرایط بهینه الکتروریسی شامل نسبت درصدوزنی نایلون 6 به نانوذرات در محلول پلیمری (20/2)، ولتاژ اعمالی kv 5/17، فاصله نوک سوزن تا صفحه cm 10 و سرعت تزریق ml.h-1 5/0 به¬دست آمد. میانگین قطر الیاف، اندازه تخلخل، ضخامت غشا و استحکام کششی تر نانو غشا کامپوزیتی دارای نانو ذرات بهینه به ترتیب برابر nm 62 ±275، nm 50 ±339، ?m 5/0 ±4/35 و mpa 69/5 محاسبه شد. ایجاد سطح فعال و تخلخل¬های نانومتری در بستر غشا شرایط مناسبی را برای استفاده از غشا در شرایط جذب سطحی و فرایند فیلتر کردن فراهم ساخت. نتایج بررسی جذب سطحی پروتئین نشان داد که با افزودن نانوذرات بهینه4zh به غشا نایلونی، مقدار پروتئین جذب شده 70 درصد نسبت به نمونه تک فاز نایلونی افزایش یافت. مقدار پروتئین جذب شده با بار منفی مانند bsa و بار مثبت مانند lyz روی سطح غشا بهینه پس از 5 ساعت غوطه¬وری در محلول حاوی پروتئین به¬ترتیب برابر mg/cm2 12/0 و mg/cm2 02/0 بود. میزان جذب بالای غشای دارای نانو ذرات بهینه 4zh نسبت به سایر غشاهای سنجیده شده به¬دلیل فراهم شدن بیشترین اختلاف بار الکتریکی با پروتئین بود. بررسی سینتیک و ترمودینامیک جذب سطحی نشان داد که فرایند جذب از معادله درجه دوم پیروی می¬کند و جذب پروتئین برسطح غشا به¬صورت فیزیکی است. نتایج نشان داد که مدل تک-دمای لانگمویر سازکار جذب سطحی را بهتر از مدل فروندلیش توصیف می¬کند. مطالعات رفتار فیلتر کردن پروتئین bsa توسط غشا بهینه نشان داد که سازکار بسته¬شدن حفرات در بازه زمانی ابتدایی (کمتر از 15 دقیقه) از نوع کیک فیلتر، بازه زمانی میانی (15 تا 40 دقیقه) از نوع استاندارد و در بازه زمانی پایانی (40 تا 60 دقیقه) از نوع بسته¬شدن میانی است. نتایج نشان داد که غشای دارای نانوذرات بهینه 4zh با جذب mg/cm3 258 پروتئین bsa، بیشترین ظرفیت جدایش پروتئین را طی یک ساعت فیلتر کردن دارد. نتایج آزمون¬های واجذبی نشان داد که 75 درصد پروتئین¬های جذب شده، توانستند از سطح غشا جدا شده و به محلول بدون پروتئین منتقل شوند. محاسبات نشان داد که با انجام 5/4 ساعت فیلتر کردن امکان جدا کردن پروتئین¬های به¬دام افتاده در غشا وجود دارد.