مروری بر غشاهای سلولزی و کاربردهای آن در جداسازی، مصارف دارویی و زیستپزشکی
الموضوعات :پگاه گوشه 1 , لیدا عظیمی 2 , طهورا محمدزاده نوین 3
1 - مدیر تحقیق و توسعه شرکت پاکان پلاستکار
2 - رئیس تحقیق و توسعه شرکت پاکان پلاستکار
3 - تحقیق و توسعه شرکت پاکان پلاستکار
الکلمات المفتاحية: سلولز, غشاء سلولز دیاستات, سلولز استات, دارورسانی, عبورپذیری,
ملخص المقالة :
سلولز و مشتقات آن، از جمله پلیمرهای طبیعی هستند که به طور گسترده جهت تهیه غشاء عبورپذیر، مورد مطالعه قرار گرفتهاند. در میان خواص مختلف مواد سلولزی، خاصیت عبورپذیری از برجستهترینها است. مشتقات استری سلولز به دلیل سمیت پایین و قابلیت تنظیم عبورپذیری، در جداسازی گازها، غشاهای پزشکی مانند دیالیز و رهایش دارو به طور موثر درکشورهای پیشرو در صنعت مدرن، استفاده میشوند. دارا بودن خاصیت انتخابپذیری و عبوردهی، ناشی از ویژگی ساختاری و شیمیایی منحصر به فرد این ماده است. بر اساس پژوهشها، کنترل نرخ رهایش دارو به کمک پوشش دارویی سلولز استر، طی فرآیند اصلاح شیمیایی، کنترل تخلخل و با استفاده از افزودنیهای مناسب امکانپذیر است. سلولز، به دلیل گروههای هیدروکسیل و پیوند هیدروژنی قوی، استحکام کششی بالایی دارد؛ با این حال، خواص مکانیکی ناهمسانگرد (Anisotropic) از خود نشان میدهد؛ به این معنی که رفتار مکانیکی آن بسته به جهت نیروی اعمال شده تغییر میکند. مشکل اصلی مواد پایه سلولزی تمایل آنها به جذب آب است که میتواند بر خواص مکانیکی آنها تأثیر بگذارد. نفوذ بخار آب و اکسیژن از مواد پایه سلولزی، بیشترین مطالعه را به خود اختصاص داده است. از جمله عوامل موثر بر خواص عبورپذیری، منبع، نوع سلولز، روش تهیه غشاء و پارامترهای انحلال میباشد.
[1] Grzybek, Paweł, et al. “Cellulose-Based Films and Membranes: A Comprehensive Review on Preparation and Applications.” Chemical Engineering Journal, vol. 495, Sept. 2024, p. 153500. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153500.
[2] Liu, Yaowen, et al. “A Review of Cellulose and Its Derivatives in Biopolymer-Based for Food Packaging Application.” Trends in Food Science & Technology, vol. 112, June 2021, pp. 532–46. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.04.016.
[3] Li, Qingfeng, et al. “Recent Progress in Preparation and Characterization of PBI Membranes for PEMFC.” ECS Meeting Abstracts, vols. MA2006-02, no. 8, June 2006, pp. 412–412. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1149/MA2006-02/8/412.
[4] Abu-Zurayk, Rund, et al. “Cellulose Acetate Membranes: Fouling Types and Antifouling Strategies—A Brief Review.” Processes, vol. 11, no. 2, Feb. 2023, p. 489. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/pr11020489.
[5] Nguyen, Hien, et al. “Suppression of Crystallization in Thin Films of Cellulose Diacetate and Its Effect on CO2/CH4 Separation Properties.” Journal of Membrane Science, vol. 586, Sept. 2019, pp. 7–14. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.05.039.
[6] Raza, Ayesha, et al. “Novel Cellulose Triacetate (CTA)/Cellulose Diacetate (CDA) Blend Membranes Enhanced by Amine Functionalized ZIF-8 for CO2 Separation.” Polymers, vol. 13, no. 17, Aug. 2021, p. 2946. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/polym13172946.
[7] Kobayashi, Shuzo, and Takayasu Ohtake. “The Characteristics of Dialysis Membranes: Benefits of the AN69 Membrane in Hemodialysis Patients.” Journal of Clinical Medicine, vol. 12, no. 3, Jan. 2023, p. 1123. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/jcm12031123.
[8] Padhan, Bandana, et al. “Cutting-Edge Applications of Cellulose-Based Membranes in Drug and Organic Contaminant Removal: Recent Advances and Innovations.” Polymers, vol. 16, no. 20, Oct. 2024, p. 2938. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/polym16202938.
[9] Khoshnevisan, Kamyar, et al. “Cellulose Acetate Electrospun Nanofibers for Drug Delivery Systems: Applications and Recent Advances.” Carbohydrate Polymers, vol. 198, Oct. 2018, pp. 131–41. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.06.072.
[10] Mphateng, Thabang N., et al. “Melt Processing of Cellulose Acetate for Controlled Release Applications – A Review.” Macromolecular Materials and Engineering, vol. 310, no. 9, Sept. 2025, p. e00117. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1002/mame.202500117.
[11] Wang, Jianming, et al. “Study on the Preparation of Cellulose Acetate Separation Membrane and New Adjusting Method of Pore Size.” Membranes, vol. 12, no. 1, Dec. 2021, p. 9. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.3390/membranes12010009.
[12] Zhang, Qingling, et al. “Construction and Properties of Cellulose Diacetate Film Derived from Waste Cigarette Filters.” Cellulose, vol. 27, no. 15, Oct. 2020, pp. 8899–907. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1007/s10570-020-03393-2.
[13] Tonglairoum, P., et al. “Effect of Polyethylene Glycol on Cellulose Acetate Films Designed for Controlled Porosity Osmotic Pump Systems.” Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 81, no. 1, 2019. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.4172/pharmaceutical-sciences.1000486.
[14] Chakrabarty, B., et al. “Effect of Molecular Weight of PEG on Membrane Morphology and Transport Properties.” Journal of Membrane Science, vol. 309, nos. 1–2, Feb. 2008, pp. 209–21. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/j.memsci.2007.10.027.
[15] Bashir, Zunara, et al. “A Review on Recent Advances of Cellulose Acetate Membranes for Gas Separation.” RSC Advances, vol. 14, no. 27, 2024, pp. 19560–80. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1039/D4RA01315H.
[16] Islam, Md. Didarul, et al. “Cellulose Acetate-Based Membrane for Wastewater Treatment—A State-of-the-Art Review.” Materials Advances, vol. 4, no. 18, 2023, pp. 4054–102. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1039/D3MA00255A.
[17] Kim, Ill Yong, et al. “Effects of Polyethylene Glycol on Morphology of Bioactive CaO-SiO2 Gel.” Key Engineering Materials, vols. 330–332, Feb. 2007, pp. 177–80. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.330-332.177.
[18] Mazzotta, Michael G., et al. “Rapid Degradation of Cellulose Diacetate by Marine Microbes.” Environmental Science & Technology Letters, vol. 9, no. 1, Jan. 2022, pp. 37–41. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1021/acs.estlett.1c00843.