ساخت دستگاهی برای تولید نانوالیاف برای کاربردهای دارویی و زیستی

به گزارش ایسنا، نانو الیاف به دلیل قطر بسیار کم، نسبت سطح به حجم بالا و قابلیت تنظیم ویژگی‌های ساختاری و شیمیایی، در حوزه‌های مختلفی از جمله دارورسانی، مهندسی بافت، فیلتراسیون و تولید مواد پیشرفته کاربرد دارند. یکی از روش‌های تولید این ساختارها، الکتروریسی است؛ فرآیندی که در آن با استفاده از میدان الکتریکی و اعمال ولتاژ بالا به محلول یا مذاب پلیمری، رشته‌هایی بسیار ظریف تشکیل می‌شود و پس از جمع‌آوری، ساختار نانوالیافی به دست می‌آید. امکان کنترل پارامترهای فرآیند و ترکیب مواد مختلف در این روش، زمینه تولید نانوالیاف با ویژگی‌های متناسب با کاربردهای گوناگون را فراهم می‌کند.

دستگاه الکتروریسی آزمایشگاهی «الکتروریس» تولید این شرکت دانش‌بنیان برای ساخت نانوالیاف پلیمری، کربنی و سرامیکی با قطر ۵۰ نانومتر تا چند میکرون طراحی شده است. این دستگاه در دو مدل استاندارد تک‌پمپ و دوپمپ یا «ساید بای ساید» تولید می‌شود. در مدل دوپمپه، دو سامانه پمپ سرنگی در دو طرف درام جمع‌کننده قرار گرفته‌اند و دستگاه به دو سیستم اسکن، دو سامانه تنظیم فاصله و دو منبع تأمین ولتاژ بالا مجهز است. این طراحی امکان الکتروریسی همزمان دو ماده متفاوت را فراهم می‌کند.

با استفاده از این قابلیت، می‌توان یک ماده پلیمری را از یک سمت دستگاه و ماده‌ای دیگر، مانند ترکیبات دارویی یا افزودنی‌های مورد نظر را از سمت مقابل الکتروریسی کرد. به این ترتیب، امکان تولید نانوالیاف کامپوزیتی حاوی اجزای مختلف فراهم می‌شود؛ ظرفیتی که می‌تواند برای پژوهش‌های مرتبط با سامانه‌های دارورسانی، مواد پزشکی و کاربردهای زیستی مورد استفاده قرار گیرد.

این دستگاه به سامانه کنترل مبتنی بر کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر (PLC) و پنل لمسی مجهز است که امکان تنظیم و پایش پارامترهای مختلف فرایند را فراهم می‌کند. از جمله این پارامترها می‌توان به نرخ تزریق محلول، فاصله الکتروریسی، موقعیت ابتدا و انتهای حرکت نازل، سرعت چرخش جمع‌کننده، دمای کاری و زمان فرایند اشاره کرد.

نرخ تزریق پمپ سرنگی دستگاه از ۱۰ میکرولیتر در ساعت تا ۵۰۰ میلی‌لیتر در ساعت قابل تنظیم است. سرعت اسکن نازل نیز در محدوده صفر تا ۳۰ میلی‌متر بر ثانیه و محدوده اسکن آن از صفر تا ۳۰ سانتی‌متر تعریف شده است. جمع‌کننده دستگاه نیز در مدل پایه از نوع درام چرخان و ساخته‌شده از فولاد ضدزنگ است؛ با این حال، امکان استفاده از جمع‌کننده‌های سیمی، استوانه‌ای، مندرل و دیسکی نیز بنا بر سفارش وجود دارد. سرعت چرخش درام بین ۳۵۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه و فاصله الکتروریسی در محدوده پنج تا ۲۰ سانتی‌متر قابل تنظیم است.

از ویژگی‌های دستگاه الکتروریس تولیدشده در این شرکت می‌توان به در نظر گرفتن تمهیدات ایمنی برای کار با منبع ولتاژ بالا و حلال‌های شیمیایی اشاره کرد. این دستگاه به کلید توقف اضطراری مجهز شده و بر اساس مشخصات فنی اعلام‌شده، در صورت باز شدن هر یک از درهای دستگاه، ولتاژ قطع می‌شود. قطع ولتاژ در شرایطی مانند بروز اختلال در اتصال زمین نیز به‌عنوان قابلیتی سفارشی پیش‌بینی شده است.

سامانه تهویه دارای فن قابل برنامه‌ریزی از طریق پنل کنترل است و دمای کاری دستگاه نیز از دمای محیط تا ۴۵ درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌شود. همچنین، دستگاه قابلیت نمایش رطوبت محفظه و اعلام هشدار هنگام رسیدن به حجم تزریق تعیین‌شده یا اتمام محلول داخل سرنگ را دارد. قابلیت الکتروریسی همزمان دو ماده، تنظیم مستقل پارامترهای فرایند و امکان استفاده از جمع‌کننده‌های مختلف، این دستگاه را به ابزاری برای انجام پژوهش‌های آزمایشگاهی در زمینه تولید و بررسی نانوالیاف و مواد کامپوزیتی تبدیل می‌کند.

*