شنژن جوشنگ: اختصاص داده شده به کاوش در کاربردهای با ارزش افزوده بالای فناوری و محصولات میکروسفر پلی لاکتیک اسید در صنایع جدید (نسخه جامع)
بازار جهانی میکروسفرها، با توجه به تقاضای بازار و نوآوریهای فناوری، به سرعت در حال توسعه است. در میان آنها، میکروسفرهای پلیلاکتیک اسید (PLA) به دلیل ویژگیهای عملکردی خوبشان، به طور گسترده در زمینههای متوسط تا پیشرفته مانند زیبایی پزشکی، مواد شیمیایی روزانه و چاپ سهبعدی SLS دستهای مورد استفاده قرار میگیرند.
۱. زیستپزشکی
پلیلاکتیک اسید (PLA) زیستسازگاری و زیستتخریبپذیری خوبی دارد. این ماده بیش از ۴۰ سال است که به صورت بالینی مورد استفاده قرار میگیرد و به طور گسترده در زمینههای مهندسی بافت، دارورسانی، بخیههای جراحی و مواد ترمیمی ارتوپدی مورد استفاده قرار میگیرد. به عنوان محصولی با شکل منظم، کاربرد میکروسفرهای PLA در حوزه پزشکی را میتوان به سه جهت خاص تقسیم کرد.
۱. مواد پزشکی و زیبایی ترمیمی
میکروسفرهای PLA میتوانند به عنوان پرکنندههای تزریقی برای افزایش پری پوست، بهبود چین و چروک و کاهش افتادگی پوست استفاده شوند. در مقایسه با پرکنندههای سنتی، دوام بیشتری دارد و میتواند در بدن به کار خود ادامه دهد و اثر پرکنندگی را ماندگارتر کند. ثانیاً، زیستسازگاری میکروسفرهای PLA به آن اجازه میدهد تا پس از تزریق به طور طبیعی با بافتهای اطراف ترکیب شود، خطوط و کانتورهای طبیعی تشکیل دهد و از سفتی و غیرطبیعی بودن که ممکن است در پرکنندههای سنتی رخ دهد، جلوگیری کند. پرکنندههای میکروسفر PLA زیستتخریبپذیری بهتری دارند و میتوانند به تدریج تجزیه شوند و بدون ایجاد اثرات ماندگار بر روی پوست متابولیزه شوند. علاوه بر این، میتوان از روشهای اصلاح مختلف برای ایجاد خواص مختلف پرکنندههای میکروسفر PLA، مانند چرخههای تخریب متفاوت، استفاده کرد.
۲. حامل دارو
میکروسفرهای PLA همچنین میتوانند به عنوان حامل برای داروهای مولکول کوچک، پپتیدها و داروهای پروتئینی استفاده شوند و به طور گسترده در رهایش کنترلشده دارو، ایمونولوژی، ژندرمانی، درمان تومور، چشمپزشکی و سایر زمینهها مورد استفاده قرار میگیرند. با کپسوله کردن داروها در میکروسفرهای PLA، میتوان به کنترل دقیق و دارورسانی هدفمند دست یافت که باعث بهبود اثربخشی داروها و کاهش عوارض جانبی میشود.
۳. مهندسی بافت
میکروسفرهای PLA همچنین میتوانند به عنوان مواد داربست برای مهندسی بافت استفاده شوند و با ترکیب با سلولها، بازسازی و ترمیم بافت را ارتقا دهند. به عنوان مثال، در ترمیم غضروف، میکروسفرهای PLA میتوانند به عنوان مواد داربست مورد استفاده قرار گیرند و در ترکیب با کندروسیتها کشت داده شوند تا بازسازی و ترمیم غضروف آسیب دیده حاصل شود. علاوه بر این، میکروسفرهای PLA همچنین میتوانند برای تولید محصولات مهندسی بافت مانند رگهای خونی مصنوعی و استخوانهای مصنوعی مورد استفاده قرار گیرند.
۲. مواد شیمیایی روزانه
میکروسفرهای PLA دارای ویژگیهای وزن مولکولی بالا، بلورینگی بالا، نقطه ذوب بالا، استحکام بالا و مقاومت سایشی خوب هستند و به طور گسترده در زمینه لوازم آرایشی استفاده میشوند. در عین حال، به دلیل زیست سازگاری خوب، غیرسمی و بیضرر بودن برای بدن انسان و زیست تخریبپذیری، در تحقیق و توسعه و تولید محصولات شیمیایی روزانه بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند.
بنابراین، کاربردهای میکروسفرهای PLA در حوزه شیمی روزمره چیست؟
۱. محصولات زیبایی و مراقبت از پوست
از آنجا که پلی لاکتیک اسید زیست سازگاری و فرآیندپذیری خوبی دارد، میتواند به عنوان ماده اولیه برای لوازم آرایشی مانند تشکیل دهندههای فیلم، اسکرابها، تثبیت کنندههای امولسیون و امولسیفایرها مورد استفاده قرار گیرد و در لوازم آرایشی مختلف قابل استفاده است. در عین حال، پلی لاکتیک اسید زیست سازگاری خوبی نیز دارد و هیچ گونه تحریک یا واکنش آلرژیکی برای پوست ندارد. در حال حاضر، میکروسفرهای پلی لاکتیک اسید در بسیاری از محصولات استفاده میشوند.
۲. محصولات مراقبت از دهان و دندان
میکروسفرهای PLA زیستسازگاری خوب و خواص ضدباکتریایی دارند، بنابراین میتوان از آنها برای ساخت محصولات مراقبت از دهان مانند خمیردندان، دهانشویه و غیره استفاده کرد. این محصولات میتوانند به طور مؤثر باکتریهای دهان را از بین ببرند، محیط دهان را بهبود بخشند و از بیماریهای دهان جلوگیری کنند.
۳. کاربرد میکروکپسول
میکروسفرهای PLA همچنین میتوانند به عنوان ماده دیواره میکروکپسولها مورد استفاده قرار گیرند و مواد فعال مایع یا جامد را درون میکروسفرها محصور کرده و کپسولهای کوچکی تشکیل دهند. این فناوری میکروکپسول میتواند مواد فعال را از تأثیر محیط خارجی محافظت کند، پایداری و ماندگاری محصول را بهبود بخشد و آنها را تحت شرایط خاص آزاد کند تا به تحویل جهتدار و اثرات آزادسازی کنترلشده دست یابد.
۴. مواد شیمیایی خانگی (عوامل تعلیقساز و تثبیتکننده)
میکروسفرهای PLA خواص تعلیق و تثبیت خوبی دارند و میتوانند به عنوان عوامل تعلیق و تثبیتکننده در محصولات شیمیایی روزانه برای بهبود بافت و پایداری محصولات استفاده شوند. به عنوان مثال، افزودن میکروسفرهای PLA به شامپو و ژل دوش میتواند قوام و پایداری محصول را افزایش دهد، تجربه کاربری و کیفیت محصول را بهبود بخشد.
۳. چاپ سه بعدی SLS با تف جوشی پودر لیزری
در دسامبر 2023، شرکت 公海赌船710 Yisheng رسماً یک توافقنامه همکاری در زمینه «تحقیق و توسعه پودر پلیلاکتیک اسید (PLA) با روش تولید افزایشی» با آزمایشگاه فناوری قالبسازی و شکلدهی مواد دانشگاه علوم و فناوری هواژونگ و تیمهای مرتبط دانشگاه فناوری ووهان امضا کرد.
فناوری تفجوشی لیزری به دلیل راندمان بالای تولید، تنوع مواد قالبگیری و دقت و دوام بالای قطعات چاپشده، به یکی از فناوریهای تولیدی تبدیل شده است که به طور گسترده در زمینههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. پودر پلیلاکتیک اسید به عنوان یک ماده تفجوشی لیزری، در مقایسه با سایر پودرهای پایه نفتی، ایمن و غیرسمی است. در صورت استفاده در ریختهگری، هیچ دود یا گاز سمی در طول فرآیند تولید نمیشود. پودر پلیلاکتیک اسید میتواند تقاضای بازار برای جایگزینهایی برای محصولات پودری پتروشیمی را برآورده کند. دمای ذوب پایینتر آن به کاهش مصرف انرژی و در عین حال بهبود راندمان تولید چاپ کمک میکند.
ترکیب فناوری SLS و پودر PLA، راهکارهای نوآورانهای را برای طراحی مهندسی، دستگاههای پزشکی و سایر زمینهها ارائه میدهد.
۱. تولید قطعات کاربردی
مدل چاپ شده توسط SLS با استفاده از میکروسفرهای PLA دارای استحکام و مقاومت در برابر سایش بالایی است و آن را به مادهای ایدهآل برای ساخت قطعات کاربردی تبدیل میکند. از طریق فناوری چاپ سهبعدی SLS، میکروسفرهای PLA میتوانند با سایر مواد پودری ترکیب شوند تا قطعاتی با عملکرد عالی مانند قطعات مکانیکی و ابزارها تولید شوند. میکروسفرهای PLA اندازه ذرات یکنواختی دارند، برای چاپ مناسبتر هستند، ضخامت لایه کمتری دارند، دقت ابعادی بهتری دارند و جلوههای چاپ بهتری دارند. همچنین میتوانند با سایر مواد اولیه پودری ترکیب شوند تا به مواد کامپوزیتی چند منظوره و چند عملکردی دست یابند که مزایای بیشتری در زمینه تولید نمونه اولیه/قطعات دارند.
۲. کاربردهای زیستپزشکی
با توجه به زیستسازگاری و تجزیهپذیری میکروسفرهای PLA، کاربرد آن در حوزه زیستپزشکی نیز توجه زیادی را به خود جلب کرده است. از طریق فناوری چاپ سهبعدی SLS، میتوان مدلهای بافت و اندام انسانی با ساختارهای پیچیده را برای آزمایش، شبیهسازی جراحی و مهندسی بافت تولید کرد. چاپ در داربستهای مهندسی بافت، ایمپلنتهای ارتوپدی، اندامها و غیره؛ مدلهای چاپشده قابل جذب و تجزیهپذیر، قابل تنظیم، شخصیسازی شده و دقیق میتوانند زمان و هزینه تولید را کاهش دهند و چشمانداز کاربرد گستردهای در حوزه پزشکی داشته باشند.
۳. تولید محصول سفارشی
فناوری چاپ سه بعدی SLS میتواند به سرعت و با دقت محصولات سفارشی را مطابق با نیازهای مشتری تولید کند. مخلوط کردن میکروسفرهای PLA با سایر مواد پودری میتواند محصولات سفارشی با الزامات عملکرد خاص مانند کفیهای سفارشی، جواهرات شخصیسازی شده و غیره تولید کند.
شرکت شنژن جوشنگ عمدتاً به توسعه و کاربرد مواد پلیمری زیستپزشکی متعهد است. در حال حاضر، جوشنگ میتواند خدمات پردازش میکروسفرهای سفارشی را بر اساس نیاز کاربران ارائه دهد. از یک سو، میتواند مواد اولیه پزشکی مانند PLA، PDLLA، PCL، PLGA، PLCL و غیره را با وزنهای مولکولی مختلف در اختیار مشتریان قرار دهد. علاوه بر این، میتواند میکروسفرهای جامد پلیمری فوق را با اندازه ذرات 20 تا 100 میکرومتر بر اساس نیاز مشتری سفارشیسازی کند.
در حال حاضر، شنژن جوشنگ ظرفیت آمادهسازی هموپلیمرهای PCL، PLLA، PDLA و کوپلیمرهای PDLLA، PLGA، PLCL و سایر کوپلیمرها را در سطح کیلوگرم دارد و به فناوری پلیمریزاسیون PLLA با وزن مولکولی بالا (گرانروی ذاتی 4.0 dL/g) و PCL (گرانروی ذاتی 2.0 dL/g) تسلط یافته است و ظرفیت پلیمریزاسیون نسبتهای کوپلیمریزاسیون مختلف و ساختارهای گروه انتهایی مختلف را دارد. علاوه بر این، این شرکت از فناوری تصفیه منحصر به فرد برای بهبود بیشتر شاخصهای فنی محصولات و اطمینان از مطابقت محصولات با الزامات استاندارد صنعت اسید پلیلاکتیک قابل کاشت "YY/T 0661-2017" و الزامات فارماکوپه چین برای مواد جانبی پلیمر دارویی مرتبط استفاده میکند.
شنژن جوشنگ از طریق تحقیق در مورد فناوریهای پیشرفته آمادهسازی قطرات میکروسفر مانند امولسیونسازی غشایی و میکروفلوئیدیک، میتواند قطراتی با اندازه قابل کنترل و اندازه ذرات یکنواخت تهیه کند. از طریق تحقیق در مورد فرآیند جامدسازی قطرات، میکروسفرهای خالی مانند PLLA، PCL، PLGA با سطح صاف، گردی بالا و D50 قابل کنترل در محدوده 10 تا 100 میکرومتر تهیه میشوند. توزیع اندازه ذرات از طریق فرآیند طبقهبندی ویژه اندازه ذرات، باریکتر میشود و مقدار دهانه میتواند به کمتر از 0.7 برسد.
شنژن جوشنگ از موسسات تحقیق و توسعه یا شرکتها و موسساتی که درخواست تماس با ما را برای سفارشیسازی محصولات یا توسعه کاربردهای جدید دارند، استقبال میکند.
در ادامه، کاربردهای خاص میکروسفرهای PLA را در زیستپزشکی پیشرفته، تحقیق و توسعه روزانه محصولات شیمیایی، چاپ دستهای SLS و سایر زمینهها به تفصیل معرفی خواهیم کرد. لطفاً با ما همراه باشید!