تأثیر درجه اکسیداسیون آلژینات بر خواص جوهر زیستیِ خودبخود ژل‌شوندهِ آلژینات اکسیدشده-ژلاتین در فرایند چاپ زیستی سه‌بعدی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

2 دانشیار، دانشکده شیمی و نفت، دانشگاه شریف، تهران، ایران

3 دکتری، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

4 استاد، پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

doi
10.30501/jamt.2023.395058.1277
چکیده

استفاده از آلژینات اکسیدشده یا آلژینات دی­آلدئیدی، به­دلیل حذف یا تقلیل عامل­های شبکه­ساز شیمیایی، در حوزه‌های مختلف به‌ویژه چاپ زیستیِ سه‌بعدی موردتوجه قرار گرفته است. در این پژوهش آلژینات به­میزان 5، 5/7 و 10 درصد اکسید شد و ترکیب شیمیایی و وزن مولکولی آلژینات و اکسید آن، قبل و بعد از فرایند اصلاح شیمیایی اکسیداسیون به­ترتیب با طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز (FTIR)، آزمون رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) و آزمون کروماتوگرافی نفوذ ژل (GPC) بررسی و نیز خواص رئولوژی مطالعه شد. سپس جوهر زیستی با استفاده از آلژینات اکسیدشده (با درجه اکسیداسیون­های مختلف 5، 5/7 و 10 درصد) با غلظت 4 درصد (وزنی به حجمی) و ژلاتین 6 درصد (وزنی به حجمی)، تهیه شد و هیدروژل­ها تحت یک فرایند دو­مرحله­ای، اتصال عرضی (cross link) شدند. در ادامه، خواص جوهر زیستی از جمله سیالیت، چاپ­پذیری و ترشوندگی بررسی شد. نتایج نشان ­داد که اکسیداسیون آلژینات موجب کاهش جرم مولکولی و کاهش خواص رئولوژی آلژینات می­شود. بااین‌وجود، بررسی خواص جوهر زیستی (آلژینات اکسیدشده-ژلاتین) نشان ­داد که در نمونه با درجه اکسیداسیون 5 درصد، خواص چاپ­پذیری، شبکه­ای شدن و ترشوندگی در محدوده مناسب قرار دارد و می­توان از آن به‌عنوان جوهر زیستی ایده­آل در چاپ زیستی استفاده کرد.