سنتز میکروژل ضدباکتریایی: اصلاح‌ صوت‌شیمیایی کربوپل برای کاربردهای بهداشتی

فرضیه‌: پلیمرهای پرکاربرد در حوزه زیست‌‌پزشکی و به‌ویژه صنعت آرایشی و بهداشتی باید در برابر انواع مختلف میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌ها مقاوم باشند. پلیمرها در این دسته‌بندی شامل پلیمرهای آکریلاتی هستند که به‌طور کلی از پلیمرشدن رسوبی تهیه می‌شوند. کربوپل نام تجاری پلیمری آکریلاتی بر پایه پلی(‌آکریلیک اسید) است. این پلیمر کاربرد گسترده‌ای به‌عنوان عامل غلظت‌دهنده و ژل‌کننده در خواص رئولوژیکی دارد. با القای شیمیایی عامل ضدمیکروبی به ساختار کربوپل، میکروژل‌هایی با خواص ذاتی ضدمیکروبی به‌دست می‌آیند که در مصارف بهداشت فردی و عمومی از جمله مبارزه و کنترل بیماری همه‌گیر کرونا (کووید 19) کاربردهای موثری دارند.روش‌ها: در این پژوهش سعی شده است تا با پیوندزنی و اصلاح سطحی کربوپل با مقادیر مختلف مونومر کاتیونی آکریلوئیل‌اکسی‌اتیل تری‌متیل آمونیوم کلرید (a.etac)، ماهیت ضد‌باکتریایی آن به‌مقدار زیادی بهبود یابد. در این مطالعه، اصلاح سطحی کربوپل برای اولین بار با امواج فراصوت انجام شد. همچنین، مقدار تورم نمونه پیش و پس از اصلاح نیز در محلول‌های آبی، الکلی و نمکی بررسی شد. برای ارزیابی موفقیت در اصلاح شیمیایی میکروذرات کربوپل از طیف‌نمایی زیرقرمز (ir)، میکروسکوپی الکترون پویشی با پاشنده انرژی پرتو x (sem-edx)و نیز آزمون‌های باکتریایی، رئومتری و تورمی استفاده شد. ماهیت ضد‌باکتریایی نمونه‌ها در برابر باکتری‌های گرم منفی (e. coli) و گرم مثبت (s. aureu) با روش ارزیابی خواص ضدباکتریایی بررسی شد.یافته‌ها: نتایج تجربی نشان داد، کربوپل اصلاح‌شده به‌مقدار بسیار شایان توجهی در برابر باکتری مقاوم شده است. گفتنی است، نمونه‌ها در برابر باکتری‌های گرم مثبت نسبت به باکتری‌های گرم منفی مقاومت بیشتری نشان دادند. نتایج آزمون رئولوژیکی نیز نشان داد، پس از اصلاح شیمیایی سطحی، استحکام ژل حاصل به‌مقدار شایان توجهی افزایش یافته است. همچنین نمونه‌های اصلاح‌شده، مقدار تورم بیشتری را در محیط آبی و زیستی (محلول آب نمک %0.09) نشان دادند.

Anti-Bacterial Microgel Synthesis: Sonochemical Modification of Carbopol for Hygienic Applications

Hypothesis: The volume of studies conducted on biopolymeric materials emphasizes the highconsumption of polymers in biomaterial fields, especially in cosmetics industry which must be resistant to different kinds of microorganisms and bacteria. Polymers in this category include acrylate polymers, which are generally made by precipitation polymerization. Carbopol is a brand of acrylic polymer, based on poly(acrylic acid). This polymer is highly used as thickening and gelling agents for its rheological features. By chemically induced antimicrobial agents into the carbopol structure, microgels of inherently antimicrobial properties are obtained with effective applications in personal and public health applications, including combating and controlling corona epidemics (Covid 19). Methods: In this study, it has been tried to improve the antibacterial nature of Carbopol by its bonding and surface modification with different amounts of cationic monomer acryloyl oxyethyl trimethyl ammonium chloride (A.Etac). In this work, for the first time, we attempted to modify the surface of carbopol by ultrasound. We also studied the swelling rate of the sample before and after surface modification in aqueous, alcoholic and salt solutions. Infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive XRay analysis (SEMEDX), antibacterial, rheometry and swelling tests were used to evaluate the chemical surface modification of Carbopol microparticles to achieve the stated goals. Antibacterial properties of the samples were evaluated by gramnegative bacteria (E. coli) and grampositive bacteria (S. aureu) by plate count agar method. Findings: Experimental results showed that the modified carbopol was significantly resistant to the bacteria. It should be noted that the samples showed more resistance to grampositive bacteria than gramnegative bacteria. The results of rheological analysis also showed that the gel strength significantly increased after surface chemical modification. In addition, modified samples showed higher swelling in water and biological media (0.9% brine)