بسپــاران

جلال ذبیحی

16 مهر 1388

پلیمرهای با حافظه شکلی (SMP¹ ) مواد هوشمند پلیمری هستند که می توانند تحت تاثیر یک محرک خارجی مانند دما، نور، تغییر در میدان الکتریکی یا مغناطیسی و یا تغییر PH، از یک حالت تغییر شکل داده شده (حالت موقت) به حالت و شکل دائمی خود تغییر شکل دهند. به این صورت که ابتدا شکل اولیه و دائمی ماده با روش های معمول ایجاد می شود، سپس ماده تحت فرایندی مانند حرارت دادن، تغییر شکل دادن و سرانجام سرد کردن به یک حالت موقت تغییر شکل داده می شود. محصول نهایی این شکل موقت خود را تا زمانی که تحت تاثیر یک محرک مشخص خارجی قرار نگرفته است، حفظ می‌کند. مواد جدید قادر به تغییر شکل بین حالت دائمی و موقت تا بیش از ۴۰۰% هستند.

در ۱۹۳۰ دانشمندان ترکیبات فلزی ویژه ای را کشف کردند که بالای یک دمای انتقال، اثر “حافظه شکلی” را نشان می‌دادند. از آن زمان آلیاژهای با حافظه شکلی یا SMAs² ، مانند آلیاژ نیکل-تیتانیوم (نیتینول)، در محرک ها و وسایل پزشکی به کار رفته اند، کاربردهایی از قبیل سیم های ارتودنسی خود تنظیم شونده و استنت هایی^۳ که برای باز کردن رگ های خونی استفاده می شوند. SMA‌ها با وجود کاربردهای زیادشان، گران، غیر قابل تجزیه و در بسیاری از موارد فاقد زیست سازگاری و مطلوبیت هستند و تنها ۸% تغییر شکل برای آلیاژ Ni-Ti وجود دارد. بنابراین مواد دارای حافظه شکلی که در یک دمای خاص شکل خاصی به خود می‌گیرند و با گرم شدن به شکل دیگری منتقل می‌شوند، جدید نیستند. اما تاکنون SMPها یا پلیمرهای با حافظه شکلی در ابزار پزشکی بکار نرفته‌اند یا زیست تخریب پذیری آنها ثابت نشده است. SMPهای جدید بخاطر تواناییشان در تغییر شکل تحت یک محرک از پیش تعیین شده، اخیراً در ابزار زیست پزشکی هوشمند و کاربردهای صنعتی استفاده شده‌اند.

پلاستیک‌های “هوشمند” جدید ترکیبی از دو جزء با خواص حرارتی متفاوت می‌باشند، oligo(e-caprolactone)diol و oligo(p-dioxanone)diolهایی با قابلیت کریستال شدن، که هر کدام به طور جداگانه در کاربردهای پزشکی مانند رسانش دارو بکار می‌روند. کوپلیمر چند بخشی زیست تخریب پذیر، از دو جزء ساختاری تشکیل شده است؛ یک جزء سخت و یک جزء منعطف، که در زنجیرهای خطی به هم وصل شده‌اند. شکل ماده در دمای بالا، شکل دائمی و پایدار ماده می‌باشد.

دسته‌ی مشخصی از پلیمرهای با حافظه شکلی، زیست تخریب پذیر بوده و گزینه‌ای مناسب برای ایمپلنت های موقت می‌باشند. زمانیکه مداوا و ترمیم بافت صورت گرفت، دیگر نیازی به حضور ایمپلنت در بدن نبوده و ایمپلنت به موادی تجزیه می‌شود که بدن می تواند آنها را از بین ببرد. بنابراین جراحی دیگری برای خارج کردن ایمپلنت، به منظور جلوگیری از اثرات منفی مانند التهاب که از حضور ایمپلنت در بلند مدت ناشی می شود، لازم نمی باشد.