Monomer adı verilen birçok küçük molekülün karışımından oluşan büyük moleküller (polimerler) hayatımızda büyük yer tutar. Araba lastiklerimizden mutfak gereçlerimize, ilaç kapsüllerinden ameliyat dikişlerine kadar pek çok ürün polimer dediğimiz büyük moleküllerden yapılmıştır. Günümüzde bu konuda çalışmalar yürüten araştırmacılar, bu ürünün kapsamını genişletmek ve geleceğe taşımak için çaba sarf etmektedirler. Yıldız polimerler olarak adlandırılan polimerler, bir takım yeni özellikleri sayesinde moleküler araştırmacıların ilgisini çekmektedir.
Yıldız polimerlerin özelliklerini ve kullanım alanlarını daha iyi anlayabilmek için öncelikle dallı, çapraz bağlı ve lineer polimerik yapıları anlamak gerekir. Doğrusal polimerler, monomerler uzun, düz zincirler oluşturarak birbiri ardına dizildiğinde oluşur. Bu düz zincirlere birkaç kol bağlandığında dallanmış moleküller elde edilir. Bu düz ve dallı moleküler zincirler, aralarındaki çapraz bağlarla birbirine bağlanabilirse, üç boyutlu bir yapı elde edilir. Bu yapı çapraz bağlı polimerlerdir. Polimerin tokluğu, bu çapraz bağlayıcının sayısı ile doğru orantılı olarak artar. Sert plastikler, kapsamlı çapraz bağlamaya sahip yüksek ağırlıklı polimerlerdir. Çapraz bağ sayısı ayarlanarak gerekli polimer sertliği elde edilebilir.
Yukarıda belirtilen dallı veya doğrusal yapılar, yıldız polimerlerinden tamamen farklıdır. Tersine, yıldız polimerler merkezinde tek bir çekirdek içerir. Doğrusal polimer zincirleri bu merkezi çekirdeğe bağlanarak 3 boyutlu bir molekül oluşturur. Tamamen farklı monomerik yapıların yanı sıra benzer veya farklı uzunluklardaki polimer zincirlerinden oluşabilir. 1948 yılında polikondensasyon yöntemi ile ilk yıldız polimeri sentezlendi. O zamandan beri polistiren, polibütadien, poliizopren ve polietilen glikol gibi birçok polimer yıldız polimerler olarak sentezlendi. Ancak polimerlerin farmakoloji ve tıpta artan kullanımı yıldız polimerlerin sentezini hızlandırmış ve bu konuda özellikle son altı yılda araştırma ve makalelerde önemli bir artış olmuştur. Yıldız polimerler, diğer polimerlerden farklı yapılarından dolayı farklı özellikler kazanırlar. Küçük bir hacimde aşırı konsantrasyonda fonksiyonel grup vardır.
Polimerin çeşitli moleküller ile etkileşebilme yeteneği fonksiyonel grup sayısında artışı beraberinde getirir. Lineer polimerlerde fonksiyonel gruplar oluşturmak için kısa zincirlerin kullanılması gerekliliği mekanik özellikleri olumsuz etkiler. Çapraz bağlı yıldız polimerlerde bile, çok sayıda fonksiyonel moleküler grup hala serbestçe mevcuttur. Bu gruplar, farklı moleküllerle ilişkisini sürdürmesini sağlar. Bu polimerlerin bileşimi de diğer polimerlerden farklıdır. Sentez yöntemleri iç ve dış olmak üzere iki ana gruba ayrılır.
Endojen polimer sentez yönteminde ön polimerizasyon kolları hazırlanır ve daha sonra çekirdeğe bağlanır. Diğer yöntemde ise önce çok sayıda fonksiyonel grup içeren çekirdek yapılır ve bu grup üzerinden kol polimerizasyonu gerçekleşir. Kollar içten dışa doğru yapıldığı için böyle adlandırılmıştır. Bu durum ayrıca genellikle anyonik ve katyonik olarak sınıflandırılır.
Kontrollü ilaç tüketiminde kullanılan akıllı hidrojelin işlevselliği, uyaranlara verilen yanıtın duyarlılığı açısından önemlidir. Fonksiyonel grup sayısı ile orantılı olarak çevre ile etkileşime girecek grup sayısı artmakta ve bu sayede daha duyarlı sistemler oluşmaktadır. Üç grubun kendi aralarında yer değiştirmesi ile de yeni işlevsel özellikler elde edilebilir.
Günümüzde yıldız polimerlerin fonksiyonları düzenlenerek ultra güçlü kimyasal veya biyolojik yapıştırıcılar veya yer belirleyiciler elde edilmektedir. İlaç salım sistemlerini hızlandırma açısından nanopartikül veya nano-taşıyıcı olarak da kullanılırlar. Bu yapıların çok sayıdaki serbest kolları sayesinde ilaç, hücre, enzim veya antikor immobilizasyonunda kullanıma uygundurlar. Bu şekilde, çok kompakt bir boyutta yoğun bir biyolojik ajan elde edilebilir. Oksijen geçirgen yıldız polimerleri de yumuşak kontakt lens uygulamalarında kullanılmaktadır. Kağıt veya tekstil ürünlerinin dış kalitelerinin iyileştirilmesi de yıldız polimerlerin uygulama alanlarından biri olarak gösterilebilir. Floropolimer yıldız kaplamalar, bu yüzeylerin özelliklerini değiştirmek ve su emmemelerini veya kolayca kirlenmemelerini sağlamak için kullanılır. Yüzey özelliklerinin arttırılmasında çok iyi sonuçlar vermiştir.
Günümüzde yıldız polimerler için en umut verici kullanımlardan biri moleküler parmak izidir. Moleküler parmak izi almada polimerizasyon, bir ilaç, enzim veya protein gibi bir hedef molekül varlığında gerçekleştirilir. Bu hedef moleküller polimerden uzaklaştırıldıktan sonra kalan yeni polimer, hedef moleküle özgü bağlanma noktaları taşır. Bu uygulamanın hidrojellerde istenilen seçiciliği vermediği görülmüştür. Ancak yıldız polimerler, lineer polimerlerden farklı yapıları nedeniyle bu uygulama için daha uygun parçacıklardır. Ünlü araştırmacı Keyes, yıldız polimerlerin hidrojellerin uygun şekilde basılmasına izin verdiğini bir dizi çalışmayla ortaya çıkardı. Yıldız polimerleri, çapraz bağların sayısını sabit tutarken etkili moleküler bastırma sağladı. İkinci durumda elde edilen hidrojeller, bastırılmış ilacı diğer benzer ilaçlardan ayırt edebilir. Bu ümit verici sonuçlar ışığında, bu konudaki araştırmalar büyük bir ivme ile devam etmektedir.
kaynak:
http://www.ijpsnonline.com/Issues/1675_full.pdf
http://polymer.zju.edu.cn/attachments/2009-12/01-1261456351-29438.pdf
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]