Polyglycolide
પોલીગ્લાયકોલાઇડ અથવા પોલી (ગ્લાયકોલિક એસિડ) (પીજીએ), જેને પોલીગ્લાયકોલિક એસિડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે બાયોડિગ્રેડેબલ, થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમર અને સૌથી સરળ રેખીય, એલિફેટિક પોલિએસ્ટર છે. તે ગ્લાયકોલિક એસિડથી શરૂ કરીને પોલિકોન્ડેન્સેશન અથવા રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે. પીજીએ 1954 થી સખત ફાઇબર બનાવતા પોલિમર તરીકે જાણીતું છે. જોકે, તેની હાઇડ્રોલાઇટિક અસ્થિરતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ શરૂઆતમાં મર્યાદિત રહ્યો છે. હાલમાં પોલીગ્લાયકોલાઇડ અને તેના કોપોલિમર (લેક્ટિક એસિડ સાથે પોલી (લેક્ટિક-કો-ગ્લાયકોલિક એસિડ), ε-કેપ્રોલેક્ટોન સાથે પોલી (ગ્લાયકોલાઇડ-કો-કેપ્રોલેક્ટોન) અને ટ્રાઇમેથિલિન કાર્બોનેટ સાથે પોલી (ગ્લાયકોલાઇડ-કો-ટ્રાઇમેથિલિન કાર્બોનેટ) નો શોષણક્ષમ ટાંકાઓના સંશ્લેષણ માટે સામગ્રી તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને બાયોમેડિકલ ક્ષેત્રમાં તેનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. ભૌતિક ગુણધર્મો પોલીગ્લાયકોલાઇડમાં કાચનું સંક્રમણ તાપમાન 35 અને 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસની વચ્ચે હોય છે અને તેનું ગલનબિંદુ 225 થી 230 ડિગ્રી સેલ્સિયસની રેન્જમાં હોવાનું નોંધાયું છે. પીજીએ પણ 45-55% ની આસપાસ સ્ફટિકીકરણની ઊંચી ડિગ્રી દર્શાવે છે, આમ પાણીમાં અદ્રાવ્યતામાં પરિણમે છે. આ પોલિએસ્ટરની દ્રાવ્યતા કંઈક અંશે અસામાન્ય છે, કારણ કે તેનું ઊંચું પરમાણુ વજન સ્વરૂપ લગભગ તમામ સામાન્ય કાર્બનિક દ્રાવકો (એસિટોન, ડાયક્લોરોમિથેન, ક્લોરોફોર્મ, ઇથાઇલ એસિટેટ, ટેટ્રાહાઇડ્રોફુરન) માં અદ્રાવ્ય છે, જ્યારે ઓછા પરમાણુ વજનના ઓલિગોમર્સ તેમના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં વધુ દ્રાવ્ય હોવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં અલગ પડે છે. જો કે, પોલીગ્લાયકોલાઇડ હેક્સાફ્લોરોઆઇસોપ્રોપેનોલ (એચએફઆઇપી) અને હેક્સાફ્લોરોએસેટોન સેસ્ક્વિહાઇડ્રેટ જેવા ઉચ્ચ ફ્લોરિનયુક્ત દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે, જેનો ઉપયોગ ઓગળેલા કાંતણ અને ફિલ્મ તૈયાર કરવા માટે ઉચ્ચ એમડબલ્યુ પોલિમરના ઉકેલો તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે. પી. જી. એ. ના તંતુઓ ઉચ્ચ શક્તિ અને મોડ્યુલસ (7 જી. પી. એ.) દર્શાવે છે અને ખાસ કરીને સખત હોય છે. સંશ્લેષણ પોલીગ્લાયકોલાઇડને વિવિધ સામગ્રીઓથી શરૂ થતી વિવિધ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મેળવી શકાય છેઃ ગ્લાયકોલિક એસિડનું પોલીકોન્ડેન્સેશન; ગ્લાયકોલાઇડનું રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશન; હેલોજેનોએસેટેટ્સનું સોલિડ-સ્ટેટ પોલીકોન્ડેન્સેશન ગ્લાયકોલિક એસિડનું પોલીકોન્ડેન્સેશન એ પીજીએ તૈયાર કરવા માટે ઉપલબ્ધ સૌથી સરળ પ્રક્રિયા છે, પરંતુ તે સૌથી કાર્યક્ષમ નથી કારણ કે તે ઓછા પરમાણુ વજનનું ઉત્પાદન આપે છે. ટૂંકમાં, પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છેઃ ગ્લાયકોલિક એસિડને વાતાવરણીય દબાણ પર ગરમ કરવામાં આવે છે અને જ્યાં સુધી પાણી નિસ્યંદન કરવાનું બંધ ન કરે ત્યાં સુધી લગભગ 175 થી 185 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન જાળવવામાં આવે છે. ત્યારબાદ, દબાણ ઘટાડીને 150 એમએમ એચજી કરવામાં આવે છે, જે હજુ પણ તાપમાનને લગભગ બે કલાક સુધી અપરિવર્તિત રાખે છે અને નીચા એમડબલ્યુ પોલીગ્લાયકોલાઇડ પ્રાપ્ત થાય છે. પોલિમરના ઊંચા પરમાણુ વજનના સ્વરૂપનું ઉત્પાદન કરવા માટે વપરાતું સૌથી સામાન્ય સંશ્લેષણ ગ્લાયકોલિક એસિડના ચક્રીય ડાઇસ્ટર "ગ્લાયકોલાઇડ" નું રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશન છે. ગ્લાયકોલાઇડને ઓછા દબાણવાળા નીચા એમડબલ્યુ પીજીએ હેઠળ ગરમ કરીને તૈયાર કરી શકાય છે, નિસ્યંદન દ્વારા ડાઇસ્ટર એકત્રિત કરી શકાય છે. ગ્લાયકોલાઇડના રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશનને વિવિધ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પ્રેરિત કરી શકાય છે, જેમાં એન્ટિમોની સંયોજનો, જેમ કે એન્ટિમોની ટ્રાઇઓક્સાઇડ અથવા એન્ટિમોની ટ્રાઇહલાઇડ્સ, ઝિંક સંયોજનો (ઝિંક લેક્ટેટ) અને સ્ટેન્નસ ઓક્ટોએટ (ટીન (II) 2-ઇથાઇલહેક્ઝાનોએટ) અથવા ટીન એલ્કોક્સાઇડ જેવા ટીન સંયોજનો સામેલ છે. સ્ટેનસ ઓક્ટોએટ એ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતો આરંભકર્તા છે, કારણ કે તેને એફડીએ દ્વારા ફૂડ સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે મંજૂરી આપવામાં આવી છે. અન્ય ઉત્પ્રેરકોનો ઉપયોગ પણ જાહેર કરવામાં આવ્યો છે, જેમાં એલ્યુમિનિયમ આઇસોપ્રોપોક્સાઇડ, કેલ્શિયમ એસિટિલાસીટોનેટ અને કેટલાક લેન્થેનાઇડ એલ્કોક્સાઇડ (દા. ત.) નો સમાવેશ થાય છે. યટ્રિયમ આઇસોપ્રોપોક્સાઇડ). રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશન માટે અનુસરવામાં આવતી પ્રક્રિયા ટૂંકમાં દર્શાવવામાં આવી છેઃ નાઇટ્રોજન વાતાવરણ હેઠળ ગ્લાયકોલાઇડમાં ઉત્પ્રેરકની માત્રા 195 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને ઉમેરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયાને લગભગ બે કલાક સુધી ચાલુ રાખવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે, પછી લગભગ અડધા કલાક માટે તાપમાન 230 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી વધારવામાં આવે છે. ઘનીકરણ પછી પરિણામી ઉચ્ચ મેગાવોટ પોલિમર એકત્રિત કરવામાં આવે છે. અન્ય પ્રક્રિયામાં સામાન્ય સૂત્ર X-- CH2COO − M + (જ્યાં M એ સોડિયમ જેવી મોનોવેલન્ટ ધાતુ છે અને X એ ક્લોરિન જેવી હેલોજન છે) સાથે હેલોજેનોએસેટેટ્સના ઉષ્મીય પ્રેરિત સોલિડ-સ્ટેટ પોલિકોન્ડેન્સેશનનો સમાવેશ થાય છે, જેના પરિણામે પોલીગ્લાયકોલાઇડ અને મીઠાના નાના સ્ફટિકો ઉત્પન્ન થાય છે. સોડિયમ ક્લોરોએસેટેટ જેવા હેલોજેનોએસેટેટને 160 અને 180 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચેના તાપમાને ગરમ કરીને, પ્રતિક્રિયા પાત્રમાંથી નાઇટ્રોજનને સતત પસાર કરીને પોલીકોન્ડેન્સેશન હાથ ધરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન પોલીગ્લાયકોલાઇડ સોડિયમ ક્લોરાઇડ સાથે રચાય છે જે પોલિમરીક મેટ્રિક્સની અંદર અવક્ષેપિત થાય છે; પાણી સાથે પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનને ધોઈને મીઠાને સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે. એસિડિક ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ, ફોર્મેલ્ડિહાઇડ અથવા પેરાફોર્મેલ્ડિહાઇડ અથવા ટ્રાઇઓક્સેન જેવા તેના સંબંધિત સંયોજનોમાંથી એકની પ્રતિક્રિયા કરીને પણ પીજીએ મેળવી શકાય છે. કાર્બન મોનોક્સાઇડ વાતાવરણમાં ઓટોક્લેવને ઉત્પ્રેરક (ક્લોરોસલ્ફોનિક એસિડ), ડાયક્લોરોમિથેન અને ટ્રાઇઓક્સેનથી ભરવામાં આવે છે, પછી તેને ચોક્કસ દબાણ સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી કાર્બન મોનોક્સાઇડથી ચાર્જ કરવામાં આવે છે; પ્રતિક્રિયાને હલાવવામાં આવે છે અને બે કલાક માટે લગભગ 180 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને આગળ વધવા દેવામાં આવે છે. પૂર્ણ થયા પછી પ્રતિક્રિયા વિનાનું કાર્બન મોનોક્સાઇડ છોડવામાં આવે છે અને નીચા અને ઉચ્ચ મેગાવોટના પોલીગ્લાયકોલાઇડનું મિશ્રણ એકત્રિત કરવામાં આવે છે. ડિગ્રેડેશન પોલીગ્લાયકોલાઇડ તેની કરોડરજ્જુમાં એસ્ટર જોડાણની હાજરીને કારણે હાઇડ્રોલાઇટિક અસ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. અધોગતિ પ્રક્રિયા ક્ષીણ થાય છે અને તે બે તબક્કામાં થાય છે જે દરમિયાન પોલિમરને તેના મોનોમર ગ્લાયકોલિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છેઃ પ્રથમ પાણી પોલિમર મેટ્રિક્સના આકારહીન (બિન-સ્ફટિકીય) પ્રદેશોમાં ફેલાય છે, જે એસ્ટર બોન્ડ્સને વિભાજીત કરે છે; બીજું પગલું આકારહીન પ્રદેશોનું ધોવાણ થયા પછી શરૂ થાય છે, જેનાથી પોલિમરનો સ્ફટિકીય ભાગ હાઇડ્રોલાઇટિક હુમલા માટે સંવેદનશીલ રહે છે. સ્ફટિકીય પ્રદેશોના પતન પછી પોલિમર સાંકળ ઓગળી જાય છે. જ્યારે શારીરિક પરિસ્થિતિઓના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે પોલીગ્લાયકોલાઇડ રેન્ડમ હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા અધોગતિ પામે છે, અને દેખીતી રીતે તે ચોક્કસ ઉત્સેચકો દ્વારા પણ તૂટી જાય છે, ખાસ કરીને એસ્ટરેઝ પ્રવૃત્તિ ધરાવતા લોકો દ્વારા. અધોગતિ ઉત્પાદન, ગ્લાયકોલિક એસિડ, બિન-ઝેરી છે, પરંતુ ઇથિલિન ગ્લાયકોલની જેમ, તે ઓક્સાલિક એસિડમાં ચયાપચય થાય છે, જે તેને ખતરનાક બનાવી શકે છે. ગ્લાયકોલિક એસિડનો એક ભાગ પણ પેશાબ દ્વારા વિસર્જન થાય છે. પોલીગ્લાયકોલાઇડ-નિર્મિત ટાંકાઓનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા અભ્યાસો દર્શાવે છે કે સામગ્રી બે અઠવાડિયા પછી તેની અડધી શક્તિ ગુમાવે છે અને ચાર અઠવાડિયા પછી 100% ગુમાવે છે. ચારથી છ મહિનાની સમયમર્યાદામાં જીવતંત્ર દ્વારા પોલિમર સંપૂર્ણપણે શોષાય છે. ઈન વિટ્રો કરતાં વિવોમાં અધોગતિ ઝડપી હોય છે, આ ઘટના સેલ્યુલર એન્ઝાઇમેટિક પ્રવૃત્તિને કારણે હોવાનું માનવામાં આવે છે. ઉપયોગો 1954 થી જાણીતા હોવા છતાં, અન્ય કૃત્રિમ પોલિમરની સરખામણીમાં હાઇડ્રોલિસિસ પ્રત્યેની તેની સંવેદનશીલતાને કારણે પીજીએનો બહુ ઓછો ઉપયોગ થયો હતો. જો કે, 1962 માં આ પોલિમરનો ઉપયોગ પ્રથમ કૃત્રિમ શોષી શકાય તેવું સિઉચર વિકસાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જેનું અમેરિકન સાયનામિડ કોર્પોરેશનની પેટાકંપની ડેવિસ એન્ડ ગેક દ્વારા ડેક્સનના ટ્રેડનામ હેઠળ માર્કેટિંગ કરવામાં આવ્યું હતું. પોલીકેપ્રોલેક્ટોન અને કેલ્શિયમ સ્ટિયરેટ સાથે તેના કોટિંગ પછી તે એસુક્રિલના બ્રાન્ડ નામ હેઠળ વેચવામાં આવી રહ્યું છે. પીજીએ સિઉચરને કૃત્રિમ, શોષી શકાય તેવું, બ્રેઇડેડ મલ્ટીફિલામેન્ટ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તે એન-લૌરિન અને એલ-લિસિન સાથે કોટેડ છે, જે દોરીને અત્યંત સરળ, નરમ અને ગાંઠ બાંધવા માટે સલામત બનાવે છે. તે મેગ્નેશિયમ સ્ટીઅરેટ સાથે પણ કોટેડ છે અને અંતે ઇથિલિન ઓક્સાઇડ ગેસ સાથે વંધ્યીકૃત છે. તે હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા શરીરમાં કુદરતી રીતે અધોગતિ પામે છે અને પાણીમાં દ્રાવ્ય મોનોમર્સ તરીકે શોષાય છે, જે 60 થી 90 દિવસની વચ્ચે પૂર્ણ થાય છે. વૃદ્ધ, એનિમિયા અને કુપોષિત દર્દીઓ સીવણને વધુ ઝડપથી શોષી શકે છે. તેનો રંગ કાં તો વાયોલેટ અથવા રંગહીન હોય છે અને તે યુએસપી 6-0 (1 મેટ્રિક) થી યુએસપી 2 (5 મેટ્રિક) ના કદમાં વેચાય છે. તેમાં ઉચ્ચ પ્રારંભિક તાણ શક્તિ, પેશીઓમાંથી સરળ માર્ગ, સરળ સંચાલન, ઉત્તમ ગાંઠ બાંધવાની ક્ષમતા અને સુરક્ષિત ગાંઠ બાંધવાના ફાયદા છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ચામડીની નીચેની ટાંકીઓ, ઇન્ટ્રાક્યુટેનીયસ ક્લોઝર્સ, પેટ અને છાતીની શસ્ત્રક્રિયાઓ માટે થાય છે. બાયોડિગ્રેડેબલ સીવણ સામગ્રી તરીકે પીજીએની પરંપરાગત ભૂમિકા અન્ય બાયોમેડિકલ ક્ષેત્રોમાં તેના મૂલ્યાંકન તરફ દોરી ગઈ છે. એનાસ્ટોમોસિસ રિંગ્સ, પિન, સળિયા, પ્લેટ અને સ્ક્રૂ સહિત પીજીએ સાથે ઇમ્પ્લાન્ટેબલ તબીબી ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું છે. ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ અથવા નિયંત્રિત દવા વિતરણ માટે પણ તેની શોધ કરવામાં આવી છે. પોલીગ્લાયકોલાઇડથી બનેલા ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ સ્કેફોલ્ડ્સ વિવિધ અભિગમોને અનુસરીને બનાવવામાં આવ્યા છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે તેમાંના મોટાભાગના બિન-વણાયેલા ફેલ્ટ્સના સ્વરૂપમાં કાપડ તકનીકો દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. કુરેહા કેમિકલ ઇન્ડસ્ટ્રીઝે ક્યુરેડક્સના ટ્રેડનામ હેઠળ ફૂડ પેકેજિંગ કાર્યક્રમો માટે ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના પોલીગ્લાયકોલાઇડનું વ્યાપારીકરણ કર્યું છે. ઉત્પાદન બેલે, વેસ્ટ વર્જિનિયામાં છે, જેની 4000 વાર્ષિક મેટ્રિક ટનની ઇચ્છિત ક્ષમતા છે. અવરોધ સામગ્રી તરીકેની તેની વિશેષતાઓ તેના ઉચ્ચ સ્તરના સ્ફટિકીકરણનું પરિણામ છે, જે ઓછી અભેદ્યતા માટે ટર્ટ્યુઅસ પાથ મિકેનિઝમ માટેનો આધાર છે. એવી ધારણા કરવામાં આવે છે કે ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના સંસ્કરણનો ઉપયોગ પોલિઇથિલિન ટેરેફ્થાલેટના સ્તરો વચ્ચે આંતરસ્તર તરીકે થશે, જે કાર્બોનેટેડ પીણાં અને હવાના લાંબા સમય સુધી સંપર્કમાં રહેવા પર તાજગી ગુમાવતા ખોરાક સહિત નાશવંત ખોરાક માટે સુધારેલ અવરોધ રક્ષણ પૂરું પાડશે. પ્લાસ્ટિકની પાતળી બોટલ કે જે હજુ પણ ઇચ્છનીય અવરોધ ગુણધર્મો જાળવી રાખે છે તે પણ આ પોલીગ્લાયકોલાઇડ ઇન્ટરલેયર ટેકનોલોજી દ્વારા સક્ષમ થઈ શકે છે. ઓછું પરમાણુ વજન ધરાવતું સંસ્કરણ (આશરે 600 એમયુ) ધ ચેમોર્સ કંપની (અગાઉ ડ્યુપોન્ટનો ભાગ) પાસેથી ઉપલબ્ધ છે અને તે તેલ અને ગેસના ઉપયોગમાં ઉપયોગી હોવાનું માનવામાં આવે છે. સંદર્ભો બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક બાયોમટેરિયલ્સ પોલિસ્ટર્સ સર્જિકલ સિઉચર મટિરિયલ થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ