Antimicrobial polymer
پولیمر جن میں بیکٹیریا، فنگی، یا وائرس جیسے مائکروجنزموں کی نشوونما کو مارنے یا روکنے کی صلاحیت ہوتی ہے، ان کی درجہ بندی اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کے طور پر کی جاتی ہے۔ پولیمر کی یہ کلاس قدرتی پولیمر پر مشتمل ہوتی ہے جس میں موروثی اینٹی مائکروبیل سرگرمی ہوتی ہے اور پولیمر کو اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو ظاہر کرنے کے لیے تبدیل کیا جاتا ہے۔ پولیمر عام طور پر غیر مستحکم، کیمیائی طور پر مستحکم ہوتے ہیں، اور مطلوبہ خصوصیات اور اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو ظاہر کرنے کے لیے کیمیائی اور جسمانی طور پر تبدیل کیے جا سکتے ہیں۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کھانے کی صنعت میں بیکٹیریل آلودگی کو روکنے اور پینے کے پانی میں مائکروجنزموں کی نشوونما کو روکنے کے لیے پانی کی صفائی میں استعمال کے لیے ایک اہم امیدوار ہیں۔ میکانیزم آف ایکشن اینٹی مائکروبیل پولیمر خلیوں کی نشوونما کو روکتے ہیں اور دو بنیادی میکانزم کے ذریعے خلیوں کی موت کا آغاز کرتے ہیں۔ پہلا طریقہ کار کانٹیکٹ ایکٹیو پولیمر کے ذریعے استعمال کیا جاتا ہے۔ رابطہ فعال پولیمر الیکٹروسٹیٹک تعاملات، ہائیڈروفوبک اثر، اور چیلیٹ اثر کا استعمال کرتے ہیں۔ الیکٹروسٹیٹک کشش مائکروب کے ساتھ اینٹی مائکروبیل پولیمر کا ایک عام ابتدائی تعامل ہے۔ چیلیٹنگ اور ہائیڈروفوبک اثرات جراثیم کے ساتھ اینٹی مائکروبیل پولیمر کے عام ثانوی تعاملات ہیں۔ کیشن سے چارج شدہ اینٹی مائکروبیل پولیمر آئن سے چارج شدہ بیکٹیریل سیل والز کی طرف راغب ہوتے ہیں۔ جراثیم کے خلیوں کی بیرونی دیوار خالص منفی چارج رکھتی ہے۔ بیکٹیریل خلیوں کی سائٹوپلاسمک جھلی میں منفی چارج ہوتا ہے اور اس میں ضروری پروٹین ہوتے ہیں۔ ثانوی تعامل، چیلیٹنگ اثر، میں مائکروبیل سیل سے اینٹی مائکروبیل پولیمر کا بندھن شامل ہوتا ہے۔ یہ تعاملات جھلی میں خلل کا باعث بنتے ہیں اور بالآخر خلیوں کی نشوونما یا موت کو روکتے ہیں۔ خلیے کی سائٹوپلاسمک جھلی ایک نیم پارगम्य جھلی ہے، جو خلیے میں سالیوٹس کی نقل و حمل کو کنٹرول کرتی ہے۔ فاسفولیپیڈ دو پرت خلیے کی جھلی کا ایک اہم جزو ہے، جو ہائیڈروفیلک سروں اور ہائیڈروفوبک دم پر مشتمل ہوتا ہے۔ ہائیڈروفیلک ہیڈز سیل جھلی کے اندرونی اور بیرونی لائننگ بناتے ہیں، جبکہ ہائیڈروفوبک دم جھلی کے اندرونی حصے کو تشکیل دیتے ہیں۔ ثانوی تعامل، ہائیڈروفوبک اثر، میں پانی سے دور غیر قطبی مرکبات کا جمع ہونا شامل ہے۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کے غیر قطبی اجزاء سیل جھلی کے غیر قطبی اندرونی حصے میں داخل ہوتے ہیں۔ زیادہ سالماتی وزن والے پولیمر عام طور پر خلیوں کی سطح کے ساتھ رابطے کے فعال تعاملات کے ذریعے خلیوں کی موت یا روک تھام کو جنم دیتے ہیں۔ سیل کی موت اور روک تھام عام سیلولر فنکشن کی خرابی کے نتیجے میں ہوتی ہے۔ پولیمر پر مثبت باقیات برقی طور پر سیل پر منفی چارج کے ساتھ تعامل کرتے ہیں اور ثانوی سیلولر اثرات کو جنم دیتے ہیں۔ کم سالماتی وزن والے پولیمر میں سیلولر جھلی کا دخول عام ہے۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر اور بائیومیمیٹک پولیمر کا ابتدائی الیکٹروسٹیٹک اور ہائیڈروفوبک تعامل جھلی میں خلل اور خلیوں کی موت کا سبب بنتا ہے۔ پولیمر کی ہائیڈروفوبک دم فاسفولیپیڈ دو پرتوں کو ہائیڈروفوبک خطے میں داخل کرتی ہے، جس کے نتیجے میں جھلی میں خلل پڑتا ہے اور پروٹین اور انزائموں کے ساتھ ساتھ دیگر ثانوی اثرات بھی ہوتے ہیں۔ ثانوی اثرات میں سالیوٹ اور الیکٹران کی نقل و حمل میں خلل کے ساتھ ساتھ توانائی کی پیداوار کے راستوں میں خلل شامل ہیں، جو خلیوں کی موت کا باعث بنتا ہے۔ دوسرے طریقہ کار کی خصوصیت پولیمر سے کم سالماتی وزن والے اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کی رہائی ہے۔ اینٹی مائکروبیل ایجنٹ جو پولیمر سے خارج ہوتے ہیں سیل وال کو باندھنے یا گھسنے کے ذریعے سیل کی موت کا باعث بنتے ہیں۔ جب اینٹی مائکروبیل ایجنٹ پروٹین سے جڑے ہوتے ہیں، تو سیل جھلی میں ساختی تبدیلیاں ہوتی ہیں جس کے نتیجے میں سیلولر موت ہوتی ہے۔ خلیے کی دیوار میں نینو پارٹیکل اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کا دخول اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کو خلیے کے ڈی این اے کے ساتھ تعامل کرنے کے قابل بناتا ہے۔ مائکروب کی موت ڈی این اے ٹرانسکرپشن اور ایم آر این اے کی ترکیب کے اثرات کے نتیجے میں ہوتی ہے جب پولیمر نینو پارٹیکلز ڈی این اے کے ساتھ مل جاتے ہیں۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کی بنیادی خصوصیات اینٹی مائکروبیل پولیمر کی مختلف بنیادی خصوصیات ہیں، جو عمل کے طریقہ کار پر منحصر ہیں۔ کانٹیکٹ ایکٹیو اینٹی مائکروبیل پولیمر کی دو بنیادی خصوصیات کیٹیانک چارج اور ہائیڈروفوبیسیٹی ہیں۔ مائکروبیل سیل وال کے ساتھ تعامل کو فروغ دینے کے لیے کیٹیانک باقیات ضروری ہیں۔ پولیکیشن جیسے کواٹرنیری امونیم، کواٹرنیری فاسفونیم، اور گوانیڈینیم اکثر اینٹی مائکروبیل پولیمر میں پائے جاتے ہیں۔ ہائیڈروفوبک باقیات لپڈ بائی لیئر کے پابند ہونے کو بہتر بناتے ہیں اور مائکروبیل سیل وال میں داخل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ غیر رابطہ فعال اینٹی مائکروبیل پولیمر کو سرگرمی کو فروغ دینے کے لیے اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کے اضافے کی ضرورت ہوتی ہے۔ شامل کیے گئے عام ایجنٹوں میں این-ہیلمائن مرکبات، نائٹرک آکسائیڈ، اور تانبے اور چاندی کے نینو پارٹیکلز شامل ہیں۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کی کلاسوں کو عام طور پر دو زمروں میں درجہ بند کیا جاتا ہے جس کی بنیاد پر کہ اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو کس طرح عطا کیا جاتا ہے۔ سب سے پہلے موروثی اینٹی مائکروبیل والے پولیمر ہیں جن میں اینٹی مائکروبیل رویے کو بھڑکانے کے لیے کسی ترمیم کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ دوسری کلاس میں اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو فعال کرنے کے لیے ترمیم کی ضرورت ہوتی ہے اور ترمیم کی قسم سے اس میں فرق کیا جا سکتا ہے۔ پولیمر کو اینٹی مائکروبیل رویے کو فروغ دینے کے لیے کیمیائی طور پر تبدیل کیا جا سکتا ہے یا انہیں نامیاتی یا غیر نامیاتی مرکبات کے اضافے کے لیے ریڑھ کی ہڈی کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ موروثی اینٹی مائکروبیل سرگرمی والے انہرنٹ اینٹی مائکروبیل ایکٹیویٹی پولیمرز میں چیٹوسن، پولی-ε-لائسین، کواٹرنیری امونیم مرکبات، پولی تھیلینامین، اور پولی گوانیڈائنز شامل ہیں۔ چیٹوسن ایک غیر زہریلا پولیمر ہے جس نے وسیع سپیکٹرم اینٹی مائکروبیل سرگرمی کا مظاہرہ کیا ہے۔ چیٹوسن کے لیے عمل کے طریقہ کار میں الیکٹروسٹیٹک تعامل، چیلیٹ اثر، اور ہائیڈروفوبک اثر شامل ہیں۔ جب پی ایچ کم ہوتا ہے تو الیکٹروسٹیٹک تعامل بنیادی ابتدائی تعامل ہوتا ہے، جبکہ جب پی ایچ زیادہ ہوتا ہے تو چیلیٹنگ اور ہائیڈروفوبک اثرات بنیادی ابتدائی تعاملات ہوتے ہیں۔ چیٹوسن سے پھپھوندی، بیکٹیریا اور خمیر کی نشوونما میں رکاوٹ اور موت دیکھی گئی ہے۔ چٹوسن کا اینٹی مائکروبیل اثر پھپھوندی پر خمیر سے زیادہ اور گرام مثبت بیکٹیریا کے مقابلے گرام منفی بیکٹیریا پر زیادہ موثر ہوتا ہے۔ پولی-ε-لائسین ایک بائیوڈیگریڈیبل، غیر زہریلا، خوردنی اینٹی مائکروبیل پولیمر ہے۔ یہ پولیمر سیل وال سے منسلک ہونے کے لیے الیکٹروسٹیٹک تعاملات کا استعمال کرتا ہے، اس لیے سیل وال کی سالمیت میں خلل ڈالتا ہے۔ پولی-ε-لائسین خلیے کی دیوار میں گھس جاتا ہے، جس سے خلیے کو جسمانی نقصان اور موت ہوتی ہے۔ اسی طرح کے مصنوعی پولیمر کے مقابلے میں، پولی-ε-لائسین گرام منفی بیکٹیریا کے مقابلے گرام مثبت کے خلاف زیادہ موثر ہے۔ پولی-ε-لائسین بیسیلس کوگولنز، بیسیلس اسٹیروتھرموفیلس، اور بیسیلس سبٹیلس کے خلاف بھی موثر ہے۔ بینزالکونیم کلورائڈ، اسٹیرالکونیم کلورائڈ، اور سیٹریمونیم، یہ تمام چوتھائی امونیم مرکبات ہیں جن میں نائٹروجن موجود ہے۔ ان مرکبات کی جراثیم کش سرگرمی کاربن ایٹموں کی تعداد اور نائٹروجن پر مشتمل سلسلہ کی لمبائی سے متاثر ہوتی ہے۔ بہترین اینٹی مائکروبیل سرگرمی عام طور پر چوتھائی امونیم مرکبات میں لمبی زنجیر کی لمبائی کے ساتھ دیکھی جاتی ہے، جس میں 8-18 کاربن ایٹم ہوتے ہیں۔ 12-14 کاربن ایٹموں کی زنجیر کی لمبائی والے پولیمر میں گرام مثبت بیکٹیریا کے خلاف بڑھتی ہوئی سرگرمی دیکھی جاتی ہے، جبکہ گرام منفی بیکٹیریا کے خلاف بہتر سرگرمی 14-16 کاربن ایٹموں کی زنجیر کی لمبائی والے پولیمر میں دیکھی جاتی ہے۔ نائٹروجن پر مشتمل پولیمر کواٹرنیری امونیم مرکبات الیکٹروسٹیٹک تعاملات اور ہائیڈروفوبک اثر کے ذریعے خلیوں کی موت کو جنم دیتے ہیں۔ پولیمر کا یہ گروپ محدود ہیمولیٹک سرگرمی کو ظاہر کرتا ہے، جو انہیں کاسمیٹکس اور صحت کی دیکھ بھال میں استعمال کے لیے فائدہ مند بناتا ہے۔ پولی تھیلینامین ایک مصنوعی، غیر بائیوڈیگریڈیبل پولیمر ہے جس میں نائٹروجن ہوتا ہے۔ یہ پولیمر خلیے کی جھلی کے پھٹنے کے ذریعے خلیے کی موت کو جنم دیتا ہے۔ جب شیشے اور پلاسٹک سمیت غیر متحرک سطحوں سے منسلک ہوتا ہے، تو N-alkyl-polyethylenimine ہوا سے پیدا ہونے والے اور پانی سے پیدا ہونے والے بیکٹیریا اور فنگی کے تقریبا 100% میں سیل کی غیر فعالیت کا سبب بنتا ہے۔ اس پولیمر کا ایک فائدہ یہ ہے کہ یہ ممالیہ خلیوں کے لیے غیر زہریلا ہے۔ طبی صنعت میں پروستھیسز میں استعمال کے لیے پولی تھیلینامین کا اطلاق کیا گیا ہے۔ جب پولی تھیلینامین کو طبی آلات کے لیے کوٹنگ کی سطح کے طور پر ٹیسٹ کیا گیا تو بیکٹیریا کی نشوونما میں 92 فیصد کمی واقع ہوئی۔ پولی تھیلینامین کی سرگرمی پولیمر کے سالماتی وزن سے متاثر ہوتی ہے۔ کم سالماتی وزن والی پولی تھیلینامین نہ ہونے کے برابر سرگرمی دکھاتی ہے، جبکہ اس کے اعلی سالماتی وزن کی شکل میں زبردست اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو ظاہر کرتی ہے۔ پولی گوانیڈائنز نائٹروجن پر مشتمل اینٹی مائکروبیل پولیمر کی ایک اور کلاس ہیں۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کی یہ کلاس غیر زہریلی ہے اور پانی میں زیادہ گھلنشیلتا ظاہر کرتی ہے۔ پولی گوانیڈائنز وسیع سپیکٹرم اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو ظاہر کرتی ہیں اور ابتدائی طور پر الیکٹروسٹیٹک قوتوں کا استعمال کرتے ہوئے جرثوموں کے ساتھ تعامل کرتی ہیں۔ گرام مثبت بیکٹیریا کے خلاف گرام منفی بیکٹیریا کے مقابلے میں پولی گوانیڈائنز کے ساتھ زیادہ سرگرمی دیکھی گئی ہے۔ سرگرمی میں فرق کی وجہ کو گرام مثبت اور گرام منفی بیکٹیریا کے مختلف ڈھانچوں سے تشبیہ دی گئی ہے۔ گرام منفی بیکٹیریا میں گرام مثبت بیکٹیریا کے مقابلے میں پتلی پیپٹائڈوگلیکن پرت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، گرام منفی بیکٹیریا میں ایک بیرونی لپڈ جھلی ہوتی ہے، جو گرام مثبت بیکٹیریا میں نہیں ہوتی۔ اعلی سالماتی وزن والے پولیمر گرام مثبت بیکٹیریا میں گھسنے کے قابل ہوتے ہیں۔ کیمیائی ترمیم کے ذریعے اینٹی مائکروبیل سرگرمی پولیمر کے اس طبقے میں کوئی موروثی اینٹی مائکروبیل سرگرمی نہیں ہوتی ہے۔ اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو فروغ دینے کے لیے، پولیمر فعال ایجنٹوں کو شامل کرنے کے لیے کیمیائی طور پر دوبارہ تبدیل کیے جاتے ہیں۔ فعال سائیڈ گروپ اینٹی مائکروبیل سرگرمی پیدا کرنے کے لیے پولیمر ریڑھ کی ہڈی سے منسلک ہوتے ہیں۔ لٹکنے والے گروپ، اینٹی بائیوٹک دوائیں، یا غیر نامیاتی ذرات پولیمر سے منسلک ہو سکتے ہیں۔ لٹکنے والے گروپ جو پولیمر ریڑھ کی ہڈی سے منسلک ہوتے ہیں ان میں کواٹرنیری امونیم، نامیاتی ایسڈ کے ساتھ ہائیڈروکسیل گروپ، اور دیگر شامل ہیں۔ ایک سائیڈ گروپ کے طور پر کواٹرنیری امونیم پر مشتمل اینٹی مائکروبیل پولیمر عام طور پر میتھاکریلک مونومرز سے ترکیب کیے جاتے ہیں۔ ان مونومرز کا فائدہ یہ ہے کہ ہائیڈروفوبیسیٹی، سالماتی وزن، اور سطح کے چارج میں ہیرا پھیری کی جا سکتی ہے۔ پولیمر کی ہائیڈروفوبیسیٹی کا اینٹی مائکروبیل سرگرمی پر مضبوط اثر پڑتا ہے۔ پولی سائلوکسینس، جن میں ایک چوتھائی امونیم لاکٹ گروپ ہوتا ہے، نے بیکٹیریا کے کئی تناؤ کے خلاف سرگرمی کا مظاہرہ کیا ہے جن میں اینٹروکوکس ہیرے، ای کولی، اور پی ایروگینوسا شامل ہیں۔ اس پولیمر کی لچک اور ایمفی فیلک نوعیت اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو بڑھاتا ہے۔ جب بینزالڈیہائیڈ، نامیاتی تیزاب پر مشتمل ایک ہائیڈروکسیل گروپ، کو میتھائل میتھاکریلیٹ پولیمر کے ساتھ ایک ضمنی گروپ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو ترقی کی روک تھام کو کنٹرول سطحوں سے پانچ گنا زیادہ دکھایا گیا ہے۔ بینزالڈیہائیڈ میں موروثی اینٹی مائکروبیل سرگرمی ہوتی ہے اور سرگرمی کو بہتر بنانے کے لیے پولیمر میں شامل کیا گیا ہے۔ چوتھائی امونیم یا ہائیڈروکسیل گروپوں والے پولیمر جن میں ایک نامیاتی ایسڈ بطور لاکٹ گروپ ہے، نے کئی قسم کے بیکٹیریا، فنگی اور طحالب کے خلاف سرگرمی کا مظاہرہ کیا ہے۔ اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو غیر نامیاتی ذرات جیسے چاندی، تانبے، اور ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نینو پارٹیکلز کو پولیمر میں شامل کرنے کے ذریعے بھی متحرک کیا جا سکتا ہے۔ دھاتی نینو پارٹیکلز کو پولیمر میں پولیمرک نینو کمپوزائٹس بنانے کے لیے شامل کیا جاتا ہے۔ سلور کا استعمال اینٹی مائکروبیل پولیمر میں اس کے استحکام کے ساتھ ساتھ براڈ سپیکٹرم اینٹی مائکروبیل سرگرمی کی وجہ سے کیا جاتا ہے۔ مثبت سلور آئن ماحول میں پیدا ہوتے ہیں جو بیکٹیریا کی نشوونما کے لیے فائدہ مند ہوتے ہیں۔ یہ مثبت سلور آئن جسمانی طور پر سیل وال پروٹین کے ساتھ تعامل کرتے ہیں جس کے نتیجے میں جھلی میں خلل اور سیل کی موت ہوتی ہے۔ کیٹیانک پولیمر میں سرایت شدہ سلور نینو پارٹیکلز نے E.coli اور S.aureus کے خلاف سرگرمی ظاہر کی ہے۔ کاپر اور ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نینو پارٹیکلز سلور نینو پارٹیکلز کے مقابلے میں اینٹی مائکروبیل پولیمرز میں کم عام طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ پولی پروپیلین نینو کمپوزائٹس میں سرایت شدہ تانبے کے نینو پارٹیکلز نے 99.9% بیکٹیریا کو مارنے کی صلاحیت کا مظاہرہ کیا ہے۔ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ ایک غیر زہریلا مواد ہے جس میں اینٹی مائکروبیل سرگرمی ہوتی ہے جو فوٹو ایکٹیویٹ ہوتی ہے۔ فوٹو ایکٹو اینٹی مائکروبیل پولیمر بنانے کے لیے ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ کو پولی پروپیلین میں سرایت کیا گیا ہے۔ پولیمر مرکب کی اینٹی مائکروبیل سرگرمی روشنی کے ذریعہ شروع کی جاتی ہے۔ روشنی کا ذریعہ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ کو آکسائڈائز کرنے کا سبب بنتا ہے، جس کے نتیجے میں انتہائی رد عمل والے ہائیڈروکسیل پرجاتیوں کی رہائی ہوتی ہے جو بیکٹیریا کو متاثر کرتی ہے۔ فوٹو ایکٹو اینٹی مائکروبیل پولیمر کی تاثیر کا مظاہرہ بیکٹیریا E.coli کے خلاف کیا گیا ہے۔ اینٹی بیکٹیریل پولیمر کی ایک اور کلاس میں وہ شامل ہیں جن کی سرگرمی پولیمر میٹرکس میں اینٹی بائیوٹکس کو شامل کرنے کے ذریعے متعارف کرائی جاتی ہے۔ کیمیائی ٹرائیکلوسن عام طور پر اس کی جراثیم کش خصوصیات کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ کوپولیمر اسٹائرین-ایکریلیٹ کے ساتھ ملا ہوا ٹرائکلوسن ای۔ فیکلس کے خلاف جراثیم کش سرگرمی ظاہر کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، پولیمر پولی وینائل الکحل کے ساتھ مل کر ٹرائکلوسن نے پولیمر میں شامل نہ ہونے والے ٹرائکلوسن کے مقابلے میں جراثیم کش سرگرمی میں اضافہ کیا ہے۔ پولیمر پولی تھیلینامین میں بھی اینٹی بائیوٹکس شامل کرنے کے لیے ترمیم کی گئی ہے۔ پولی تھیلینامین کا استعمال بیکٹیریل سیل والز کو زیادہ پارगम्य بنانے کے لیے کیا جاتا ہے، اس لیے اینٹی بائیوٹکس کے لیے بیکٹیریا کی حساسیت میں اضافہ ہوتا ہے۔ پولی تھیلینامین اینٹی بائیوٹکس کی تاثیر کو بڑھاتا ہے جس میں ایمپیسلن، ریفامپین، سیفوٹیکسائم کے ساتھ ساتھ دیگر شامل ہیں۔ پروٹین کی نقل کرنے والے پولیمر میگائنن اور ڈیفینسین قدرتی پیپٹائڈز ہیں، امینو ایسڈ پر مشتمل مختصر پولیمر، جو غیر معمولی اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو ظاہر کرتے ہیں۔ اینٹی مائکروبیل سرگرمی پیپٹائڈز کی ساخت کی پیداوار ہے، جس میں اس کی انتہائی سخت ریڑھ کی ہڈی بھی شامل ہے۔ ان پیپٹائڈز نے لاکٹ کے گروپوں کو منظم کیا ہے، جس سے پولیمر ہائیڈروفوبک کا ایک رخ اور دوسری طرف کیٹیشنک بنتا ہے۔ پولیمر کا یہ گروپ سیل وال کے دخول کے ذریعے سیل کی موت کو مؤثر طریقے سے متاثر کرتا ہے۔ ان اینٹی مائکروبیل پیپٹائڈز کی پولیمر نقلیں تیار کی گئی ہیں۔ پروٹین کی نقل کرنے والے پولیمر میگائنن اور ڈیفینسن کی ساخت کی تقلید کرتے ہیں۔ پروٹین کی نقل کرنے والے پولیمر کی مثالوں میں پولی (فینیلین ایتھینیلین) پر مبنی اور این کاربوکسین ہائیڈرائڈ پر مبنی پولیمر شامل ہیں۔ امینو ایسڈ لاکٹ گروپوں کے ساتھ پولی (فینیلین ایتھینیلین) پولیمر مثبت طور پر چارج شدہ سائیڈ گروپس اور سخت ریڑھ کی ہڈی کے لیے تیار کیے گئے تھے۔ مصنوعی پولیمر میں کم زہریلا اور مضبوط اینٹی مائکروبیل سرگرمی تھی۔ اس کے علاوہ، ہائیڈروفیلک امینو ایسڈ لائسین اور مختلف ہائیڈروفوبک امینو ایسڈ کے ساتھ این-کاربوکسین ہائیڈرائڈ پر مبنی پولیمر تیار کیے گئے۔ پولیمرز نے ای کولی، سی البیکنز اور دیگر کے خلاف اینٹی مائکروبیل سرگرمی کا مظاہرہ کیا۔ اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو متاثر کرنے والے عوامل سالماتی وزن پولیمر کا سالماتی وزن شاید اینٹی مائکروبیل خصوصیات کا تعین کرتے وقت غور کرنے والی سب سے اہم خصوصیات میں سے ایک ہے کیونکہ اینٹی مائکروبیل سرگرمی واضح طور پر سالماتی وزن پر منحصر ہوتی ہے۔ یہ طے کیا گیا ہے کہ زیادہ سے زیادہ سرگرمی اس وقت حاصل کی جاتی ہے جب پولیمر کا سالماتی وزن 1.4x104 Da سے 9.4x104 Da کی حد میں ہو۔ اس رینج سے بڑا وزن سرگرمی میں کمی ظاہر کرتا ہے۔ وزن پر اس انحصار کو بائیوسیڈل ایکشن کے لیے ضروری اقدامات کی ترتیب سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ انتہائی بڑے سالماتی وزن والے پولیمر کو بیکٹیریل سیل وال اور سائٹوپلازم کے ذریعے پھیلنے میں دشواری ہوگی۔ اس طرح پولیمر کے مالیکیولر وزن کو کنٹرول کرنے کی سمت میں کافی کوششیں کی گئی ہیں۔ زیادہ تر بیکٹیریل خلیوں کی دیواریں منفی طور پر چارج ہوتی ہیں، اس لیے جذب کے عمل کو آسان بنانے کے لیے زیادہ تر اینٹی مائکروبیل پولیمر کو مثبت طور پر چارج کیا جانا چاہیے۔ کاؤنٹر آئن کی ساخت، یا چارج کو متوازن کرنے کے لیے پولیمر سے وابستہ آئن بھی اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو متاثر کرتا ہے۔ پولیمر کے ساتھ ایک مضبوط آئن جوڑا بنانے والے کاؤنٹر آئن اینٹی مائکروبیل سرگرمی میں رکاوٹ ڈالتے ہیں کیونکہ کاؤنٹر آئن پولیمر کو بیکٹیریا کے ساتھ تعامل کرنے سے روک دے گا۔ تاہم، وہ آئن جو ڈھیلے آئن جوڑے کی تشکیل کرتے ہیں یا پولیمر سے آسانی سے الگ ہو جاتے ہیں، سرگرمی پر مثبت اثر ظاہر کرتے ہیں کیونکہ یہ پولیمر کو بیکٹیریا کے ساتھ آزادانہ طور پر تعامل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ سپیسر کی لمبائی/الکل چین کی لمبائی سپیسر کی لمبائی یا الکل چین کی لمبائی سے مراد کاربن چین کی لمبائی ہے جو پولیمر ریڑھ کی ہڈی کو تشکیل دیتی ہے۔ اس سلسلہ کی لمبائی کی جانچ پڑتال کی گئی ہے کہ آیا یہ پولیمر کی اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو متاثر کرتا ہے۔ نتائج سے عام طور پر پتہ چلتا ہے کہ لمبی الکائل زنجیروں کے نتیجے میں زیادہ سرگرمی ہوتی ہے۔ اس اثر کی دو بنیادی وضاحتیں ہیں۔ سب سے پہلے، لمبی زنجیروں میں بیکٹیریا سیل وال اور سائٹوپلاسمک جھلی کے ساتھ جذب کے لیے زیادہ فعال مقامات دستیاب ہوتے ہیں۔ دوم، لمبی زنجیراں چھوٹی زنجیروں سے مختلف طریقے سے جمع ہوتی ہیں، جو دوبارہ جذب کے لیے ایک بہتر ذریعہ فراہم کر سکتی ہیں۔ تاہم، چھوٹی زنجیر کی لمبائی زیادہ آسانی سے پھیل جاتی ہے۔ نقصانات اینٹی مائکروبیل پولیمر کا ایک بڑا نقصان یہ ہے کہ میکرو مالیکیول بہت بڑے ہوتے ہیں اور اس طرح چھوٹے مالیکیول ایجنٹوں کی طرح تیزی سے کام نہیں کر سکتے ہیں۔ بائیوسیڈل پولیمر جن کو پیتھوجینز میں خاطر خواہ کمی فراہم کرنے کے لیے گھنٹوں کی ترتیب پر رابطے کے اوقات کی ضرورت ہوتی ہے، واقعی ان کی کوئی عملی قیمت نہیں ہے۔ سیکنڈ، یا زیادہ سے زیادہ منٹ، ایک حقیقی درخواست کے لیے رابطہ کے وقت کا ہدف ہونا چاہیے۔ مزید برآں، اگر بائیوسیڈل فنکشنلائزیشن کی وجہ سے پولیمر میں ساختی ترمیم مطلوبہ استعمال پر منفی اثر ڈالتی ہے، تو پولیمر کی کوئی عملی قیمت نہیں ہوگی۔ مثال کے طور پر، اگر کوئی فائبر جسے اینٹی مائکروبیل (ایک این-ہیلمائن پولیمر) بنانے کے لیے آبی بلیچ کے سامنے ہونا ضروری ہے، اس نمائش سے کمزور ہو جاتا ہے، یا اس کی رنگائی بلیچ ہو جاتی ہے، تو اس کا استعمال محدود ہوگا۔ اینٹی مائکروبیل مونومرز سے مصنوعی طریقے اس مصنوعی طریقہ میں اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کو باہمی طور پر جوڑنا شامل ہے جو اعلی اینٹی مائکروبیل سرگرمی والے فعال گروپوں پر مشتمل ہوتے ہیں، جیسے کہ ہائیڈروکسیل، کاربوکسیل، یا امینو گروپس کو پولیمرائزیشن سے پہلے مختلف قسم کے پولیمرائز ایبل مشتقات، یا مونومرز سے۔ فعال ایجنٹ کی اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو پولیمرائزیشن کے ذریعے یا تو کم کیا جا سکتا ہے یا بڑھایا جا سکتا ہے۔ یہ اس بات پر منحصر ہے کہ ایجنٹ بیکٹیریا کو کیسے مارتا ہے، یا تو بیکٹیریا کی خوراک کی فراہمی کو ختم کرکے یا بیکٹیریا کی جھلی میں خلل اور استعمال شدہ مونومر کی قسم کے ذریعے۔ جب ہومو پولیمر کا موازنہ کوپولیمر سے کیا جاتا ہے تو اختلافات کی اطلاع دی گئی ہے۔ اینٹی مائکروبیل مونومرز سے ترکیب شدہ اینٹی مائکروبیل پولیمرز کی مثالیں ٹیبل 2 میں شامل ہیں: ٹیبل 2: اینٹی مائکروبیل مونومرز سے ترکیب شدہ پولیمرز اور ان کے اینٹی مائکروبیل پراپرٹیز کی ترکیب اینٹی مائکروبیل ایجنٹس کو پریفارمڈ پولیمرز میں شامل کرکے اس مصنوعی طریقہ میں پہلے پولیمر کی ترکیب شامل ہوتی ہے، اس کے بعد ایک فعال نوع کے ساتھ ترمیم ہوتی ہے۔ مندرجہ ذیل قسم کے مونومرز عام طور پر ہومو پولیمرز یا کوپولیمرز کی ریڑھ کی ہڈی بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں: ونائل بینزائل کلورائڈ، میتھائل میتھاکریلیٹ، 2-کلورویتھیل ونائل ایتھر، ونائل الکحل، میلک این ہائیڈرائڈ۔ اس کے بعد پولیمر کو اینٹی مائکروبیل پرجاتیوں، جیسے کہ فاسفونیم سالٹ، امونیم سالٹ، یا فینول گروپوں کو کواٹرنیزیشن، کلورائڈ کے متبادل، یا اینہائڈرائڈ کے ہائیڈرولائسیس کے ذریعے لنگر انداز کرکے چالو کیا جاتا ہے۔ اس طریقہ کار سے ترکیب شدہ پولیمر کی مثالیں ٹیبل 3: ٹیبل 3 میں فراہم کی گئی ہیں: اینٹی مائکروبیل پولیمر جو قدرتی طور پر پائے جانے والے پولیمر میں اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کو شامل کرکے پریفارمڈ پولیمرز اور اینٹی مائکروبیل پراپرٹیز کی ترکیب سے ترکیب شدہ ہیں چٹین فطرت کا دوسرا سب سے زیادہ وافر بائیو پولیمر ہے۔ چٹین-چیٹوسن کی غیر فعال شدہ مصنوعات میں انسانوں کے لیے زہریلے پن کے بغیر اینٹی مائکروبیل سرگرمی پائی گئی ہے۔ اس مصنوعی تکنیک میں بہتر اینٹی مائکروبیل سرگرمی حاصل کرنے کے لیے چیٹوسن مشتقات بنانا شامل ہے۔ فی الحال، کام میں کواٹرنیزڈ این-الکائل چیٹوسن مشتقات بنانے کے لیے امین گروپوں میں الکائل گروپوں کا تعارف، چیٹوسن میں اضافی کواٹرنیری امونیم گرافٹس کا تعارف، اور فینولک ہائیڈروکسیل موئٹیز کے ساتھ ترمیم شامل ہے۔ پولیمر ریڑھ کی ہڈی میں اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کو داخل کرکے ترکیب اس طریقہ کار میں پولیمرک ریڑھ کی ہڈی میں اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کو شامل کرنے کے لیے کیمیائی رد عمل کا استعمال شامل ہے۔ حیاتیاتی طور پر فعال گروپوں والے پولیمر، جیسے کہ پولیمائڈز، پالئیسٹرز، اور پولی یوریتھینس مطلوب ہیں کیونکہ انہیں فعال ادویات اور چھوٹے بے ضرر مالیکیولز میں ہائیڈرولائز کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، پولی کیٹونز کی ایک سیریز کی ترکیب اور مطالعہ کیا گیا ہے، جو بی سبٹیلس اور پی فلوروسینس کے ساتھ ساتھ فنگی، اے نائجر اور ٹی وائرایڈ کی نشوونما پر روک تھام کا اثر ظاہر کرتا ہے۔ ایسے مطالعات بھی ہیں جو پولیمر کی ریڑھ کی ہڈی میں اینٹی بائیوٹکس کو شامل کرتے ہیں۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کے تقاضے اینٹی مائکروبیل پولیمر کو بڑے پیمانے پر تقسیم اور استعمال کے لیے ایک قابل عمل آپشن بننے کے لیے کئی بنیادی تقاضے ہیں جنہیں پہلے پورا کرنا ضروری ہے: پولیمر کی ترکیب آسان اور نسبتا سستی ہونی چاہیے۔ صنعتی پیمانے پر تیار کیے جانے کے لیے مصنوعی راستے کو مثالی طور پر ان تکنیکوں کا استعمال کرنا چاہیے جو پہلے ہی اچھی طرح سے تیار ہو چکی ہیں۔ پولیمر کی شیلف لائف طویل ہونی چاہیے، یا طویل عرصے تک مستحکم ہونی چاہیے۔ اسے اس درجہ حرارت پر ذخیرہ کرنے کے قابل ہونا چاہیے جس کے لیے اسے استعمال کرنا ہے۔ اگر پولیمر کو پانی کی جراثیم کشی کے لیے استعمال کرنا ہے، تو زہریلے مسائل کو روکنے کے لیے اسے پانی میں اگھلنشیل ہونا چاہیے (جیسا کہ کچھ موجودہ چھوٹے مالیکیول اینٹی مائکروبیل ایجنٹوں کے معاملے میں ہے)۔ پولیمر کو استعمال کے دوران سڑنا نہیں چاہیے، یا زہریلے باقیات کا اخراج نہیں کرنا چاہیے۔ پولیمر ہینڈلنگ کے دوران ان لوگوں کے لیے زہریلا یا پریشان کن نہیں ہونا چاہیے۔ اینٹی مائکروبیل سرگرمی کو سرگرمی کے نقصان پر دوبارہ پیدا کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کو رابطے کے مختصر وقت میں پیتھوجینک مائکروجنزموں کی ایک وسیع رینج کے لیے بائیوسیڈل ہونا چاہیے۔ ایپلی کیشنز واٹر ٹریٹمنٹ پولیمرک جراثیم کش ہاتھ سے پکڑے جانے والے پانی کے فلٹرز، سطح کی کوٹنگز، اور ریشے دار جراثیم کشوں میں استعمال کے لیے مثالی ہیں، کیونکہ انہیں مختلف تکنیکوں کے ذریعے بنایا جا سکتا ہے اور پانی میں اگھلنشیل بنایا جا سکتا ہے۔ اگھلنشیل رابطے کے جراثیم کشوں کا ڈیزائن جو کسی بھی رد عمل والے ایجنٹوں کو خارج کیے بغیر محض رابطے کے ذریعے ہدف مائکروجنزموں کو غیر فعال، مار سکتا ہے یا ہٹا سکتا ہے۔ کلورین یا پانی میں گھلنشیل جراثیم کشوں کو بقیہ زہریلا ہونے میں دشواری ہوتی ہے، چاہے استعمال شدہ مادے کی کم سے کم مقدار ہی کیوں نہ ہو۔ زہریلے باقیات خوراک، پانی اور ماحول میں مرتکز ہو سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، چونکہ آزاد کلورین آئن اور دیگر متعلقہ کیمیکل پانی میں موجود نامیاتی مادوں کے ساتھ تعامل کر کے ٹرائی ہیلومیتھین اینالاگس پیدا کر سکتے ہیں جن کے کارسنجینک ہونے کا شبہ ہے، اس لیے ان کے استعمال سے گریز کرنا چاہیے۔ ان خرابیوں کو غیر گھلنشیل مادوں کے ساتھ پانی سے مائکروجنزموں کو ہٹانے سے حل کیا جا سکتا ہے۔ کھانے کی ایپلی کیشنز اینٹی مائکروبیل مادہ جو پیکیجنگ مواد میں شامل ہوتے ہیں وہ نمو کی شرح اور زیادہ سے زیادہ نمو کی آبادی کو کم کرکے مائکروبیل آلودگی کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ یہ ہدف مائکروجنزم کے لیگ فیز کو بڑھا کر یا رابطے میں موجود مائکروجنزموں کو غیر فعال کر کے کیا جاتا ہے۔ ان ایپلی کیشنز میں سے ایک کھانے کی شیلف لائف کو بڑھانا اور مائکروجنزموں کی نشوونما کی شرح کو کم کرکے حفاظت کو فروغ دینا ہے جب پیکیج ٹھوس کھانوں کی سطحوں کے ساتھ رابطے میں ہو، مثال کے طور پر، گوشت، پنیر وغیرہ۔ دوسرا، اینٹی مائکروبیل پیکیجنگ مواد پروسیس شدہ مصنوعات کی دوبارہ آلودگی کے امکان کو بہت کم کرتا ہے اور مصنوعات کی آلودگی کو ختم کرنے کے لیے مواد کے علاج کو آسان بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، سیلف سٹریلائزنگ پیکیجنگ جراثیم کش پیکیجنگ میں پیرو آکسائیڈ ٹریٹمنٹ کی ضرورت کو ختم کر سکتی ہے۔ اینٹی مائکروبیل پولیمر کو فوڈ پروسیسنگ آلات کی سطحوں کو سیلف سینیٹائزر کے طور پر ڈھانپنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثالوں میں فلٹر گیسکیٹس، کنویرز، دستانے، کپڑے اور دیگر ذاتی حفظان صحت کے سامان شامل ہیں۔ کچھ پولیمر فطری طور پر اینٹی مائکروبیل ہوتے ہیں اور فلموں اور کوٹنگز میں استعمال ہوتے رہے ہیں۔ چیٹوسن جیسے کیٹیانک پولیمر خلیوں کے چپکنے کو فروغ دیتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ چارج شدہ امین خلیوں کی جھلی پر منفی چارج کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، اور انٹرا سیلولر اجزاء کے رساو کا سبب بن سکتے ہیں۔ چیٹوسن کو کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا گیا ہے اور ایسا لگتا ہے کہ تازہ سبزیوں اور پھلوں کو پھپھوندی کے انحطاط سے بچاتا ہے۔ اگرچہ اینٹی مائکروبیل اثر کو چیٹوسن کی اینٹی فنگل خصوصیات سے منسوب کیا جاتا ہے، لیکن یہ ممکن ہے کہ چیٹوسن پیداوار اور مائکروجنزموں میں موجود غذائی اجزاء کے درمیان رکاوٹ کے طور پر کام کرے۔ میڈیسن اور ہیلتھ کیئر اینٹی مائکروبیل پولیمر اپنی اعلی سرگرمیوں کی وجہ سے دانتوں کی بحالی کے مواد میں کنٹرولڈ ڈیلیوری سسٹم اور امپلانٹس کے لیے طاقتور امیدوار ہیں۔ اسے پولیمر زنجیروں کے آس پاس فعال گروپوں کی اعلی مقامی چارج کثافت کو لے جانے کی ان کی خصوصیت کی نوعیت سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، پولی (ایتھلین-کو-وینائل ایسیٹیٹ)، پولی (لیکٹک ایسڈ)، اور مرکب پر مبنی ٹیٹراسائکلائن ہائیڈروکلورائڈ پر مشتمل الیکٹروسپن ریشے اینٹی مائکروبیل زخم ڈریسنگ کے طور پر استعمال کرنے کے لیے تیار کیے گئے تھے۔ سیلولوز مشتقات عام طور پر کاسمیٹکس میں جلد اور بالوں کے کنڈیشنر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ کواٹرنیری امونیم سیلولوز مشتقات بالوں اور جلد کی مصنوعات میں کنڈیشنر کے طور پر خاص دلچسپی رکھتے ہیں۔ اس شعبے میں مستقبل کا کام اینٹی مائکروبیل پولیمر کے شعبے میں مسلسل ترقی ہوئی ہے، لیکن پچھلے سالوں میں آہستہ آہستہ، اور ایسا لگتا ہے کہ یہ تیزی سے توسیع کے دہانے پر ہے۔ اس کا ثبوت مرکبات کی نئی کلاسوں کی وسیع اقسام سے ملتا ہے جو گزشتہ چند سالوں میں تیار اور مطالعہ کیے گئے ہیں۔ پولیمر اور ریشے دار سطحوں میں ترمیم، اور پولیمرک سبسٹریٹس کی سوراخ کرنے کی صلاحیت، اور دیگر خصوصیات کو تبدیل کرنے سے، مائکروبیل چپکنے اور بائیو فلم کی تشکیل کے لیے زیادہ مزاحمت کے ساتھ امپلانٹس اور بائیو میڈیکل آلات تیار ہونے چاہئیں۔ متعدد پولیمر تیار کیے گئے ہیں جنہیں سیلولوز اور دیگر مواد میں شامل کیا جا سکتا ہے، جو کھانے کی پیکیجنگ، ٹیکسٹائل، زخموں کی ڈریسنگ، کیتھیٹر ٹیوبوں کی کوٹنگ، اور لازمی طور پر جراثیم سے پاک سطحوں جیسے بہت سے شعبوں میں نمایاں پیش رفت فراہم کریں گے۔ انفیکشن سے لڑنے والے مواد کی جتنی زیادہ ضرورت ہوگی اینٹی مائکروبیل پولیمر کی دریافت اور استعمال کے لیے ترغیب ملے گی۔ حوالہ جات کتابچہ کووی، جے ایم جی۔ پولیمرز: کیمسٹری اینڈ فزکس آف ماڈرن میٹریلز، چیپ مین اینڈ ہال، تیسرا ایڈیشن (2007) ؛ ریاستہائے متحدہ۔ کانگریس۔ آفس آف ٹیکنالوجی اسسمنٹ۔ بائیو پولیمرز: میکنگ میٹریلز نیچرز وے، واشنگٹن ڈی سی: دی آفس، (1993) ؛ مارش، جے۔ اینٹی مائکروبیل پیپٹائڈز، جے ولی، (1994) ؛ وول، آر پی۔ بائیو بیسڈ پولیمرز اینڈ کمپوزائٹس، ایلسیویئر اکیڈمک پریس، (2005)۔ بیرونی روابط اینٹی مائکروبیل پولیمر ٹیکنالوجیز فار فوڈ ایپلی کیشن اینٹی مائکروبیل میٹریل اینٹی مائکروبیل پولیمر سرفیس پولیمر اینٹی مائکروبیلز