Bioadhesive
حیاتیاتی چپکنے والی قدرتی پولیمرک مواد ہیں جو چپکنے والی کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ اصطلاح بعض اوقات حیاتیاتی مونومرز جیسے شکر سے مصنوعی طور پر بنے گلو کو بیان کرنے کے لیے زیادہ آسانی سے استعمال کی جاتی ہے، یا اس کا مطلب ایک مصنوعی مواد ہے جو حیاتیاتی بافتوں پر قائم رہنے کے لیے بنایا گیا ہے۔ حیاتیاتی چپکنے والی اشیاء مختلف قسم کے مادوں پر مشتمل ہو سکتی ہیں، لیکن پروٹین اور کاربوہائیڈریٹ نمایاں طور پر نمایاں ہوتے ہیں۔ پروٹین جیسے جلیٹن اور کاربوہائیڈریٹ جیسے اسٹارچ کو انسان کئی سالوں سے عام مقصد کے گلوز کے طور پر استعمال کرتا رہا ہے، لیکن عام طور پر ان کی کارکردگی کی کوتاہیوں نے ان کی جگہ مصنوعی متبادلات کو دیکھا ہے۔ قدرتی دنیا میں پائے جانے والے انتہائی موثر چپکنے والے اس وقت زیر تفتیش ہیں۔ مثال کے طور پر، جرثوموں اور سمندری مولسکس اور کرسٹشین کے ذریعے خارج ہونے والے حیاتیاتی چپکنے والے مادوں پر بائیومیمیکری کے پیش نظر تحقیق کی جا رہی ہے۔ مزید برآں، پروٹین اور کاربوہائیڈریٹ کی تھیولیشن ان پولیمرز (تھیومرز) کو خاص طور پر ڈائیسلفائیڈ بانڈ کی تشکیل کے ذریعے پروٹین کے سسٹین سے بھرپور ذیلی ڈومینز جیسے کیریٹنز یا میوکس گلائکوپروٹینز پر مشترکہ طور پر قائم رہنے کے قابل بناتی ہے۔ تھیولیٹیڈ چیٹوسن اور تھیولیٹیڈ ہائیلورونک ایسڈ کو مختلف ادویاتی مصنوعات میں حیاتیاتی چپکنے والے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ فطرت میں حیاتیاتی چپکنے والے حیاتیات منسلک، تعمیر اور رکاوٹ کے ساتھ ساتھ شکار اور دفاع میں استعمال کے لیے حیاتیاتی چپکنے والے مادے کا اخراج کر سکتے ہیں۔ مثالوں میں ان کا استعمال شامل ہے: سطحوں کی نوآبادیات (مثال کے طور پر۔ بیکٹیریا، طحالب، پھپھوندی، مسلز، بارنیکلز، روٹیفرز) مسیل کے بئیسل دھاگے پانی کے اندر کے ٹیلوں میں رہنے والے پولیچیٹ کیڑوں کے ذریعے ٹیوب بلڈنگ کیڑے کے انڈے، لاروا یا پیپل کا سطحوں (پودوں، چٹانوں) سے لگاؤ، اور کیڑوں کے ملاپ والے پلگ کچھ کیڑوں کے ذریعے خون سے کھانا کھلانے والے ٹکس کے گھونسلے بنانے اور کچھ مچھلیوں کے ذریعے بھی میزبان منسلک ہوتے ہیں (مثال کے طور پر۔ تین ریڑھ والے چپکنے والے) نوٹاڈن مینڈکوں اور سمندری کھیروں کے ذریعے دفاع مکڑی کے جالوں اور مخمل کے کیڑوں کے ذریعے شکار کچھ حیاتیاتی چپکنے والے بہت مضبوط ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بالغ بارنیکلز پل آف فورس کو 2 ایم پی اے (2 این/ایم ایم 2) تک حاصل کرتے ہیں۔ اسی طرح ایک مضبوط، تیزی سے چپکنے والا گلو-جس میں 171 مختلف پروٹین ہوتے ہیں اور جو گیلی، نم اور ناپاک سطحوں پر قائم رہ سکتے ہیں-بہت سخت لنگڑے پرجاتیوں پیٹیلا ولگاٹا کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے۔ یہ چپکنے والا مواد جراحی چپکنے والی چیزوں اور کئی دیگر ایپلی کیشنز کی ترقی میں تحقیق کا ایک بہت ہی دلچسپ موضوع ہے۔ ریشم کے ڈوپ کو آراکنیڈز اور کیڑوں کے ذریعے گلو کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پولیفینولک پروٹین پروٹین کا چھوٹا خاندان جسے بعض اوقات پولیفینولک پروٹین کہا جاتا ہے، کچھ سمندری invertebrates جیسے نیلے مسیل، مائیٹلس ایڈولس جیسے کچھ طحالب، اور پولیچیٹ فراگمیٹوپوما کیلیفورنیا کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے۔ ان پروٹینوں میں ٹرانسلیشن کے بعد ترمیم شدہ-آکسیڈائزڈ-ٹائروسین کی شکل، ایل-3,4-ڈائی ہائیڈروکسیفینیلانائن (لیوڈوپا، ایل-ڈوپا) کے ساتھ ساتھ سسٹین (سسٹین) کی ڈائیسلفائڈ (آکسیڈائزڈ) شکل کی اعلی سطح ہوتی ہے۔ زیبرا مسیل (ڈریسینا پولیمورفا) میں، ایسے دو پروٹین، ڈی پی ایف پی-1 اور ڈی پی ایف پی-2، بیسس دھاگوں اور چپکنے والی تختی کے درمیان کے موڑ پر مقامی ہوتے ہیں۔ ان پروٹینوں کی موجودگی، عام طور پر، حیاتیاتی چپکنے والی چیزوں کے طور پر کام کرنے والے مواد کو سخت کرنے میں معاون ثابت ہوتی ہے۔ ڈائی ہائیڈروکسی فینیلالانائن کے حصے کی موجودگی ٹائروسین ہائیڈروکسیلیز قسم کے انزائم کے عمل سے پیدا ہوتی ہے۔ وٹرو میں، یہ دکھایا گیا ہے کہ پروٹین کو مشروم ٹائروسینس کا استعمال کرتے ہوئے کراس لنک (پولیمرائزڈ) کیا جا سکتا ہے۔ عارضی چپکنے والے جاندار جیسے لمپیٹس اور سمندری ستارے اسٹیفن چپکنے والی چیز بنانے کے لیے سکشن اور میوکس جیسی سلائیم کا استعمال کرتے ہیں، جو پل آف کو لیٹرل ڈریگ سے کہیں زیادہ مشکل بناتا ہے۔ یہ منسلک اور نقل و حرکت دونوں کی اجازت دیتا ہے۔ بیج، جنین اور نابالغ شکلیں عارضی چپکنے والی اشیاء (اکثر گلائکوپروٹین) کا استعمال کر سکتی ہیں تاکہ نوآبادیات کے لیے سازگار سطحوں پر ان کا ابتدائی لگاؤ محفوظ ہو۔ ٹکی اور لچکدار سراو جو دباؤ کے حساس چپکنے والے کے طور پر کام کرتے ہیں، رابطے پر فوری منسلک بناتے ہیں، خود دفاع اور شکار کے تناظر میں بہتر ہیں۔ سالماتی میکانزم میں غیر ہم آہنگ تعاملات اور پولیمر چین الجھاؤ شامل ہیں۔ بہت سے بائیو پولیمر-پروٹین، کاربوہائیڈریٹ، گلائکوپروٹین، اور میوکوپولیسیکرائڈز-ہائیڈروگل بنانے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں جو عارضی طور پر چپکنے میں معاون ہوتے ہیں۔ مستقل چپکنے والی بہت سی مستقل حیاتیاتی چپکنے والی چیزیں (مثال کے طور پر، مینٹس کا اوتھکل جھاگ) "مکس ٹو ایکٹیویٹ" کے عمل سے پیدا ہوتی ہیں جس میں کوولینٹ کراس لنکنگ کے ذریعے سختی شامل ہوتی ہے۔ غیر قطبی سطحوں پر چپکنے والے میکانزم میں وین ڈیر والز قوتیں شامل ہو سکتی ہیں، جبکہ قطبی سطحوں پر میکانزم جیسے ہائیڈروجن بانڈنگ اور دھاتی کیٹیشنوں کے ساتھ بائنڈنگ (یا پلوں کی تشکیل) زیادہ چپکنے والی قوتوں کو حاصل کرنے کی اجازت دے سکتی ہے۔ مائکروجنزم ایسڈک پولیسیکرائڈز کا استعمال کرتے ہیں (سالماتی کمیت تقریبا 100 000 ڈی اے) سمندری بیکٹیریا 500 000 این/ایم 2 تک کے شیشے کے ساتھ بانڈ کی طاقت حاصل کرنے کے لیے کاربوہائیڈریٹ ایکسوپولیمر کا استعمال کرتے ہیں۔ سمندری invertebrates عام طور پر ناقابل واپسی منسلک کے لیے پروٹین پر مبنی گلوز کا استعمال کرتے ہیں۔ کچھ مچھلیاں قطبی سطحوں پر 800 000 N/m2 اور غیر قطبی سطحوں پر 30 000 N/m2 حاصل کرتی ہیں۔ یہ تعداد ماحول پر منحصر ہوتی ہے، زیادہ شکاری ماحول میں مچھلیوں کا سبسٹریٹس سے لگاؤ بڑھ جاتا ہے۔ زیادہ شکاری ماحول میں شکاریوں کو مسلز کو ہٹانے کے لیے مزید طاقت کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ کچھ طحالب اور سمندری invertebrates لیک پروٹینز کا استعمال کرتے ہیں جن میں L-DOPA ہوتا ہے تاکہ چپکنے کو متاثر کیا جا سکے۔ مینٹس کے اوتھکل جھاگ میں پروٹین L-DOPA سے متعلق چھوٹے مالیکیولز کے ذریعے ایک ٹیننگ رد عمل کے ذریعے ہم آہنگی سے جڑے ہوتے ہیں جو کیٹیکول آکسیڈیز یا پولیفینول آکسیڈیز انزائمز کے ذریعے اتپریرک ہوتے ہیں۔ ایل-ڈوپا ایک ٹائروسین کی باقیات ہے جس میں ایک اضافی ہائیڈروکسیل گروپ ہوتا ہے۔ ہر سائیڈ چین میں جڑواں ہائیڈروکسیل گروپ سطحوں پر پابند ہونے کے لیے پانی کے ساتھ اچھی طرح سے مقابلہ کرتے ہیں، ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے قطبی منسلک بناتے ہیں، اور معدنی سطحوں میں دھاتوں کو چیلیٹ کرتے ہیں۔ فی (ایل-ڈوپا 3) کمپلیکس خود مسیل پلیک میں بہت زیادہ کراس لنکنگ اور ہم آہنگی کا سبب بن سکتا ہے، لیکن اس کے علاوہ آئرن ایل-ڈوپا کے آکسیکرن کو رد عمل والے کوئنون فری ریڈیکلز میں اتپریرک کرتا ہے، جو آگے چل کر کوولینٹ بانڈ بناتے ہیں۔ ایپلی کیشنز بائیو ایڈژیوز تجارتی دلچسپی کے حامل ہیں کیونکہ وہ بائیو مطابقت پذیر ہوتے ہیں، یعنی۔ جلد یا جسم کے دیگر بافتوں پر مشتمل بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے مفید۔ کچھ گیلے ماحول میں اور پانی کے نیچے کام کرتے ہیں، جبکہ دیگر کم سطح کی توانائی پر قائم رہ سکتے ہیں-غیر قطبی سطح جیسے پلاسٹک۔ حالیہ برسوں میں، مصنوعی چپکنے والی صنعت ماحولیاتی خدشات اور خطرناک اجزاء سے متعلق صحت اور حفاظت کے مسائل، غیر مستحکم نامیاتی مرکب کے اخراج، اور پیٹرو کیمیکل فیڈ اسٹاک سے حاصل کردہ چپکنے والی چیزوں کی ری سائیکلنگ یا دوبارہ ثالثی میں مشکلات سے متاثر ہوئی ہے۔ تیل کی بڑھتی ہوئی قیمتیں مصنوعی چپکنے والی چیزوں کے حیاتیاتی متبادل میں تجارتی دلچسپی کو بھی فروغ دے سکتی ہیں۔ شیلک عملی استعمال میں لائے جانے والے بائیو ایڈژیو کی ابتدائی مثال ہے۔ اب اضافی مثالیں موجود ہیں، جن میں دیگر ترقی پذیر ہیں: بیکٹیریل ایکسوپولیسیکرائڈ یو ایس بی پی آر ایف/سویا 2000 پر مبنی کموڈٹی لکڑی کا چپکنے والا، ایک کموڈٹی لکڑی کا چپکنے والا جو 50 فیصد سویا ہائیڈرولائسیٹ ہے اور انگلی سے جوڑنے والے سبز لکڑی میں بہترین ہے۔ مسیل چپکنے والے پروٹین لیبارٹری سیل اور ٹشو کلچر کے تجربات میں خلیوں کو پلاسٹک کی سطحوں سے جوڑنے میں مدد کر سکتے ہیں (بیرونی روابط دیکھیں) نوٹاڈن مینڈک گلو بائیو میڈیکل استعمال کے لیے ترقی کے تحت ہے، جیسے۔ آرتھوپیڈک ایپلی کیشنز کے لیے جراحی گلو کے طور پر یا ہیموسٹیٹ میوکوسل ڈرگ ڈیلیوری ایپلی کیشنز کے طور پر۔ مثال کے طور پر، مسیل چپکنے والے پروٹین کی فلمیں پولی کاربوفیل کے مقابلے میں میوکوادھیژن دیتی ہیں، جو ایک مصنوعی ہائیڈروگل ہے جو کم منشیات کی خوراکوں پر منشیات کی موثر ترسیل حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ میوکوسل سطح، جیسے آنکھ یا ناک میں چپکنے کے ذریعے رہائشی وقت میں اضافہ منشیات کے بہتر جذب کا باعث بن سکتا ہے۔ متنوع اعضاء کی طویل مدتی مسلسل امیجنگ (پہننے کے قابل بائیو ایڈہیسو اسٹریچ ایبل ہائی ریزولوشن الٹراساؤنڈ امیجنگ پیچ کے ذریعے، ممکنہ طور پر نئے تشخیصی اور نگرانی کے آلات کو فعال کرنا) پیداوار کے کئی تجارتی طریقوں پر تحقیق کی جا رہی ہے: براہ راست کیمیائی ترکیب، جیسے۔ مصنوعی پولیمر میں ایل-ڈوپا گروپوں کو شامل کرنا ٹرانسجینک بیکٹیریا یا خمیر کی خمیر جو حیاتیاتی چپکنے والے پروٹین جینوں کا اظہار کرتی ہے قدرتی حیاتیات (چھوٹے اور بڑے) کی کاشت جو حیاتیاتی چپکنے والے مواد کا اخراج کرتی ہے میوکوادھیژن بائیوادھیژن سے زیادہ مخصوص اصطلاح میوکوادھیژن ہے۔ زیادہ تر میوکوسل سطحیں جیسے آنت یا ناک میں میوکس کی ایک پرت سے ڈھکی ہوتی ہیں۔ اس پرت سے کسی مادے کا چپکنا اس لیے میوکوادھیژن کہلاتا ہے۔ میوکوڈیسیو ایجنٹ عام طور پر پولیمر ہوتے ہیں جن میں ہائیڈروجن بانڈنگ گروپ ہوتے ہیں جنہیں گیلے فارمولیشن میں یا خشک پاؤڈر میں منشیات کی ترسیل کے مقاصد کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ میوکوڈھیسن کے پیچھے کے طریقہ کار کو ابھی تک مکمل طور پر واضح نہیں کیا گیا ہے، لیکن ایک عام طور پر قبول شدہ نظریہ یہ ہے کہ پہلے میوکوڈھیسیو ایجنٹ اور میوکس کے درمیان قریبی رابطہ قائم کیا جانا چاہیے، اس کے بعد میوکوڈھیسیو پولیمر اور میوسن کی مداخلت اور میکرو مالیکیولز کے درمیان پیچیدگیوں اور کیمیائی بندھنوں کی تشکیل کے ساتھ ختم ہونا چاہیے۔ خشک پولیمر پاؤڈر کے معاملے میں، ابتدائی چپکنے کا امکان زیادہ تر میوکوسا سے تشکیل میں پانی کی نقل و حرکت کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے، جو کہ پانی کی کمی اور میوکس پرت کو مضبوط کرنے کا باعث بھی ثابت ہوا ہے۔ وین ڈیر والز، ہائیڈروجن کی بعد میں تشکیل اور، مثبت طور پر چارج شدہ پولیمر کی صورت میں، میوکنز اور ہائیڈریٹڈ پولیمر کے درمیان الیکٹروسٹیٹک بانڈز طویل چپکنے کو فروغ دیتے ہیں۔ میوکیلیج حوالہ جات بیرونی لنکس بھی دیکھیں "مسلز جراحی کے نئے گلو کے امکانات کو متاثر کرتے ہیں"۔ سائنس ڈیلی آرٹیکل، دسمبر 2007۔ اے بی سی ٹی وی سائنس پروگرام کیٹالسٹ پر میڑک گلو اسٹوری۔ "سمندری طحالب بہتر بائیو میڈیکل چپکنے والی چیزوں کی کلید رکھتے ہیں"، صحت کی دیکھ بھال کے لیے بائیو میٹریلز: یورپی یونین کی مالی اعانت سے چلنے والی تحقیق کی ایک دہائی، پی۔ 23 میوکوڈھیسیو جیلز پر تھیسس "جینیڈیرین ہائیڈرا کو ماڈل حیاتیات کے طور پر استعمال کرتے ہوئے بائیو اڈیژن پر میری کیوری پروجیکٹ چپکنے والے بائیو مالیکیولز جانوروں کے پروٹین