الکترو اسپینینگ (الکتروریسی) و به عبارتی استفاده از نیروی برق برای ریسندگی یکی از روشهای مهم و گسترده جهت تولید الیاف نانوساختار میباشد.در این روش یک محلول پلیمری داخل سرنگ ریخته میشود و در فاصله ۲۰ سانتیمتری از آن، صفحهای فلزی قرار میگیرد؛ صفحه به زمین ثابت میگردد و سرنگ روی پمپ قرار گرفته و سوزن آن به منبع تغذیه با ولتاژ بالا وصل میشود، محلول با دبی پایین به سمت سر سرنگ رفته و هنگامیکه، ولتاژ بین ۳۰-۵ کیلووات اعمال میشود، قطره بهصورت جت در آمده، در طول مسیر کشیده میشود و پس از تبخیر شدن حلال به صفحه فلزی برخورد میکند و سپس به صورت الیاف نانوساختار از صفحه فلزی جمعآوری میشوند.
الیاف نانو ساختار در تمامی علوم و زمینه ها کاربردهای فراوانی دارد مثلاالیاف نانوساختار در فیلتراسیون، نانوکاتالیستها و در مهندسی بافت بهعنوان داربست برای رشد سلول مورد استفاده قرار میگیرندکه در فصل های آینده به توضیح مفصل آنها می پردازیم.
پس از تولید نانوالیاف به روش معمول الکترواسپینینگ، پارامترهای مختلف فرایندی (ولتاژ، دبی محلول و. . .) ، محیطی (دما و رطوبت محیط) و محلول (رسانایی ویسکوزیته و. . .) را بر یکنواختی و قطر آنها بررسی می شودکه هدف، ایجاد شرایطی برای تولید الیاف با یکنواختی زیاد و قطر کم بوده و در این راستا اثر کشش سطحی و رسانایی الکتریکی محلول بر یکنواختی و قطر الیاف بهطور دقیق مورد مطالعه قرار می گیرد.
دریچههای قلب مهندسی بافت
نتایج حاکی از آن بود که رسانایی الکتریکی محلول اثر بسیار خوبی در یکنواختی الیاف دارد بهطوریکه “مثلا اضافه کردن نمک کلرید لیتیم به محلول پلی استایرن در حلال DMF یکنواختی الیاف تولیدی را تا حد قابل توجهی بالا میبرد، در عین حال قطر الیاف افزایش مییابد که با توجه به یکنواختی بالا در محصول به دست آمده در عوض امکان استفاده از محلول با غلظت کمتر فراهم میگردد.
همچنین با کم کردن کشش سطحی تا حد مشخصی، یکنواختی محصول بالا میرود”. هم اکنون تحقیقات وسیعی در زمینه کاربرد این الیاف در مهندسی مواد در حال انجام است.
کاربردهای بالینی مهندسی بافت قلب
دستگاه الکترواسپینینگ شامل قسمت های زیر می باشد :
منبع تغذیه با ولتاژ بالا (High voltage power)
پمپ تغذیه محلول الکترواسپینینگ (Pump)
سرنگ تزریق محلول (Syringe)
مو یرگ ظریف یا سوزن تزریق(Capillary Tip)
محلول پلیمری (Polymer solution)
مایع خروجی از سوزن تزریق یا جت (Jet)
حرکت تازیانه ای (مخروطی ) مایع (Taylor cone)
صفحه فلزی ثابت شده به زمین
بار مثبت منبع ولتاژ توسط یک سیم به سرنگ متصل می گردد . سرنگ که با سوزن تزریق در تماس است باعث انتقال این بار به سوزن مربوطه می شود یا به عبارتی بار مثبت منبع ولتاژ به سوزن منتقل می گردد . در انتهای سرنگ پمپ تزریق نصب گردیده است این پمپ وظیفه تزریق مایع الکترواسپینینگ داخل سرنگ را به سوزن تزریق دارد .
با رسیدن مایع به سوزن ، چون سوزن دارای بار مثبت دریافتی از منبع ولتاژ است مایع نیز دارای بار مثبت می گردد. محلول با دبی پایین به سمت سر سرنگ رفته و هنگامیکه، ولتاژ بین ۳۰-۵ کیلووات اعمال میشود، قطره بهصورت جت در آمده ودر ابتدا دارای یک حرکت مستقیم الخط مسباشد اما پس از چند ثانیه درای یک حرکت مخروطی یا به اصطلاح دیگر تازیانه ای می شود ،وچون صفحه فلزی که در فاصله ۲۰cm سوزن قرار دارد به زمین یا بارمنفی منبع تغذیه متصل است باعث کشیده شدن محلول دارای بار مثبت به سمت خود می گردد و به آن یک حرکت مخروطی یا شلاقی را اعمال می کند در حین حرکت به شکل یک لیف ممتد با میدان الکتروستاتیکی کشیده می شود و بوسیله سرعت بخار حلال جامد می شود وپس از برخورد محلول با صفحه فلزی به صورت الیاف نانوساختار از صفحه فلزی جمعآوری میشوند.