بقلم ألاستاذ الدكتور احمد الجندي

أستاذ باحث بقسم السليلوز والورق

المركز القومي للبحوث

إذا كان لديك أي اهتمام في كيمياء السليلوز، فلا بد انك سمعت عن شيء يسمى بالميكروكريستالين سليلوز (او السليلوز الميكروبلورى) ولكن ما هو ولمَ هو محطّ اهتمام لدى الكيميائيين؟ هذا ماسوف نعرض له في مقالتنا الحالية.

يعرف الميكروكريستالين سليلوز بالسليلوز فائق التبلور ويتم الحصول عليه من السيللوز المستخلص من الخشب اومصادر سليلوزية اخري وهو لا يحتوي على ألياف ولا على أجزاء غير متبلورة، يتراوح وزنه الجزيئي بين 3000-5000، كما تتراوح رطوبته بين 1-5 %. وبشكل عام يستخدم الــ (MCC) كعامل مضاد للتكتل ، بديلاً للدهون ، مستحلب ، موسع ، وعامل تضخيم في إنتاج الغذاء. ويستخدم الشكل الأكثر شيوعًا في مكملات الفيتامينات أو الأقراص. كما أنه يستخدم كبديل للكربوكسي ميثيل سليولوز. كما يعد الــ MCC من الإضافات القيمة في الصناعات الدوائية والتجميلية وغيرها.

شكل توضيحي لتحويل الخشب الي ميكروكريستالين سليلوز

شكل  للميكروكريستالين سليلوز تحت الميكروسكوب  الماسح الضوئي وكذلك استخداماته

يحضر الميكروكريستالين سليلوز من السليلوز الذي هو عبارة عن بوليمر طبيعي يتألف من وحدات جلوكوز ترتبط ببعضها البعض برابطة جليكوزيدية من النوع بيتا 1- 4 مكونة سلاسل خطية. وتتجمع سلاسل السليلوز الخطية هذه معًا في صورة الميكروفايبر (microfibril) التي تتحد معًا في جدران الخلايا النباتية. عندما تُظهر الميكروفايبر  درجة عالية من الترابط الداخلي ثلاثي الأبعاد فانها تؤدي إلى بنية بلورية غير قابلة للذوبان في الماء ومقاومة للكواشف وفي المقابل فان الترابط الداخلي الضعيف للميكروفايبر يكون مناطق تسمى بالسليلوزغير متبلور. ويفصل الجزء البلوري من السليلوزلإنتاج الميكروكريستالين سليلوز.

وهناك تكنولوجيات عديده تستخدم فى انتاج  الــــ MCC من مثل البثق التفاعلي (reactive extrusion) والإنزيم الوسيط (enzyme mediated) وانفجار البخار (steam explosion) والتحلل بالاحماض (acid hydrolysis). حيث تقوم هذه الطرقبازالة المسليلوز غير المتبلور وتبقى علي المناطق البلورية. وتكون درجة البلمرة (DP) عادة اقل من 400. كما يجب ألا تزيد نسبة جزيئات الـــ MCC ذات الحجم الأقل من 5 ميكرومتر عن  10٪. 

يتم قياس الخواص المختلفة لـ MCC من أجل تحديد مدى ملاءمته للاستخدام ، مثل حجم الجسيمات ، الكثافة ، مؤشر الانضغاط ، زاوية الاستراحة (angle of repose) ، المسامية ، مدى الانتفاخ بالرطوبه (hydration swelling capacity)، مدى امتصاص الرطوبة ، محتوى الرطوبة ، مؤشر البلورة ، حجم البلورة والخواص الميكانيكية مثل الصلابة وقوة الشد و التحليل الحراري للتنبؤ  بالثبات الحرارى  لـ MCC للتأكد من ثباته اثناء عميات التصنيع التى يستخدم فيها.

وبعد ان عرضنا تحضير وخواص الــ MCC تجدر الاشارة الي ان واحدة من اهم التطبيقات له هو الاستخدام بشكل واسع في الأشكال الصيدلانية مثل الاقراص و الكبسولات. كما تُستخدم في مستحضرات التجميل و المنتجات الغذائية .

وبعد ان عرضنا لاهميته في المجالات السابقة يجب ان نشيرالي انه بشكل عام يعتبر  مادة غير سامة حيث انه بعد تناولها عن طريق الفم لا تُمتص ممّا يجعل لها سميّة كامنة ولكن بكمية ضئيلة. وعند استهلاك كميات كبيرة منها قد يكون له فعل مسهل وهذا يعدّ مشكلة لسوء الحظ لدى استخدام هذه المادة كسواغ في المستحضرات الصيدلانية. وإن الاستعمال غير الرشيد المتكرر Deliberate abuse للمستحضرات الحاوية على هذه المادة إما استنشاقاً أو حقناً يقود إلى حدوث ما يعرف بورم السليلوز الحُبيبي.

كما تجدر الاشارة الي انه تختلف الاحتياطات المتبعة أثناء التعامل مع الميكروكريستالين سليلوز في المختبرات العلمية باختلاف الكمية المستخدمة منه و الظروف المحيطة. حيث ان هذه المادة قد تسبب حرقان للعين لذا يُنصح بحماية العين و ارتداء القفازات و القناع الواقي من الغبار أثناء التعامل معها .