21888

CHE2 826

كارشناسي ارشد

شيمي - تجزيه

شيمي

آبان‌ ماه 1401

68ص.

مسعود آيت اللهي مهرجردي

سامانه دارو‌رساني , رهايش دارو , سرطان , باريم تيتانات , فروالكتريك , پلي‌پايرول , فلورسئين , محرك‌هاي الكتريكي

طبق آخرين آمار‌هاي جهاني منتشر شده توسط سازمان بهداشت جهاني(WHO)،سرطان دومين عامل مرگ و مير درجهان است و در ايران سومين عامل مرگ و مير بعد از تصادفات و بيماري‌هاي قلبي عروقي مي‌باشد. روش‌هاي رايج درمان سرطان به‌علت غيراختصاصي بودن و عوارض جانبي شديد آثار مخربي را روي سلامت جسم و روان بيماران درپي خواهد داشت. از اين‌رو سامانه‌هاي دارورساني نوين جهت غلبه بر اين چالش‌ها موردتوجه هستند. سامانه‌هاي رهايش كنترل شده دارو از نظر مكاني و زماني، در زمينه دارورساني بسيار مورد توجه قرار دارند، زيرا گزينش پذير عمل كرده و باعث كاهش عوارض جانبي دارو‌ها مي‌شوند. در اين پژوهش، نانوحامل‌هاي الكتروفعال باريم تيتانات با پوشش بسپاري پلي‌پايرولدر چهار نسبت مولي متفاوت، از روش ميكروامولسيون تك مرحله‌اي سنتز گرديد وفلورسئين بعنوان يك مدل دارويي با بازده‌ي بالاي كوانتومي فلوئورسانس،در آن‌ها بارگذاري شد. ميزان زيست‌سازگاري نانوحامل‌هاي سنتزي به كمك آزمون سنجشMTTبررسي و با روش‌هايميكروسكپ الكتروني گسيل ميداني(FE-SEM)،آزمون طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه(FT-IR)،آزمون پراش پرتو ايكس(XRD)وآزمون پراكندگي نوري ديناميك(DLS)مشخصه‌يابي گرديدند.با استفاده از روش XRD، نشان داده شد كه باريم تيتانات سنتز شده داراي ساختار چهاروجهي است كه فرم‌ فعال فروالكتريك در محدوده دمايي 5-120 درجه سلسيوسمي‌باشد. سپس به كمك روشFT-IRساختار پوسته-هسته نانو‌حامل‌ها تاييد گرديد. اندازههندسي و آبپوشي شده نانو‌حامل‌ها به ترتيب برابر با 74/29 ± 140و 76/17±48/193 نانومتر با روش‌هاي‌FE-SEMو DLSبه دست آمد. رهايش دارو از نانوحامل‌هاي سنتز شده با دو روش اعمال پتانسيل الكتريكي با تماس مستقيم (روش تحريك با ولتاژ) و غير مستقيم (اعمال ميدان الكتريكي متناوب) انجام شد و مقدار فلورسئين آزاد شده توسط روش اسپكتروفلوئوريمتري تعيين گرديد. پارامتر‌هايي نظير دامنه و مدت زمان پتانسيل اعمال شده،pH، دما و قدرت يوني محلول، بهينه شد. ميزان رهايشفلورسئين براي نسبت بهينه 22/3 باريم تيتاناتبهپلي‌پايرول، در مقايسه با نانوذره پلي‌پايرول حدود 3 برابر افزايش يافت. در روش اعمال ميدان الكتريكي متناوب ميدان كه بدون تماس مستقيم انجام مي‌شودنيازي به دستگاه‌هاي قابل كاشت درون بدن نيست. در اين روش، رهايش فلورسئين نسبت به روش قبل 74/1 برابر افزايش مي يابد كه مي‌توان به جهتگيري باريم تيتانات فروالكتريك در اثر اعمال ميدان الكتريكي متناوب و افزايش تورم-چروكيدگي پلي‌پايرول ربط داد.با افزايش نسبت وزني باريم تيتانات از 0 به 22/3، بارگذاري دارو در نانوحامل‌ها سنتزي از حدود 10 درصد وزني به 30 درصد وزني افزايش مي‌يابد. با كاهش نشت دارو در حضور باريم تيتانات، رهايش كنترل شده و اختصاصي دارو افزايش مي‌ يابد.

1401/10/18

اكبري

drug delivery system , drug release , cancer , barium titanate , ferroelectric , polypyrrole , fluorescein , electrical stimuli

Synthesis of ferroelectric barium titanate nanoparticles and its application in drug delivery system

شيمي تجزيه

According to the latest global statistics published by the World Health Organization (WHO), cancer is the second cause of the death in the world, and in Iran is the third cause of the death after accidents and cardiovascular diseases.Common methods of cancer treatment, due to non-specificity and severe side effects, will have undesirable consequences on the physical and mental health of patients.Therefore, new drug delivery systems have been considered to overcome these challenges.Controlled spatially and temporally release systems are attracted many interests in the field of drug delivery, due to the selectivity and fadethe side effects as well.Herein, electroresponsive polypyrrolecoated barium titanate in four different molar ratios were synthesized through one-step microemulsion methodand fluorescein has been loaded as a drug model due to its high fluorescence quantum efficiency.The biocompatibility of synthesizednanocarriers were investigated using MTT assayand they were characterized using FE-SEM, FT-IR, XRD and DLS methods.The tetragonalstructure of the synthesized barium titanate, which is the ferroelectric active form in the temperature range of 5-120 degrees, was demonstrated by XRD.The core-shell structure of nanocarriers was confirmed with the help of FT-IR method. Theaverage geometric andhydrodynamic sizes of nanocarriers were obtained 140 ± 29.74 and 193.48 ± 17.76 nm respectively by FE-SEM and DLS methods. Drug releasewas performed by two methods, applying direct contact electric potential (voltage triggered method) or by applying alternating electric fieldand the released fluorescein was determined using spectrofluorimetric method.Parameters such as the amplitude and duration of the applied potential, pH, temperature and ionic strength of the solution were optimized.The drug releas amount of mg fluorescein for the optimum mass ratio of 3.22 barium titanate to polypyrrole was increased about 3 times compared to polypyrrole nanoparticles.Incontrolled release by alternating electric fieldmethod,the field can be applied without direct contact that no need any implantable devices.The fluorescein release was increased 1.74 times compared to the voltage triggered method,which can be atributed to the orientation of barium titanate in the presence of alternating electric field thatenhancethe swelling-shirinking of polymer backbone. Byincreasing the mass ratio of barium titanate from 0 to 3.22,the drug loadings innanocarriers were increased from 10% to 30%.The passive leakage was decreased in the presence of barium titanatethat leads to the controlled and specific drug release.

3