1442

CHE3 270

Design an‎d Synthesis of Drug Delivery Nanocarriers Based on Modified Hierarchical Nanostructures an‎d their in vitro Investigation

طراحي و سنتز نانوسامانه¬هاي دارورساني بر پايه نانوساختارهاي سلسله مراتبي اصلاح شده و بررسي برون تني ¬

دكتري

2026-02-18

112 P.

Dr. Majid Moghadam , Dr. Shahram Tangestaninejad , Dr. Valiollah Mirkhani

Dr. Iraj Mohammadpoor Baltork , Dr.Amir Landarani-Isfahani

نانوحامل¬هاي وابسته به pH، , تحويل هدفمند دارو , نانوساختارهاي سلسله‌مراتبي، . , متوتركسات، , سامانه¬‌هاي نانويي زيست‌سازگار، , سيستم‌هاي مهندسي شده تحويل دارو

Abstract Nanostructured platforms are emerging as effective drug carriers due to their unique properties that enhance therapeutic outcomes. This study investigates two functionalized nanocarrier systems for targeted methotrexate (MTX) delivery: hierarchical flower-like iron-doped silver nanostructures (HFAg-Fe) an‎d hierarchical magnetic silver coated cobalt dendrite (HMAg@Co). Their structural properties an‎d functionality were confirmed using techniques such as FE-SEM, FT-IR, XRD, VSM, Raman an‎d AFM. The HFAg-Fe nanocarriers exhibited an impressive MTX loading capacity of 86% with a pH-responsive release profile (31.4%) at pH=5 Drug release increased in acidic conditions, mimicking the tumor microenvironment, potentially reducing side effects on healthy tissues. Hemolysis an‎d cytotoxicity assays demonstrated that HFAg-Fe/MTX had improved biocompatibility an‎d anticancer efficacy compared to free MTX. X-ray Micro-computed tomography (micro-CT) imaging confirmed preferential accumulation at the tumor site, resulting in reduced tumor volume. Similarly, HMAg@Co nanostructures were functionalized with surface modifier, (4ATP an‎d 4MBA) optimizing drug loading (87% at pH=6 for 4ATP an‎d 69.6% at pH=7.4 for 4MBA), an‎d pH-responsive release profile with effective growth inhibition of cancer cells while maintaining low toxicity to healthy cells (68%, 55%). These findings underscore the potential of HFAg-Fe an‎d HMAg@Co nanostructures as advanced platforms for targeted drug delivery in cancer therapy, paving the way for the development of safer an‎d more efficient nanocarrier systems. These results highlight the promising potential of both HFAg-Fe an‎d HMAg@Co nanostructures as multifunctional, biocompatible platforms for targeted drug delivery in cancer therapy. The integration of hierarchical nanostructures, magnetic targeting, an‎d surface functionalization presents a significant advancement in nanocarrier technology, offering controlled release, enhanced therapeutic outcomes, an‎d minimal side effects. These findings lay a strong foundation for the future development of safer an‎d more efficient nanocarrier systems in cancer treatment. Keyword: pH-Responsive Nanocarriers, Targeted Drug Delivery, Hierarchical Nanostructures, Methotrexate, Biocompatible Nanoplatforms, engineered Drug Delivery Systems.

چكيده سامانه¬هاي نانوساختار به عنوان حامل‌هاي دارويي مؤثر شناخته شده‌اند كه به دليل خواص منحصربه‌فرد خود مي‌توانند نتايج درماني را به طور چشمگيري بهبود بخشند. اين مطالعه به بررسي دو نانوساختار سلسله مراتبي براي تحويل هدفمند متوتركسات (MTX) مي‌پردازد: نانوساختارهاي گل‌مانند آهن-آلاييده ‌شده با نقره (HFAg-Fe) و نانوساختارهاي كبالت مغناطيسي پوشش داده شده با نقره (HMAg@Co). خواص ساختاري و عملكردي اين نانوساختارهاي سلسله مراتبي با استفاده از تكنيك‌هايي همچون FE-SEM، FT-IR،XRD ،VSM ،AFM و Ramanتأييد شد. نانوساختارهايHFAg-Fe داراي ظرفيت بارگذاري MTX بالاي 86% با پروفايل رهايش وابسته به pH (37%) بودند. رهايش دارو در شرايط اسيدي افزايش يافت كه مشابه ريز محيط تومور است و مي‌تواند عوارض جانبي را در بافت‌هاي سالم كاهش بدهد. آزمايش‌هاي هموليز و سميت سلولي نشان دادند كه HFAg-Fe/MTX نسبت به متوتركسات آزاد، زيست_سازگاري و كارايي ضدسرطاني بهبود يافته‌تري دارد. تصاوير ميكروسي¬تي اسكن نشان داد كه نانوساختار‌ها به طور ترجيحي در محل تومور تجمع مي‌كنند و حجم تومور كاهش مي‌يابد. همچنين، نانوساختارهاي HMAg@Co اصلاح سطح شده، بارگذاري دارو را (%87 و %69) به ترتيب در pH=6وpH=8 بهينه‌سازي كرده و داراي رهايش وابسته به pH (%68و %55) در pH=5.5 بودند و توانستند رشد سلول‌هاي سرطاني را مهار كرده و در عين حال سميت كمتري براي سلول‌هاي سالم نشان دادند. اين يافته‌ها پتانسيل نانوساختارهاي HFAg-Fe و HMAg@Co را به عنوان سامانه¬هاي پيشرفته براي تحويل هدفمند دارو در درمان سرطان برجسته مي‌كنند و مسيرهايي براي توسعه سيستم‌هاي نانو كاراتر، امن‌تر و كارآمدتر در درمان سرطان باز مي‌كنند. كليدواژه‌ها: نانوحامل¬هاي وابسته به pH، تحويل هدفمند دارو، نانوساختارهاي سلسله‌مراتبي، متوتركسات، سامانه¬‌هاي نانويي زيست‌سازگار، سيستم‌هاي مهندسي شده تحويل دارو.

ولاء الموسوي

993235001

شيمي- شيمي معدني

شيمي معدني

159306

159307

4

159308

159309

159310

159311

159312

159313

159314

159315

159316

pH-Responsive Nanocarriers, , Targeted Drug Delivery, , Hierarchical Nanostructures, , Methotrexate, , Biocompatible Nanoplatforms, , engineered Drug Delivery Systems.