انتقال داروهای آب دوست به بدن به کمک فناوری نانو

1- مقدمه

دوعامل جریان توسعه دارو در نانو ساختارها را پیش می‌برد: شکل‌بندی دارو و مسیر اجرا. شکل‌بندی‌های جدید دارویی که از علم مواد و فناوری نانو گرفته شده است، منجر به ایجاد ذرات نانو، لیپوزوم ها، میسل ها، دندیمرها، کریستال‌های مایع، هیدروژل‌ها، پلیمرهای نشان دار مولکولی، ترکیب پلی مرهای سنتزی ومولکولهای زیستی شده است[1].در طول سال‌های اخیر میسل‌های نرمال5 به عنوان ناقلین دارویی مورد توجه خاص بوده‌اند.خصوصیت آن‌ها در حل کردن مواد نامحلول در هسته ی آب گریز خود این امکان را به آن‌ها داده است که درمورد داروهای مختلف آب گریز و نیز داروهایی که اثرات جانبی قوی دارند از آن‌ها به عنوان عامل انتقال این مواد استفاده کنند.به عنوان مثال به تازگی انتقال داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین به‌وسیله‌ی میسل‌ها مورد بررسی قرار گرفته است[2]. میسل‌های معکوس نیز به عنوان ناقلین داروهای آب دوست مورد توجه دانشمندان قرار گرفته‌اند. استفاده از نانوامولسیون‌های حاوی میسل‌های معکوس بارگذاری شده با داروی آب دوست، به عنوان روش جدیدی برای نانو پوشش دهی مواد آب دوست ارایه شده است. نانوامولسیون‌ها به عنوان امولسیون‌هایی در مقیاس نانو تعریف می‌شوند و تشکیل یک محلول کاملا مقاوم را می‌دهند.آن‌ها با میکروامولسیون‌ها متفاوت اند. میکروامولسیون‌ها از نظر سینتیکی کم ثبات اند[3].

2- ماده ی فعال سطحی 6، میسل نرمال و میسل معکوس

مواد فعال سطحی، مولکولهای دوگانه دوستی هستند که ازیک قسمت قطبی آب دوست که به عنوان گروه سر نامیده می‌شود و یک بخش غیرقطبی هیدروکربنی آب گریز که گروه دم نامیده می‌شود، تشکیل شده‌اند.این مولکول‌ها در بالاتر از غلظت خاصی که غلظت بحرانی میسلی شدن نامیده می‌شود به صورت تجمعات سازمان یافته‌ای به نام میسل خود تجمعی می‌کنند. میسل‌ها دو دسته هستند؛ در یک محیط آبی یا حلال قطبی دم‌های آب گریز طوری گرد هم جمع می‌شوند که تماسشان با آب به حداقل می‌رسد و سرهای آب دوست به سمت بیرون به طوری که بیشترین تماس با آب را داشته باشند قرار می‌گیرند. این نوع میسل را میسل نرمال می‌نامند[4]. در حلال‌های غیر آبی و غیر قطبی حالت عکس اتفاق می‌افتد. یعنی گروه‌های سر قطبی به سمت داخل و گروه‌های آب گریز به سمت بیرون جهت‌گیری می‌کنند. میسل حاصل را میسل معکوس می‌نامند[5].شکل 1 این سه مفهوم را به خوبی نشان می‌دهد.

3- فرآیند تولید نانوامولسیون ها

فرایند تولید نانوامولسیون‌ها 2دسته است: در دسته ی اول از فرآیندهای با انرژی بالا استفاده می‌کنند.گروه دوم طی فرآیندهای کم انرژی، با استفاده از خصوصیات فیزیکوشیمیایی ذاتی مواد فعال سطحی تشکیل می‌شوند. استفاده از روش دوم برای رسانش دارویی، علاوه‌بر کم انرژی بودن فرآیند، از تخریب دارو در طول فرآیند‌های رسیدن به محل موردنظر، محافظت می‌کند.ازمیان روش‌های با انرژی پایین می‌توان به 2 روش اشاره کرد:
1- روش تولید خودبه‌خودی امولسیون‌ها و 2- روش دمای تغییر فاز[3].
مطالعات نشان داده است که این 2 روش سیستم‌های بسیار نزدیکی هستند.اما تمرکز در این مقاله بیشتر بر روی روش دمای تغییر فاز است.

4- روش دمای تغییر فاز (PIT)

روش دمای تغییر فاز یکی از بهترین روش‌های قابل دسترس برای انتخاب امولسیون کننده‌ها است. دمای تغییر فاز دمایی است که در آن امولسیون از نوع آب در روغن W/O) ) به نوع روغن در آب (O/W) تبدیل می‌شود [6]. در واقع اساس این فرآیند بر این حقیقت استوار است که تشکیل امولسیون از مواد فعال سطحی به‌وسیله‌ی دما قابل کنترل است. در دماهای پایین مولکول‌های دوگانه دوستی مانند مواد فعال سطحی، حلالیتشان در آب بیشتر است و ماکرو امولسیون‌های روغن در آب تشکیل می‌دهند و در دماهای بالا حلالیتشان در روغن افزایش می‌یابد و ماکرو امولسیون‌های آب در روغن تشکیل می‌دهند[3].مطابق مطالعه ی دانشمندان مهاجرت مولکول‌های دوگانه دوست از فاز روغن به فاز آب با تغییر ناگهانی دما امکان‌پذیر است[7].به عبارت دیگر زمانی که سیستم در آغاز در دمایی بالاتر از دمای PIT است و به‌وسیله‌ی آب ناگهان رقیق می‌شود و دمایش به پایین‌تراز دمای PIT می‌رسد، یک تغییر ناگهانی در فاز اتفاق می‌افتد و از حالت آب در روغن به حالت روغن در آب تبدیل می‌شود[3].

5- تعیین PIT

به‌وسیله‌ی چندین روش تعیین می‌شود. یکی روش چشمی است. در بالای این دما امولسیون رقیق و آبکی است.در پایین این دما امولسیون سفید، کدر و غلیظ است. همچنین می‌توان این دما را به‌وسیله‌ی هدایت سنجی اندازه گرفت. روش سوم تعیین به‌وسیله‌ی pH است. در بالای این دما PH ناپایدار است. اما در پایین این دما کاملا ثابت است. در واقع در بالای این دما pH روغن را اندازه می‌گیریم و برای اندازه‌گیری pH باید نیروی یونی و هدایت داشته باشیم که روغن هیچ کدام را ندارد[6].

6- استفاده از PIT در تهیه ی نانوامولسیون‌های حاوی میسل‌های معکوس

عیب روش دمای تغییر فاز این است که در طی آن تنها نانوامولسیون‌های روغن در آب تشکیل می‌شود و بنابراین این نانوامولسیون‌ها تنها قادرند که مولکول‌های آب گریز را بارگذاری کنند[6]. اما به تازگی دانشمندان با استفاده از این روش نانوامولسیون‌های حاوی میسل‌های معکوس تهیه کرده‌اند.این سیستم قادر به بارگذاری داروهای آب دوست و انتقال آن به بدن است.این راهکار حلالیت مولکول‌های آب دوست در روغن، در قالب یک سیستم میسلی معکوس مقاوم است.کارهای قبلی که در این زمینه گزارش شده است شامل استفاده ی گسترده از پلی مر ها، حلال‌های آلی و روش‌های پرانرژی است. با این همه نانوپوشش دهی مواد آب دوست هنوز بحث برانگیز است و جای کار دارد [3].
در مطالعه این دانشمندان با استفاده از یک ماده ی فعال سطحی چربی دوست، یک محلول با میسل‌های معکوس تهیه می‌شود. داروی آب دوست مورد نظر به آن اضافه می‌شود. خاصیت آب دوستی دارو باعث می‌شود که این داروها در داخل میسل‌های معکوس جای گیرند.به طور جداگانه یک ماده ی فعال سطحی دیگر، آب و روغن در مقادیر مشخص با هم مخلوط می‌شوند.سپس دما به آرامی بالا می‌رود. (دمای PIT قبلا برای این محلول اندازه گرفته شده است). محلول میسل‌های معکوس تشکیل شده در روغن که دارو درون آن‌ها بار‌گذاری شده بود، به این سیستم گرم اضافه می‌شود. سپس یک رقت ناگهانی با آب در دمای اتاق صورت می‌گیرد. نتیجه تشکیل نانوامولسیون‌های تک تفرقی و بارگذاری شده ی دارویی با قطر ذرات 10 تا 20 نانومتر است. محلول‌های به دست آمده از این روش، تا ماه‌ها پایدار هستند و اثبات شده است که به خاطر شکل خاصی که دارند، به‌وسیله‌ی سیستم ایمنی بدن قابل‌شناسایی نیستند. شکل 2 فرآیند تولید این سیستم را به خوبی نشان می‌دهد[3].

7- جمع‌بندی

تهیه ی نانوامولسیون‌ها ی حاوی میسل‌های معکوس بارگذاری شده با مواد آب دوست به‌وسیله‌ی روش کم انرژی PIT پیشنهادی قوی برای انتقال داروهای آب دوست به بدن است. نانوامولسیون‌های به دست آمده از این روش مقاوم اند و زمانی که با مواد دارویی مناسب بارگذاری شوند با آن‌ها سازگارند.به علاوه این نانوسیستم‌ها به خاطر شکل خاصی که دارند به‌وسیله‌ی سیستم ایمنی قابل‌شناسایی نیستند.نانوامولسیون‌های تشکیل شده از روش دمای تغییر فاز تا ماه‌ها پایدارند و اندازه ی قطر ذرات آن‌ها 10 تا 20 نانومتر است.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو