Skip to main content
SUPERVISOR
Sheyda Labbaf,Fatallah Karimzadeh
شيدا لباف (استاد راهنما) فتح اله کريم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mina Ravanbakhsh habibabadi
مينا روان بخش حبيب آبادي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Synthesis and characterization of a multifunctional drug delivery system by mesoporous bioactive glass nanoparticles containing Alendronate drug for bone tissue applications
There is a great need for an optimized drug delivery system due to problems associated with local cell injury and death as well as inefficient impact of drug in vivo . Bisphosphonate are a well-established group stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" o:preferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600" 43 nm, a pore size of 4 nm and a surface area of 353.51 m 2 g -1 . Bioactivity testing suggested that MBG nanoparticles were bioactive such that they produced HCA on their surface as analysed by both XRD and FTIR. Drug release tests within 4 days showed a sustained release of AL from MBG particles. In addition, exposure of MBGs to MG-63 cells showed to be non-toxic following 6 days in culture. Therefore, the synergic effect of alendronate release capability, subsequent bioactive behavior, non-cytotoxic nature of MBGs make these particles a good candidate for bone substitutes in the local treatment of bone diseases associated with bone resorption like osteoporosis. Keywords: Mesoporous bioactive glass, sol-gel, sodium alendronate, osteoporosis.
چکيده بازسازي آسيب‌هاي بزرگ بافت استخوان از نظر کلينيکي چالش مهمي محسوب مي‌شود و براي درمان، سيستم‌هاي چندمنظوره با ويژگي‌هاي زيست‌فعالي و زيست تخريب‌پذيري، فعاليت آنتي‌باکتريايي، استخوان‌سازي و رگ‌سازي و همچنين توانايي انتقال و رهايش دارو، نياز است. امروزه سيستم‌هاي دارورساني گسترش زيادي در حوزه‌ي بيومواد‌ يافته‌اند به‌طوري که پژوهش‌هاي وسيعي در اين زمنيه در حال انجام است. شيوه‌هاي سنتي استعمال مواد دارويي )‌از‌جمله تزريقي و خوراکي) مي‌تواند باعث بروز مشکلاتي ‌از‌جمله تداخل دارويي و نوسانات غلظت دارو در خون شود و به‌دليل اثربخشي کمتر ميزان دوز مورد نياز دارو را نيز افزايش مي‌دهد. در بين‌ اين سامانه‌هاي دارورسان، سامانه‌هاي نانوذره‌اي به‌دليل سايز کوچک (که توانايي دسترسي به بافت‌هاي متخلف بدن را ممکن مي‌سازد( و همچنين سطح ويژه‌ي بسيار زيادشان (که توانايي بارگذاري دارو را افزايش مي‌دهد(، توجه زيادي را به خود جلب کرده‌اند. از بين مواد موجود، نانو‌ذرات شيشه زيست‌فعال مزومتخلخل به‌دليل خواص منحصر‌به‌فردشان ‌از‌جمله زيست سازگاري، زيست تخريب‌پذيري، سطح ويژه بسيار زياد و توانايي بالايشان در کپسوله‌کردن داروها و ديگر عوامل بيولوژيکي و توانايي ساخت استخوان طبيعي همراه با تشکيل لايه‌ HCA هنگام قرار‌گرفتن در محيط بدن بسيار مورد توجه قرار‌گرفته‌اند. هدف از پژوهش حاضر ساخت و مشخصه‌يابي نانو‌ذرات شيشه زيست‌فعال مزومتخلخل و اصلاح سطحي آن‌ها با گروه‌هاي آمين و در ادامه بررسي بارگذاري و رهايش دارو در آن‌ها مي‌باشد. در اين تحقيق داروي آلندرونيت به‌عنوان داروي مورد مطالعه انتخاب شد؛ چرا که اين دارو با‌وجود اثرات مطلوبي که بر روي فرايند استخوان‌سازي داشته و به درمان شکستگي‌هاي استخواني همراه با پوکي‌استخوان کمک مي‌کند؛ اما به‌دليل جذب پاييني که در صورت مصرف خوراکي دارد، اثر‌بخشي کمي خواهد‌داشت. و در صورت استعمال موضعي اثر‌بخشي آن به‌طور چشمگيري افزايش مي‌يابد. در اين راستا، در مرحله اول، نانو‌ذرات شيشه زيست‌فعال مزومتخلخل با استفاده از روش سل‌ژل ساخته‌شد و بهينه‌سازي پارامترهاي فرايند انجام شد. در ادامه اين نانو‌ذرات تحت آزمون‌هاي پراش پرتو ايکس، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، ميکروسکوپ الکتروني عبوري و پراش فلئورسانس پرتو ‌ايکس و توزيع انرژي پرتو ‌ايکس مورد ارزيابي قرار‌گرفتند. در اين آزمون‌ها مورفولوژي کروي، ساختار مزومتخلخل، اندازه ذرات 43 302، ترکيب شيميايي حاوي9 /0 5/79 درصد مولي SiO 2 ، 09/0 19 درصد مولي CaO و 09/0 5/1 درصد مولي P 2 O 5 به‌دست آمد. زيست‌فعالي نانو‌ذرات در محيط شبيه‌سازي شده سيال بدن مورد ارزيابي قرار‌گرفت و ساختار مزومتخلخل ذرات نيز در آزمون جذب و واجذب نيتروژن بررسي شد و اثبات تشکيل هيدروکسي کربنات آپاتيت روي سطحشان با استفاده از آزمون‌هاي پراش پرتو ايکس و طيف‌سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه بررسي شد و تشکيل کامل هيدروکسي کربنات آپاتيت پس‌از يک روز قرار‌گيري در محيط شبيه‌سازي شده سيال بدن تأييد شد. در ادامه اصلاح سطحي نانو‌ذرات با استفاده از طيف‌سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه تأييد شد و ساختار مزومتخلخل نانو‌ذرات آمينه‌نشده و آمينه‌شده، سايز آن‌ها و پتانسيل زتا با استفاده از آزمون جذب و واجذب نيتروژن و پراکنده سازي ديناميکي نور مورد ارزيابي قرار‌گرفت و تغييرات سايز، سطح ويژه، تخلخل‌ها و پتانسيل زتا بررسي شد؛ به گونه‌اي که پس‌از فرايند آمنيه کردن، سايز ذرات اندکي افزايش ‌يافت، سايز حفرات با مقداري کاهش روبرو شد و پتانسيل زتا از مقدار 3/0 9/16- به 7/1 7/28 + رسيد. سپس بارگذاري داروي آلندرونيت در نانو‌ذرات آمينه‌نشده و آمينه‌شده انجام شد و راندمان کپسوله‌کردن دارو براي اين ذرات به‌ترتيب 75 درصد و 85 درصد به‌دست آمد. سپس رهايش دارو از نانو‌ذرات در مدت زمان 96 ساعت انجام شد و شناسايي دارو با استفاده از آزمون کروماتوگرافي فاز مايع با عملکرد بالا انجام شد و يک پروفايل رهايش کنترل شده در هر دو حالت به‌دست آمد، به گونه‌اي که در اين مدت زمان براي نانو‌ذرات آمينه‌نشده و آمينه‌شده به‌ترتيب 63 درصد و 36 درصد از کل داروي بارگذاري شده رهايش ‌يافت و در نتيجه نانو‌ذرات آمينه‌شده رهايش آهسته‌تري داشتند. در انتها نيز آزمون کشت سلولي بر روي نمونه‌هاي شيشه زيست‌فعال آمينه‌نشده و آمينه‌شده با استفاده از سلول‌هاي MG63 انجام شد و نتايج تست سميت آلماربلو حاکي از عدم ‌ايجاد تأثيرات سمي اين نانو‌ذرات بود. کلمات کليدي شيشه‌ زيست‌فعال، مزومتخلخل، انتقال دارو، آلندرونيت، اصلاح سطح، مهندسي بافت استخوان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی