Skip to main content
SUPERVISOR
Sheyda Labbaf,Fatallah Karimzadeh
شیدا لباف (استاد راهنما) فتح اله کریم زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mina Ravanbakhsh habibabadi
مینا روان بخش حبیب آبادی

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.
بازسازی آسیب‌های بزرگ بافت استخوان از نظر کلینیکی چالش مهمی محسوب می‌شود و برای درمان، سیستم‌های چندمنظوره با ویژگی‌های زیست‌فعالی و زیست تخریب‌پذیری، فعالیت آنتی‌باکتریایی، استخوان‌سازی و رگ‌سازی و همچنین توانایی انتقال و رهایش دارو، نیاز است. امروزه سیستم‌های دارورسانی گسترش زیادی در حوزه‌ی بیومواد‌ یافته‌اند به‌طوری که پژوهش‌های وسیعی در این زمنیه در حال انجام است. شیوه‌های سنتی استعمال مواد دارویی )‌از‌جمله تزریقی و خوراکی) می‌تواند باعث بروز مشکلاتی ‌از‌جمله تداخل دارویی و نوسانات غلظت دارو در خون شود و به‌دلیل اثربخشی کمتر میزان دوز مورد نیاز دارو را نیز افزایش می‌دهد. در بین‌ این سامانه‌های دارورسان، سامانه‌های نانوذره‌ای به‌دلیل سایز کوچک (که توانایی دسترسی به بافت‌های متخلف بدن را ممکن می‌سازد( و همچنین سطح ویژه‌ی بسیار زیادشان (که توانایی بارگذاری دارو را افزایش می‌دهد(، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. از بین مواد موجود، نانو‌ذرات شیشه زیست‌فعال مزومتخلخل به‌دلیل خواص منحصر‌به‌فردشان ‌از‌جمله زیست سازگاری، زیست تخریب‌پذیری، سطح ویژه بسیار زیاد و توانایی بالایشان در کپسوله‌کردن داروها و دیگر عوامل بیولوژیکی و توانایی ساخت استخوان طبیعی همراه با تشکیل لایه‌ HCA هنگام قرار‌گرفتن در محیط بدن بسیار مورد توجه قرار‌گرفته‌اند. هدف از پژوهش حاضر ساخت و مشخصه‌یابی نانو‌ذرات شیشه زیست‌فعال مزومتخلخل و اصلاح سطحی آن‌ها با گروه‌های آمین و در ادامه بررسی بارگذاری و رهایش دارو در آن‌ها می‌باشد. در این تحقیق داروی آلندرونیت به‌عنوان داروی مورد مطالعه انتخاب شد؛ چرا که این دارو با‌وجود اثرات مطلوبی که بر روی فرایند استخوان‌سازی داشته و به درمان شکستگی‌های استخوانی همراه با پوکی‌استخوان کمک می‌کند؛ اما به‌دلیل جذب پایینی که در صورت مصرف خوراکی دارد، اثر‌بخشی کمی خواهد‌داشت. و در صورت استعمال موضعی اثر‌بخشی آن به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. در این راستا، در مرحله اول، نانو‌ذرات شیشه زیست‌فعال مزومتخلخل با استفاده از روش سل‌ژل ساخته‌شد و بهینه‌سازی پارامترهای فرایند انجام شد. در ادامه این نانو‌ذرات تحت آزمون‌های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و پراش فلئورسانس پرتو ‌ایکس و توزیع انرژی پرتو ‌ایکس مورد ارزیابی قرار‌گرفتند. در این آزمون‌ها مورفولوژی کروی، ساختار مزومتخلخل، اندازه ذرات 43 302، ترکیب شیمیایی حاوی9 /0 5/79 درصد مولی SiO 2 ، 09/0 19 درصد مولی CaO و 09/0 5/1 درصد مولی P 2 O 5 به‌دست آمد. زیست‌فعالی نانو‌ذرات در محیط شبیه‌سازی شده سیال بدن مورد ارزیابی قرار‌گرفت و ساختار مزومتخلخل ذرات نیز در آزمون جذب و واجذب نیتروژن بررسی شد و اثبات تشکیل هیدروکسی کربنات آپاتیت روی سطحشان با استفاده از آزمون‌های پراش پرتو ایکس و طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه بررسی شد و تشکیل کامل هیدروکسی کربنات آپاتیت پس‌از یک روز قرار‌گیری در محیط شبیه‌سازی شده سیال بدن تأیید شد. در ادامه اصلاح سطحی نانو‌ذرات با استفاده از طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه تأیید شد و ساختار مزومتخلخل نانو‌ذرات آمینه‌نشده و آمینه‌شده، سایز آن‌ها و پتانسیل زتا با استفاده از آزمون جذب و واجذب نیتروژن و پراکنده سازی دینامیکی نور مورد ارزیابی قرار‌گرفت و تغییرات سایز، سطح ویژه، تخلخل‌ها و پتانسیل زتا بررسی شد؛ به گونه‌ای که پس‌از فرایند آمنیه کردن، سایز ذرات اندکی افزایش ‌یافت، سایز حفرات با مقداری کاهش روبرو شد و پتانسیل زتا از مقدار 3/0 9/16- به 7/1 7/28 + رسید. سپس بارگذاری داروی آلندرونیت در نانو‌ذرات آمینه‌نشده و آمینه‌شده انجام شد و راندمان کپسوله‌کردن دارو برای این ذرات به‌ترتیب 75 درصد و 85 درصد به‌دست آمد. سپس رهایش دارو از نانو‌ذرات در مدت زمان 96 ساعت انجام شد و شناسایی دارو با استفاده از آزمون کروماتوگرافی فاز مایع با عملکرد بالا انجام شد و یک پروفایل رهایش کنترل شده در هر دو حالت به‌دست آمد، به گونه‌ای که در این مدت زمان برای نانو‌ذرات آمینه‌نشده و آمینه‌شده به‌ترتیب 63 درصد و 36 درصد از کل داروی بارگذاری شده رهایش ‌یافت و در نتیجه نانو‌ذرات آمینه‌شده رهایش آهسته‌تری داشتند. در انتها نیز آزمون کشت سلولی بر روی نمونه‌های شیشه زیست‌فعال آمینه‌نشده و آمینه‌شده با استفاده از سلول‌های MG63 انجام شد و نتایج تست سمیت آلماربلو حاکی از عدم ‌ایجاد تأثیرات سمی این نانو‌ذرات بود. کلمات کلیدی شیشه‌ زیست‌فعال، مزومتخلخل، انتقال دارو، آلندرونیت، اصلاح سطح، مهندسی بافت استخوان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی