طراحی و بهینه سازی بافت نانولیفی پوسته - مغزی با پوسته PVP/PCL ومغزی PVP حاوی داروی AmB برای کنترل رشد قارچ کاندیدا آلبیکنس در درمان ضایعه قارچی آن

STUDENT

DEGREE

YEAR

Controlled and targeted drug delivery has been performed in recent years with minimal side effects. Controlled release has been particular importance for reduce of amount of medication for treatment of any diseases and improve life quality. Tissue engineering and nanofibers have been known as drug delivery systems. Presently, one of the main disadvantages of using poly (e-caprolactone) in the biomedical and pharmaceutical fields is signified by its low biodegradation rate. To overcome this drawback, electrospinning of PCL blended with a water-soluble poly (N-vinyl-2-pyrrolidone) was used to shell of nanofibers with controllable degradation rates and drug realization rates. The most common human fungal pathogen was known as candida albicans. It is usually an inoffensive commensal organism. It is an opportunistic pathogen for almost immunologically weak and immunocompromised people. Amphotericin-B (AmB) is a natural polyene antifungal antibiotic manufactured by the fungal strain Streptomyces nodosus. The aim of this study was to manufacturing and optimization the nanofibers tissue of PVP-PCL shell/ PVP-Amphotericin-B core for Candida Albicans growth controlling in fungal infection treatment . Amphotericin-B was successfully incorporated into the PVP (core) for controlled release. PVP/PCL with different ratio was also prepared for shell. The morphology and mechanical properties of the coaxial nanofibers were analyzed by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and Instron machine respectively. The viscosity of solutions was increased with increasing PVP ratio. Nanofiber?s diameters were increased by increasing viscosity of solutions, working distance and decreasing flow rate. Moreover the stress and strain increased with the increment of PCL in shell. Biodegradable and drug release of nanofibers increased with increasing PVP in shell. Nanofibers showed antifungal properties against candida albicans. Keywords : Mechanical and Physical properties, Coaxial nanofibers, Candida albicans,

در سال های اخیر با توجه به رشد روز افرون بیماری ها و لزوم درمان موثر و هدفمند با حداقل عوارض جانبی و با در نظر گرفتن محل آسیب دیده، بحث رهایش کنترل شده و هدفمند دارو مطرح شده است. هم چنین در جهت کم کردن میزان داروی مصرفی برای درمان هر نوع بیماری و بهتر شدن کیفیت زندگی، بحث رهایش کنترل شده اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. داربست های مهندسی بافت و منسوجات به عنوان حامل های دارورسان در بین انواع سیستم های دارورسانی، با توجه به داشتن ساختار مطلوب برای بارگذاری و رهایش دارو و هم چنین قابلیت تهیه از طیف وسیعی از مواد، به عنوان حامل های منطقی برای رهایش کنترل شده دارو و عوامل فعال شناخته شده اند. قابیلت کنترل بر روی ساختار و اعمال فرآیندهای تکمیلی بر روی داربست های مهندسی بافت و شباهت آن ها به بافت های داخلی بدن، جایگاه آن ها را در سیستم های رهایش کنترل شده تثبیت کرده است. آمفوتریسین بی یک آنتی بیوتیک پلی ان است که در درمان قارچ کاندیدا آلبیکنس بسیار موفق است. در این تحقیق نانوالیاف پوسته- مغزی با پوسته مخلوط پلی کاپرولاکتون(PCL)/ پلی وینیل پیرولیدون (PVP) در نسبت های مختلف و مغزی پلی وینیل پیرولیدون به همراه آمفوتریسین بی در دو فاصله ریسندگی 18 و 25 سانتی متر و هم چنین دو نرخ تغذیه (پوسته:مغزی) 21/0: 1/0 و 21/0: 21/0 میلی لیتر در ساعت تولید شد تا ایجاد یک سیستم رهایش دارو کند و در برابر قارچ کاندیدا آلبیکنس مورد بررسی قرار گیرد. نانوالیاف پوسته-مغزی با پوسته PVP/PCL و مغزی PVP به همراه AmB به طور موفقیت آمیز به روش الکتروریسی از محلول مخلوط پلیمرهای PVP/PCL با نسبت های (0/100، 25/75،50/50، 75/25، 100/0) برای پوسته و محلول مخلوط PVP و AmB برای مغزی در مخلوط حلال های کلروفرم/متانول (1:4) تولید شدند. آمفوتریسین بی قبل از الکتروریسی به مقدار 1% نسبت به وزن پلیمر، به محلول پلیمری اضافه شد. نتایج نشان داد که گرانروی محلول پلیمری با افزایش سهم پلی وینیل پیرولیدون در مخلوط پلیمری افزایش یافت، که باعث افزایش قطر مشاهده شده توسط SEM شد. هم چنین نتایج SEM نشان داد میانگین قطری الیاف با افزایش فاصله و کاهش نرخ تغذیه، کاهش یافت که فاصله تاثیر معنی داری روی قطر داشت. نتایج آزمایش های مکانیکی نشان داد که استحکام کششی لایه نانولیفی به سهم پلی وینیل پیرولیدون بستگی دارد به گونه ای که استحکام کششی نانوالیاف با پوسته PVP:PCL با افزایش سهم PVP به طور معنی داری کاهش یافت. هم چنین استحکام، با افزایش فاصله و کاهش نرخ تغذیه، (که باعث ظریف تر شدن نانوالیاف و افزایش سطح مخصوص و اصطکاک بین آن ها می شود) به طور معنی داری افزایش یافت به جز برای نمونه هایی که پوسته آن ها VP:PCL 100:0بود. نتایج DSC نشان داد که پیک ذوب دارو در نانوالیاف پوسته-مغزی حاوی دارو ناپدید شده است که نشان دهنده قرار گرفتن دارو به حالت آمورف در نانوالیاف می باشد. نتیجه TEM نشان داد که نانوالیاف به صورت موفقیت آمیزی پوسته-مغزی الکتروریسی شده اند. نتایج آزمایش زیست تخریب پذیری در بافر فسفات با 4/7pH= مشخص کرد که با افزایش سهم PVP نرخ تخریب پذیری نانوالیاف افزایش می یابد که این به دلیل افزایش خاصیت آبدوستی نانوالیاف می باشد به گونه ای که نانوالیاف با پوسته PVP:PCL 100:0 در دقیقه اول به طور کامل تخریب شد. نرخ رهایش دارو در محیط RPMI 1640 با 4/7pH= مطالعه و مقدار داروی حل شده در این محیط با استفاده از اسپکتروفتومتری UV تعیین شد. آمفوتریسین B حلالیت ضعیفی در محیط های آبکی دارد بنابراین به محلول RPMI 1640، تویین 80 اضافه شد. نتایج رهایش نشان داد که نرخ رهایش دارو تحت تاثیر نسبت PVP در پوسته و فاصله ریسندگی و نرخ تغذیه می باشد. با افزایش مقدار PVP در پوسته نرخ رهایش دارو افزایش یافت به طوری که برای نانوالیاف با پوسته 100% PVP رهایش آنی اتفاق افتاد. با افزایش فاصله و کاهش نرخ تغذیه نیز رهایش دارو افزایش یافت که دلیل آن افزایش نرخ تخریب نانوالیاف می باشد. می توان گفت با افزایش ظرافت الیاف ودر نتیجه سطح مخصوص آن ها، نرخ تخریب افزایش می یابد. نتایج ضد قارچ نشان داد نانوالیاف، دو نوع قارچ کاندیدا آلبیکنس حساس به آزول ها و دو نوع قارچ کاندیدا آلبیکنس مقاوم را به طور کامل از بین برده اند. مکانیسم های متفاوت رهایش در نانوالیاف تولید شده این امکان را می دهد که با توجه به پیشرفت بیماری از آن به صورت لایه ای و تنها برای درمان استفاده شود. کلمات کلیدی: نانوالیاف کامپوزیتی، نانوالیاف پوسته-مغزی، پلی کاپرولاکتون، پلی وینیل پیرولیدون، آمفوتریسین B، ضد قارچ، کاندیدا آلبیکنس، رهایش دارو