دارو رسانیمصاحبه

دارورسانی با کمک نانو امولسیون های روغنی

مطالعه بر روی سیستم‌های دارورسانی یکی از حوزه‌های جذاب و پرطرفدار علوم زیستی محسوب می‌شود که نقش بسزایی در افزایش اثرگذاری دارو‌ها در بدن ایفا می‌کند. مصاحبه پیش‌رو به بررسی دارورسانی داروهای پروتئینی به کمک امولسیون‌های روغنی می‌پردازد.


  1. با عرض سلام و خسته نباشید خدمت شما استاد گرامی، لطفاً شرح حال مختصری از اعضای تیم تحقیقاتی این پروژه و سوابق علمی این عزیزان برای آشنایی خوانندگان ارائه بفرمایید.

نفر اول مهندس سارا محمدی ثانی فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه تبریز
نفر دوم دکتر سعید زینالی هریس استاد دانشکده مهندسی شیمی و نفت دانشگاه تبریز
نفر سوم دکتر جلال عبدالعلیزاده دانشیار دانشگاه علوم پزشکی تبریز

s.zeinali
دکتر سعید زینالی
  1. اخیراً مقاله‌ای در‌خصوص سنتز و ارزیابی نانو‌ساختار‌های روغنی، در امولسیون آب جهت رهایش دارو‌های پروتئینی توسط شما و همکارانتان منتشر گردیده است، لطفا توضیحاتی در‌خصوص انواع سیستم‌های دارورسانی، ضرورت و هدف از انجام این کار بفرمایید.

سیستم دارورسانی به معنای فرمولاسیون یا ابزاری است که قادر است ترکیبی دارویی را به بدن وارد نموده، اثر و ایمنی دارو را با کنترل سرعت، زمان و مکان آزادسازی آن حفظ نماید. این سیستم می‌‏تواند یک فرمولاسیون دارویی برای درمان و یا وسیله‏‌ای برای انتقال دارو باشد. آزادسازی دارو به معنای خارج شدن ماده مؤثره دارویی از فرمولاسیون به ‏صورت جداگانه و انحلال آن در محیط اطراف است.

داروها هنگامی می‌توانند مؤثر باشند که در بدن به فرم محلول درآیند زیرا محیط داخلی بدن انسان به‏ صورت محلول است و هر آنچه وارد بدن می‏‌شود نیز باید محلول باشد. در نتیجه دارورسانی را هنگامی می‌توان محاسبه نمود که دارو به‏ صورت محلول در بدن درآید. توانایی نانوذرات در عبور از سدهای زیستی موجب شده تا این سامانه‌­ها بتوانند دارورسانی را به طور هدفمند و کنترل ­شده انجام دهند. باتوجه به این مهم، پیشرفت‌ها در زمینه طراحی نانوسامانه‌­ها و توجه به اهمیت ویژگی‌های فیزیکی آنها از جمله شکل، اندازه، بار سطحی، آبدوستی، آبگریزی و قابلیت انحلال جهت کنترل پاسخ­‌های بیولوژیک، موجب پدید آمدن فرصت‌­های تازه­ای به منظور توسعه نانوذرات برای کاربردهای درمانی شده­ است. انواع مختلف سیستم‌های دارورسانی عبارتند از: سیستم­‌های حامل غیر آلی که شامل نانوذرات سرامیکی و نانوذرات فلزی می­‌باشند و سیستم­‌های حامل لیپیدی که شامل نانوامولسیون و لیپوزوم و نانوذرات لیپیدی جامد می­‌باشند. نانوامولسیون­‌ها جزء سیستم­‌های حامل لیپیدی‌­اند و شامل فاز لیپیدی پراکنده شده در اندازه‌­های نانومتری در فاز پیوسته آبی می­‌باشند که هر قطره روغن به وسیله لایه محافظی از مولکول­‌های امولسی­‌فایر احاطه شده است.

  1. لطفاً در‌خصوص پیشینه فعالیت صورت گرفته در داخل و خارج کشور توضیح بفرمایید.

در این تحقیق پروتئین به صورت نانوامولسیون فرموله شده است. در بدن موجود زنده پروتئین نقش مهمی در حفظ و سلامت آن به‌عهده دارد. عملکرد پروتئین برای رشد و ترمیم ماهیچه‌­ها، استخوان‌­ها، پوست، تاندون­‌ها، لیگامان‌­ها، موها، چشم و سایر بافت­‌ها اثبات شده است. در صورت فقدان پروتئین، آنزیم­‌ها و هورمون‌­های مورد نیاز برای متابولیسم، هضم و سایر فرایندهای مهم وجود نخواهد داشت. پروتئین­‌های طبیعی به دست آمده از منابع طبیعی در تحقیقات بیولوژی مولکولی و ایمونولوژی (ایمنی‌­شناسی) به‌کار می‌­روند. نقش پروتئین­‌های طبیعی به عنوان مواد مفید برای ایجاد یک محیط مناسب برای سلامتی پوست و مو، به دلیل توانایی آن­ها در اتصال آبی با لایه سفت پوست است.  اکثر مشتقات پروتئین برای تولیدات بهداشتی و محصولات دارویی مراقبتی پوستی به‌کار می­‌روند. درحالی‌ که پروتئین­‌های عمل­‌آوری شده استفاده کم­تری دارند.

در بررسی انجام شده توسط  کلی و ردریش در سال 2006 بیان شد که از پروتئین و مشتقاتش در محدوده وسیعی از فرمولاسیون‌­های مراقبتی می­‌توان استفاده کرد که این موارد شامل استفاده از آ­ن­ها در مو، پوست و ناخن می­‌باشد. پروتئین به عنوان یک جزء فرمولاسیون مراقبت شخصی، بسیاری از عملکردها شامل تشکیل لایه‌­ی فیلمی و روان­‌کننده و نرم‌­کننده را دارد.

  1. استفاده از این ذرات برای دارورسانی نسبت به دیگر حامل‌ها چه مزایایی دارد؟

از جمله مزایای متعدد سیستم‌های دارورسانی نانوامولسیون نسبت به سیستم‌­های دیگر می‌توان موارد زیر را نام برد:

الف) اندازه قطرات در مقیاس نانو باعث ایجاد همبستگی خوبی بین ذرات و مانع جداشدن فازها به‌صورت جداگانه می‌شود.
ب) به‌دلیل ریز شدن بسیار زیاد اندازه ذرات و کم شدن وزن، هیچ نیروی گرانشی برای رسوب‌گذاری و ته‌نشین‌شدن در نانوامولسیون‌ها وجود ندارد و این امر مانع از ایجاد حالت ته‌نشینی یا خامه‌ای شدن ذرات می­‌شود.
ج) نانو امولسیون زمان نگهداری دارو را در منطقه هدف افزایش می‌دهد و به‌دلیل عمل نکردن دارو در مناطق ناخواسته بدن، باعث کاهش عوارض جانبی یا سمیّت می‌شود.
د) مقدار کمتری از دارو برای فرمولاسیون نانوامولسیون مورد نیاز است که این امر به علت نفوذ بهتر، افزایش قابلیت زیستی و افزایش زمان نگهداری است.
ه) نانوامولسیون­‌ها قابلیت زیستی داروهای چربی دوست را از طریق اتصال این دارو‌ها به زنجیره چربی در نانوامولسیون افزایش می‌دهند و این امر سبب ورود به سیستم گردش خون از طریق نفوذ از سطح پوست می‌شود.
و) مزیت نانوامولسیون­‌ها نسبت به سیستم‌های انتقال داوری نیوزومی و لیپوزومی در این است که در سیستم‌های نانوامولسیون به‌دلیل عدم استفاده از امواج فراصوت در زمان ساخت مشکلاتی ازقبیل تخریب دارو و همچنین نشت دارو وجود ندارد و این یکی از مهم‌ترین مزیت‌های سیستم‌های انتقال دارویی نانوامولسیون‌ها است.
ز) نانوامولسیون­‌ها دارای واحدهای چربی‌دوست و آب‌دوست هستند بنابر این می‌توانند محدوده‌ی وسیعی از داروها را حمل کنند.

  1. توضیحی مختصر راجع به کلیّت و مراحل پروژه انجام شده بفرمائید.

از جملـه روش­‌هـایی کـه امروزه برای تهیه امولسیون­‌ها مورد توجه قرار گرفتـه­‌انـد، اسـتفاده از امـواج فراصـوت مـی­‌باشـد. مزایـای اسـتفاده از ایـن روش در تولیـد امولسیون عبارتند از:

مصرف انرژی کمتـر، اسـتفاده از مقـادیر کمتـر امولسی­‌فایر و تولید امولسیون یکنواخت­‌تر بـا انـدازه قطـرات کـوچک‌تر نسبت بـه روش­‌هـای مکـانیکی. هـر چـه انـدازه قطـرات یـک امولسیون کوچک­‌تر باشد پایداری آن در برابر ته‌­نشینی یـا خامـه‌­ای شدن افزایش می‌­یابد، زیرا با کوچک شدن اندازه قطرات، تأثیر نیـروی جاذبه و حرکت براونی کاهش پیدا کرده و در نتیجـه احتمـال به‌هم‌ پیوستن آنها به میزان قابل توجهی کم می­‌شـود. بنابراین در این پژوهش از دستگاه امواج فراصوت برای تولید نانوامولسیون استفاده شد. مراحل پروژه به صورت کلی شامل استخراج پروتئین از زالو، افزودن پروتئین حاصل به امولسیون و سپس تولید نانوامولسیون است. برای این منظور ابتدا فاز آبی و فاز آلی به صورت جدا تهیه گردیده، سپس فاز آبی به صورت قطره قطره به فاز آلی افزوده و هم­‌زده شد. سپس امولسیون حاصل توسط دستگاه سونیکیشن به نانوامولسیون تبدیل شد.

  1. ضمن بیان نواوری‌های این تحقیق، روش انجام آزمایش‌ها، آنالیزهای مربوطه و نتایج حاصل شده را به‌صورت مختصر بیان کنید.

در پژوهش حاضر خواص فیزیکی و پایداری نانوامولسیون حاوی پروتئین بافت زالو مورد بررسی قرار گرفت. که نتایج حاصل از پژوهش به شرح زیر می­‌باشد:

*از بررسی­‌های انجام شده، توسط آنالیز دستگاه (DLS)، مقیاس نانوامولسیون تولیدی در محدوده 50-500 نانومتر بود و نانوامولسیون حاوی روغن زیتون در غلظت‌­های مختلف دارای اندازه ذرات کمتر از 200 نانومتر است.

  • شاخص بسپاشیدگی نانوامولسیون حاوی روغن زیتون کمتر از 5 می‌­باشد، که حالت ایده‌­آلی برای نانوامولسیون در نظر گرفته می­‌شود. با تکرار این آنالیز اندازه ذرات برای زمان­‌های مختلف، تغییر تدریجی در اندازه ذرات نانوامولسیون حاوی روغن زیتون مشاهده شد.
  • درمورد تست پتانسیل زتا برای نانوامولسیون حاوی روغن زیتون، نتایج خوبی به‌دست آمد. این نتایج نشان دهنده پایداری زیاد نانوامولسیون در مقایسه با نانوامولسیون حاوی روغن کنجد است.
  • تغییرات ویسکوزیته نانوامولسیون با استفاده از دستگاه حمام ویسکومتر در دمای ثابت ℃21، کمتر از 60cp است و نشان‌­دهنده افزایش ویسکوزیته با افزایش غلظت روغن است، هم­چنین امولسیون از نوع روغن در آب است.
  • تغییرات ویسکوزیته برای نانوامولسیون بهینه، در طول مدت نگهداری کم بوده، که نشان از پایداری بیشتر این امولسیون است.
  • در مورد ضریب شکست با استفاده از دستگاه رفرکتومتر، نانوامولسیون دارای ساختار ایزوتروپیک (دارای خواص فیزیکی یکنواخت) می‌­باشد و از نوع نانوامولسیون روغن در آب است.
  • تصاویر حاصل از میکروسکوپ نوری بیان کننده ساختار کروی ذرات در محیط پیوسته آبی می­‌باشد.
  • نانوامولسیون حاوی روغن زیتون در غلظت 25درصد، به‌علت پایداری بالا و اندازه کوچک­تر ذرات، به‌عنوان نانوامولسیون بهینه انتخاب شد.
  •  
  • تغییرات pH برای نانومولسیون بهینه در طول مدت نگهداری در این پژوهش تقریبا ثابت بوده، که نشان‌­دهنده پایداری نانوامولسیون است. pH نمونه‌­ها در محدوده خنثی بوده که برای مصارف پوستی مناسب است.
  •  
  • تصاویر حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی TEM نشان­‌دهنده کروی و یکنواخت بودن ذرات نانوامولسیون بهینه بود و نتایج به دست آمده برای نانوامولسیون NE3 (کم­تر از 200 نانومتر)  توسط دستگاه DLS هم­‌خوانی داشت.
  1. با توجه به اینکه شما در این تحقیق از روغن زیتون و کنجد استفاده کرده‌اید، آیا نوع روغن بر روی نتایج اثرگذار می‌باشد؟

بله. روغن زیتون نسبت به روغن کنجد اندازه ذرات کوچک­‌تری دارد. دلیل این امر مقاومت ذرات در برابر پدیده حفره­‌زایی و کاویتاسیون مربوط است. روغن کنجد مقاومت بیشتری در برابر پدیده کاویتاسیون و شکسته شدن قطرات دارد، بنابراین اندزه ذرات نانوامولسیون روغن کنجد نسبت به روغن زیتون بزرگ‌­تر است.

  1. آیا غلظت روغن مورد استفاده در بهبود کارایی این ذرات تاثیرگذار است؟

اندازه ذرات تشکیل شده در نانوامولسیون تولید شده به روش سونیکیشن عموماً با کاهش ویسکوزیته فاز روغن و کاهش کشش سطحی کاهش می‌­یابد. در واقع خواص فیزیکی شیمیایی فاز روغنی با اندازه ذرات تولید شده ارتباط دارد.  ویسکوزیته فاز روغنی در سرعت حرکت مولکول‌­های سورفکتانت به سطح ذرات تاثیر دارد و در غلظت بالای روغن حرکت سریع مولکول‌­های سورفکتانت باعث کوچک­‌تر شدن قطرات شد. عمدتاً اندازه قطرات امولسیون روغن در آب همراه با افزایش غلظت فاز روغن، افزایش می­‌یابد. بررسی تجربی تغییر غلظت روغن و هم­چنین تغییر نوع سورفکتانت و غلظت سورفکتات و هم­چنین تکنیک­‌های همگن‌سازی که به­‌کار می­‌رود، نتیجه‌­گیری این‌که کدام ­یک از شرایط باعث افزایش و یا کاهش متوسط اندازه قطرات به‌همراه افزایش غلظت فاز روغن می­‌شود را با مشکل رو­به­‌رو کرده است. عمدتاً افزایش اندازه قطرات همراه با افزایش غلظت فاز پراکنده گزارش شده، در حالی که گزارش کمّی در رابطه با کاهش اندازه قطرات همراه با افزایش غلظت فاز پراکنده شده است.

  1. آیا مقدار روغن مورد استفاده می‌تواند روی سایز ذراتی که سنتز شده‌اند تاثیرگذار باشد؟

بله. با افزایش غلظت فاز روغن برای هر دو نوع روغن ذرات کوچکتری به دست آمد. دلیل این رخداد در بالا شرح داده شد.

  1. با توجه به اینکه در روش ساخت نانو‌ذره دما یکی از فاکتورهایی است که کنترل می‌شود، علت را به صورت مختصر توضیح دهید.

در این پروژه از پروتئین استفاده شد. عموما اکثر روتئین­‌ها در دمای بالای ℃40 دناتوره می­‌شوند بنابراین برای جلوگیری از افزایش دما حین کار با دستگاه اولتراسونیک از حمام یخ برای کنترل افزایش دما استفاده شد. همچنین نمونه‌ها پس از تهیه در یخچال نگهداری شدند.

  1. آیا این طرح قابلیت صنعتی شدن را دارد؟ نقش نهاد‌های دولتی و سیاست‌گذار در عملیاتی نمودن این تحقیقات چگونه است؟ آیا برنامه‌ای برای عملیاتی کردن این طرح در مقیاس بزرگ‌تر دارید؟

بله. این طرح دارورسانی می­‌تواند در مقیاس بزرگ‌تر به دلیل پرکاربرد بودن برای مصارف پوستی و هم‌چنین به دلیل رایج بودن افزایش استفاده از زالو در بسیاری از کشورهای دنیا و حتی در کشورهای پیشرفته، صنعتی شود.

  1. موانع و مشکلاتی که در این پروژه با آن مواجه بودید را بیان کنید.

یکی از مشکلات این سیستم دارورسانی پایداری نانوامولسیون در طول مدت زمان طولانی است. نانوامولسیون­‌ها از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدار هستند. بنابر این در طول زمان در اثر پدیده‌های فیزیکوشیمیایی مختلف مانند تفکیک گرانشی، انبوهش، هم‌آمیختن و رسید­گی استوالد به فازهای تشکیل دهنده خود جدا می­‌شوند. برای جلوگیری از این مشکل از سورفکتانتی مانند (لیسیتین سویا) زیادی استفاده می‌گردد.

در هنگام مراحل آماده سازی برای  آنالیز دستگاه میکروسکوپ الکترون روبشی ممکن است نمونه‌ها  با گرید مسی هنگام خشک کردن واکنش داده و اندازه ذرات به دست آمده از این آنالیز و آنالیز DLS با هم تفاوت داشته باشند.

  1. لطفا نام سازمان یا نهاد‌هایی که در این پروژه شما را حمایت کرده‌اند، بیان کنید.

دانشگاه تبریز، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ستاد نانو و ستاد زیست فناوری

  1. ضمن تشکر و قدردانی از وقتی که به ما اختصاص دادید، به عنوان بخش پایانی اگر صحبتی برای خوانندگان دارید بفرمائید.

با توجه به هزینه‌های بالایی که تحقیقات و بررسی‌های تجربی روی علوم جدید مخصوصاً نانوفناوری و زیست‌فناوری دارد حمایت‌های دانشگاهی به هیچ وجه کفاف هزینه‌ها و آنالیزهای آزمایشگاهی را نمی‌کند و حمایت‌های مادی و تشویقی نهادهایی مثل ستاد توسعه نانوفناوری و ستاد توسعه زیست‌فناوری حتماً لازم است.

مصاحبه کننده: نداجمالی

منبع
Ultrasonics Sonochemistry
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

ندا جمالی

دانشجوی ارشد شیمی فیزیک در دانشگاه امیر کبیر هستم. به فعالیت در زمینه بیوتکنولوژی دارویی علاقه دارم. درحال حاضر به عنوان نویسنده بخش مصاحبه مجله الکترونیکی زیست فن فعالیت می‌کنم.

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هفـتاد یـک + = هفـتاد نـه

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن