دسته بندی ها
Search - Contacts
مقالات و اخبار
Search - News Feeds
واژه نامه
تگ ها

فهرست صفحات

هدف اصلی این بررسی شرح معنای فناوری نانو است و نشان می‌دهد که سیستم‌های ذرات نانو اهمیت ویژه‌ای دارند

مقالات داروسازی / زیست‌فناوری
تغییر اندازه و نوع قلم متن

• عادل ا. ابو انین
• ترجمه دکتر رویا وکیلی

فناوری نانو (نانوتکنولوژی) جهان را متحول خواهد کرد. برای داروسازان کاربرد این فناوری به معنای داروهای حاوی مواد فعال در اندازۀ نانو است. این روش ارائة دارو، امکان رسیدن دارو به مناطقی را که پیشتر دسترس‌ناپذیر فراهم می‌سازد، تست‌های تشخیصی را بهبود بخشیده، دستگاه‌های پزشکی را ارتقاء داده و به رساندن دارو به بخش خاصی از بدن کمک می‌کند. درآمیختن علم نانو با داروسازی مرهون مواد و ابزارهای نانو است. فناوری نانو به بهبود حلالیت دارو و فراهمی‌ زیستی به روش افزایش انتشار دارو، کیفیت فرمول‌دهی، کاهش سمیت و درمان کارآمد کمک می‌کند. در نانودرمانی، به‌کارگیری سیستم‌های نانو به شکل لیپوزوم، مینی‌امولسیون، لوله‌های نانو، امولسیون، نقاط کوانتومی و غیره است. در بررسی ما، نقش فناوری نانو در توسعه و بهبود روش‌های دارورسانی مورد بحث قرار می‌گیرند. توجه ما معطوف سیستم‌های بیولوژیکی متأثر از سیستم‌ نانو است. روش‌های مختلف تولید نیز با توجه به خواص پلیمر به کار رفته و دارو مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد. ارزیابی ذرات نانو، اطلاعات کاملی از چگونگی دارورسانی در اختیار ما قرار می‌دهد. مقالة حاضر به‌طور عمده به معرفی فناوری نانو، منافع و خطرات بالقوه و ویژگی‌های کلیدی آن می‌پردازد. برخی از تحولات جاری که به کمک فناوری نانو به ‌دست آمده‌اند نیز در این مقاله توضیح داده می‌شوند.

مقدمه
فناوری نانو جهان را متحول خواهد کرد. برای داروسازان، کاربرد این فناوری به معنای داروهای حاوی مواد فعال در اندازۀ نانو است. سیستم داروسازی کوچک‌تر امکان رسیدن دارو به مناطقی را که قبلاً غیر قابل دسترس بودند ممکن می‌سازد، و اهمیت بسزایی در درمان و تشخیص بیماری‌هایی چون سرطان دارد. یک کشف اخیر در دارورسانی، هدف درمانی و بهبود تست‌های تشخیصی و ابزار پزشکی است. اما در کنار پیشرفت‌های موجود، این نگرانی نیز وجود دارد که فناوری نانو هنوز نوپا است. بنا به تعریف مؤسسة ملی فناوری نانو (NNI)، فناوری نانو شامل مطالعۀ تمام ذرات حدود 100 نانومتر یا کمتر است. یک نانومتر معادل یک میلیاردم متر است. یکی از مهم‌ترین مزایای سایز کوچکتر ذره، افزایش نسبت سطح اتم‌ها یا مولکول‌ها به مجموع آنهاست. این بدان معناست که آنها سطح بزرگی را پوشش می‌دهند که منجر به افزایش فعالیت سطح و تغییر در خواص فیزیکی و خواص بیولوژیکی می‌شود.
مزایای استفاده از ذرات نانو را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد: بهبود فراهمی ‌زیستی، کاهش سمیت، انتشار پایدار و کنترل شده، قابلیت هدف قرار دادن، تأمین داروسازی مؤثر به مغز و اجزاء درون سلولی، بهبود نفوذپذیری، تشخیص سریع‌تر، امن‌تر و دقیق‌تر بیماری، دقت بالاتر، جراحی با تهاجم کمتر، ارزان بودن، امکان تولید در مقیاس بالا، دوز کمتر (به عنوان مثال قرص کوچک‌تر)، اشکال دارویی پایدار، انحلال سریع‌تر به ویژه در مایعات داخل بدن. انحلال سریع‌تر به طور کلی مساوی است با فراهمی زیستی، داروی کوچک‌تر و سمیت کمتر، پایداری دارو در مایعات بیولوژیک به دلیل توانایی در پیشگیری از واکنش‌های آلرژیک، درد در محل تزریق، و یا رسوب دارو به دلیل رقیق بودن خون.
علی‌رغم تمامی این مزایا، معایب خاصی نیز در کاربرد دارویی فناوری نانو وجود دارد. ذرات نانو نسبت به حجم خود سطح وسیعی را اشغال می‌کنند، بنابراین بسیار سریع واکنش نشان می‌دهند. به عنوان مثال در مورد نانوذرات نقره. تجمع بالای آنها در سیستم‌های بیولوژیکی به دلیل انرژی سطحی بالای آنها، حلالیت کم و سازگاری زیستی ضعیف‌شان است. در مورد نانو لوله‌های کربنی، به سرعت توسط سیستم RES بدن جذب شده و منجر به نیمة عمر بیولوژیکی کم، ایمنی‌زایی بالا یا عامل خارجی بودن بالا، مسألة ایمنی تعریف نشده یا غیر قابل پیش‌بینی، و سمیت حاد یا مزمن به دلیل جذب بالا می‌شود.
امروزه، کاربرد فناوری نانو در زندگی ما بسیار است. ضدآفتاب‌های حاوی نانوذرات اکسید روی و دی‌اکسید تیتانیوم از محصولات موجود در بازار هستند که بیش از هر چیز از فناوری نانو استفاده می‌کنند. به این محصول سفید رنگ این امکان داده می‌شود که زمان استفاده روی پوست شفاف‌تر به نظر برسد. به این ترتیب آنها با بیمار سازگاری دارند، اما مطالعات نشان داده‌اند که با ذرات نانو میزان واکنش رادیکال‌های آزاد افزایش می‌یابد. در نتیجه، عامل بالقوه‌ای برای آسیب سلولی جدی وجود دارد.

پیامدهای سلامت ذرات نانو
روش‌های مرسوم ارائة دارو شیوۀ خوراکی، تزریقی، پوستی، تنفسی و عضلانی هستند. برخی از پیامدهای سلامت ذرات نانو را می‌توانیم به شرح زیر خلاصه کنیم:
پوست: ذراتی با اندازۀ 1000-500 نانومتر به لحاظ تئوری می‌توانند به سطوح پایین‌تر پوست انسان نفوذ کنند. بنابراین ضدآفتاب‌هایی با ذرات نانو TiO2 اشعۀ UV را جذب و از پوست در برابر آفتاب‌سوختگی و یا آسیب ژنتیکی محافظت می‌کنند. این دارو می‌تواند از طریق فولیکول‌های مو یا خُلُل و فُرج پوست به داخل نفوذ کند. لیدمن و همکاران گزارش دادند که ذرات TiO2 با اندازۀ میکرومتری از استراتوم کورنیوم نیز عبور کرده حتی وارد فولیکول‌های مو و از جمله قسمت‌های عمیق‌تر آن می‌شوند.
روده: در حال حاضر، جذب ذرات نانو در روده هنوز مشخص نیست و بستگی به مواد مورد استفاده و خواص ذرات آن (اندازه، ساختار، ترکیب شیمیایی، و غیره) دارد؛ به عنوان مثال، فراهمی ‌زیستی ضعیف در روش خوراکی برخی از ذرات باردار مانند نانوذرات پلی‌استایرن کربوکسیله یا آنهایی که متشکل از پلیمرهایی با بار مثبت که دافعۀ الکترواستاتیک دارند و در مخاط به دام می‌افتند. به‌ طور کلی، جذب نانوذرات روده‌ای (حدود nm550-510) در مقایسه با ذرات بزرگ‌تر 250-15 برابر بیشتر است. جذب در اپی‌تلیوم روده از طریق مکانیسم‌های چند منظوره‌ای چون فاگوسیتوز، یا انتشار رخ می‌دهد،(13) که بستگی دارد به نوع مواد و نوع سلولی که در معرض آن قرار گرفته است. همچنین ذرات نانو می‌توانند از طریق مکانیسم‌های حمل و نقل درون سلولی وارد شوند، هرچند که این روش به نظر می‌رسد اهمیت چندانی ندارد.
ریه: بر اساس سه نوع ذرة دی‌اکسید تیتانیوم، کربن سیاه و ذرات دیزل، مطالعات دربارۀ موش‌هایی که در معرض آنها قرار گرفته‌اند نشان می‌دهد که ورود ذرات بسیار کوچک و ذرات نانو به ریه نسبت به ذرات بزرگ‌تر، ترکیب شیمیایی یکسان با غلظت تودۀ معادل یا دوز مشابه موجب بروز عوارض شدیدتر مانند التهاب و خطر ایجاد تومور می‌شود. خواص سطحی، مانند فعالیت کاتالیست یا منطقة فعالیت می‌تواند نقش مهمی در سمیت ذرات نانو بازی کنند.

کاربرد دارویی جدید ذرات نانو
چند فناوری ذرات نانو در حال حاضر تحت آزمایش‌ و مطالعات بالینی قرار دارند و برخی از آنها به مرحلۀ استفاده رسیده‌اند. با وجود اینکه هیچ راهنمای صنعتی در این مورد وجود ندارد و هیچ مسیر تأیید شده‌ای برای تولید کنندگان نیست. هم‌اکنون FDA برخی از داروهایی را که از این فناوری بهره برده‌اند تأیید کرده است.
جدیدترین کاربرد، استفاده از ذرات نانوی طلا بوده که برای درمان سرطان، به عنوان پلیمرهای ضد رسوب با خواص درمانی مورد استفاده قرار گرفته‌اند (معرفی شده توسط سیگما آلدریچ). از این ماده می‌توان به عنوان یک بیوسنسور (سنسور زیستی) نیز استفاده کرد چرا که می‌تواند در تشخیص بیماری‌های عفونی یاری‌رسان باشد.

طبقه‌بندی ذرات نانو
در فناوری نانودارویی 2 نوع ابزار اصلی نانو مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ مواد نانو و دستگاه‌های نانو، که نقش مهمی در فناوری نانودارویی و سایر زمینه‌های مرتبط بازی می‌کند.

مواد نانو
مواد نانو به طور عمده به عنوان بیومتریال (زیست‌ماده) استفاده می‌شوند؛ ایمپلنت‌های ارتوپدی و یا دندانی یا محصولات ویژۀ بافت‌ها. تغییرات پوشش یا سطح آنها ممکن است بتواند تعامل بین سلول‌های زنده و زیست‌ماده را بالا ببرد.

دستگاه‌های نانو
دستگاه‌ها یا ابزارهای نانو، وسایلی در مقیاس کوچک نانو هستند. بیشتر سلول‌های جانوری قطری معادل 10000 تا 20000 نانومتر دارند. این بدان معنی است که دستگاه‌های با مقیاس نانو (کوچک‌تر از 100 نانومتر) می‌توانند وارد سلول‌ها و اندامک‌های داخل آنها شوند تا با DNA و پروتئین‌ها تعامل برقرار کنند و در تشخیص یا تصویربرداری مؤثر واقع شوند. ابزارهایی که از طریق فناوری نانو توسعه یافته‌اند ممکن است قادر به تشخیص بیماری در سطح کوچک مثلاً در تعداد کمی از سلول‌ها یا یک بافت باشند. برخی از آنها شامل سیستم‌های نانو و میکروالکترومکانیکی، مایعات میکرو (برای کنترل مایعات و سیالات در مقیاس میکرو و نانولیتر)، و ریزآرایه‌ها (نوع دیگری از تحلیل‌های بیولوژیکی، مانند DNA، پروتئین، سلول و آنتی‌بادی) هستند. آنها این قابلیت را دارند که با مولکول‌هایی که از لحاظ بیولوژیکی حائز اهمیت هستند تعامل برقرار و این تعاملات را به‌طور مستقیم به سیگنال‌های الکتریکی یا الکترومغناطیسی تبدیل کنند. به این ترتیب نسل جدیدی از تکنیک‌های تشخیصی در مراحل اولیه در دسترس پزشکان قرار می‌گیرد. تشخیص سرطان در مراحل اولیه یکی از گام‌های مهم در بهبود درمان سرطان است.
علی‌رغم مزایای بزرگ فناوری نانو، نگرانی‌های بسیاری از جمله اثرات سمی مواد نانو در بدن باید مورد رسیدگی قرار گیرد. تشخیص درست مولکول‌های هدف و نشانگرهای زیستی برای ساخت پروتکل‌های مناسب برای آماده‌سازی نمونه ضروری است و برای تکمیل تفسیر نتایج تشخیصی مدل‌های حیوانی و آزمایش‌های انسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بحث کوتاهی دربارۀ برخی از نانوسیستم‌های دارویی: نانوسیستم‌های دارویی؛ نانو لوله‌های کربنی (CNT)
نانولوله‌های کربنی، شبکه‌های شش ضلعی اتم‌های کربن با قطر 1 نانومتر و طول100-1 نانومتراند که به شکل یک لایۀ گرافیتی در یک استوانه قرار گرفته‌اند. آنها به 2 شکل موجوداند: نانولوله‌های تک‌جداره (SWNT) و نانولوله‌های چندجداره (MWNT) در آرایش و نحوۀ قرار گرفتن آنها در سیلندر گرافن تفاوت‌هایی ایجاد شده است. آنها مولکول‌های کوچک با اندازه و شکل منحصر به فرد و خواص فیزیکی قابل توجهی هستند. نانولوله‌ها نسبت به دیگر راه‌های دارورسانی و سیستم‌های تشخیصی مزایای متمایزی دارند که به دلیل خواص فیزیکی-شیمیایی جالب آنها از قبیل ساختار منظم با نسبت بالا، وزن فوق‌العاده سبک، مقاومت مکانیکی بالا، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا، منطقة سطحی زیاد و خواص فلزی یا نیمه فلزی است. علاوه بر این، آنها نسبت به تغییرات دما مقاوم‌اند و خواص آنها در سرما یا گرمای شدید تغییری نمی‌کند.
CNTs برای درمان حرارتی سرطان و عامل رساندن دارو مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، سمیت نانولوله‌های کربنی خالص، چالش عمده‌ای در کاربرد بالینی آن دارد. به ‌طور کلی مشاهده شده است که نانو لوله‌های کربن با سلول‌های پروتئین تعامل برقرار و با ساختار آنها تداخل می‌کنند، و احتمالاً باعث مرگ می‌شوند. پوشاندن آنها موجب از بین رفتن سمیت نانولوله‌های کربنی می‌شود. یکی از مهم‌ترین روش‌های پوشاندن سطح CNT و کاهش سمیت آن با پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) است. PEG یک پلیمر زیست‌سازگار است که می‌تواند در داخل بدن سمیت نانولوله‌های کربنی را کاهش دهد.

نانوذرات پلیمری
از بیشترین نانوذراتی هستند که در ساخت دارو مورد استفاده قرار می‌گیرند. این به دلیل زیست‌سازگاری آنها از جمله خواص غیرایمنی‌زایی، غیر سمیت و قابلیت زیست‌تخریب ‌پذیری است. آنها به عنوان حامل کلوئیدی نیز عمل می‌کنند. اندازۀ آنها nm-1mm10 است متشکل از پلیمرهای مصنوعی یا طبیعی است. در نانوذرات پلیمری، دارو حل شده و محصور در کپسول بوده (نانوکپسول) و در سیستم‌های ماتریس قرار گرفته است(نانوکُره). نانوکپسول‌ها سیستم‌هایی هستند که در آن دارو توسط یک غشاء پلیمری محصور و احاطه شده در حالی که نانوکره‌ها سیستم‌های ماتریسی هستند که از لحاظ فیزیکی و به صورت یکنواخت پراکنده هستند.
پلیمرهای طبیعی مختلف مانند آلبومین، ژلاتین و آلژینات برای آماده‌سازی نانوذرات استفاده می‌شوند. با این حال آنها معایب خاصی نیز دارند مانند تنوع کم دسته‌بندی، تجزیۀ بالا و تولید آنتی‌بادی به‌طور بالقوه.
پلیمرهای مصنوعی ارجح‌تراند و برای آماده‌سازی نانوذرات در قالب پلیمر مورد استفاده قرار می‌گیرند، به عنوان پلی‌استرهایی مانند پلی‌کاپرولاکتون (PCL)، اسید پلی‌لاکتیک (PLA)، و یا مونومرهایی که می‌توانند در محل پلیمریزه شوند، به عنوان مثال پلی‌الکیل ‌سیانو اکریلات. ترکیب آنها می‌تواند تنظیم شود تا به ترکیب بهینه برسد که در آن خواص فیزیکی-شیمیایی مانند آب‌ گریزی/آب‌دوستی کنترل شود.
سیستم‌های نانوذرات پلیمری واحدهایی برای رساندن دارو درون سلول و در مواضع مشخص هستند. نانوذرات به واسطۀ اندازه و سطح اصلاح شده با شناسایی خاص لیگاند استفاده شده می‌توانند به موضع هدف برسند. سطح آنها را می‌توان به آسانی اصلاح کرد و به کار گرفت.

نانوذرات فلزی
نانوذرات فلزی به یک حامل خوب برای رساندن دارو و بیوسنسور مناسب تبدیل شده‌اند. از آنها می‌توان در تشخیص و درمان بیماری‌ها استفاده کرد چرا که تصویری فوری و شفاف از اندام مورد نظر ارائه می‌دهند. نانوذرات فلزی که تاکنون ساخته شده‌اند از فلزات نقره و طلا بوده‌اند. اهمیت نخست آنها در استفادۀ پزشکی بوده است، به ویژه در درمان سرطان (لیگاندهای هدف قراردهندۀ تومور). نسبت زیاد سطح آنها در مقیاس با حجم‌شان امکان اصلاح سطح را فراهم می‌آورد. لیگاندهای مختلفی به نانوذرات متصل می‌شوند تا در سطح تغییراتی ایجاد کنند که از جملۀ آنها می‌توان قندها، پپتیدها، پروتئین و DNA را نام برد. بنابراین از آن می‌توان به عنوان دارورسان زیست‌کنش‌ور ]دارای قابلیت کنش و واکنش با بافت زنده یا سازوارۀ زنده[، در کشف دارو، زیست‌سنجی، تصویربرداری، تشخیص و برنامه‌های کاربردی دیگر استفاده کرد.
بیشترین کاربرد نانوذرات فلزی از نانوذرات نقره و طلا بوده است. نانوذرات نقره (AgNPs) خواص ضد باکتریایی دارند که به دلیل وجود یون‌های نقره است. آنها می‌توانند از طریق غذا وارد بدن موجودات زنده شوند و همچنین از طریق پوست و دستگاه تنفسی، و حتی از موانع خون مغز نیز عبور کنند. AgNP به‌طور معمول اثر سیتوتوکسیک دارد. چرا که موجب افزایش پروتئین‌های دفاعی آنتی‌اکسیدانی در برنامه‌نویسی ژن‌ها می‌شود که یکی از ویژگی‌های معمول پاسخ به فشار اکسیداتیو است.
نانوذرات طلا (AuNPs) دارای ترکیبی از خواص فیزیکی، شیمیایی، نوری و الکترونیکی منحصر به فرد نسبت به دیگر فناوری‌های نانو در زیست‌پزشکی هستند. آنها بستری چندمنظوره برای تصویربرداری و تشخیص بیماری‌ها فراهم می‌آورند، تا عوامل درمانی را به صورت انتخابی به محل مورد نظر برسانند، برای احساس کردن سلول‌ها و بافت‌ها به درمان، برای نظارت و هدایت اعمال جراحی، برای مدیریت صحیح تابش الکترو مغناطیسی به موضع بیماری، و برای ارائة ترکیباتی که به تخریب آنزیمی حساس هستند، و همچنین آنهایی که نفوذ داخل سلولی ضعیفی از خود نشان می‌دهند. (به عنوان مثال siRNA). AuNP را می‌توان با زنجیره پلی‌اتیلن ‌گلیکول از طریق پیوندهای Au-S پوشش داد تا جذب آنها توسط کبد و طحال کاهش یافته و نیمة ‌عمرشان در خون طولانی‌تر شود. سایر مولکول‌های زیستی همچون پپتیدها، ترکیباتی با وزن مولکولی، آپتامرها، در آنتی‌بادی‌های مونوکلونال نیز به سطح AuPN می‌چسبند تا پتانسیل هدف قراردهی تومور افزایش یابد. این بدان معناست که چندمنظوره بودن AuPN منجر به پیشرفت آن در آینده و استفاده در درمان سرطان خواهد شد که شامل شیمی‌درمانی و پرتودرمانی شیمی نیز خواهد بود.

لیپوزوم‌ها
کلمۀ لیپوزوم از دو واژۀ یونانی مشتق شده است: ʼLiposʼ به معنای چربی و ’Soma’به معنای بدن. از لحاظ ساختاری، لیپوزوم‌ها از حجم آبی محصور در یک لایۀ لیپید تشکیل می‌شوند. لیپوزوم‌ها از پیشرفته‌ترین حاملان نانو هستند که در دارورسانی جدید و هدفمند مورد استفاده قرار می‌گیرند، به عنوان مثال در درمان سرطان(54)، واکسیناسیون، ژن‌درمانی، و تشخیص، با توجه به توانایی آنها برای شبیه‌سازی غشاء سلول طبیعی. آنها همچنین دارای پتانسیل بسیار بالایی برای برنامه‌های کاربردی در صنایع غذایی و دارویی هستند. علاوه بر این، ساختار آنها از ترکیبات گنجانده شده در هستۀ درونی آبی محافظت می‌کند یا در غشاء دو لایه در مقابل شرایط خارجی مخرب مانند نور، pH یا آنزیم‌ها محافظت می‌کند، و به آنها اجازه می‌دهد که در اهداف تعیین شده منتشر شوند. لیپوزوم‌ها بر مبنای اندازه و تعداد به دو نوع اساسی تقسیم می‌شوند. وزیکول‌های چند لایه (MLVs) از چند لیپید دو لایه تشکیل شده‌اند که توسط فواصل آبی از یکدیگر جدا شده‌اند. اندازۀ آنها ناهمگن است و قطر آنها از چند صد تا چند هزار نانومتر مختلف است. وزیکول‌های تک لایة کوچک (SUVs) و وزیکول‌های تک لایة بزرگ (LUVs) که در فضای آبی محصور شده‌اند و اطراف آنها را یک لایه احاطه کرده است. اندازۀ SUVSکمتر از 100 نانومتر است درحالی‌ که LUVs بزرگ‌تر از 100 نانومتر هستند.
لیپوزوم چندلایه دارای ضخامت است و سطح کپسول می‌تواند تعیین شود تا 1) جمعیت خاصی از سلول‌ها هدف قرار گیرد، 2) عملکردهای خاص سلول با چسبیدن آن به سطح سلول یا با جذب درون‌سلولی فعال شود، 3) محتوا در موقع لزوم هنگامی که به موضع مورد نظر رسید منتشر شود، 4) یا هنگامی که به محرکی که به خوبی برای آن تعریف شده برخورد آزاد شود
امکان ارائة دوزهای مختلف از مناطق مختلف لایه‌های آن وجود دارد. مولکول‌های دارو درون‌ لایه‌های فسفولیپیدی محصور شده‌اند تا دارورسانی به سلول‌ها انجام گیرد. لیپیدها حلالیت چندانی در آب ندارند، بنابراین استفاده از آنها به‌طور بالقوه می‌تواند مشکل آلودگی متقاطع را که در دیگر مولکول‌های کوچک رخ می‌دهد حل کند.
میسل‌های پلیمری معمولاً کوچک‌تر از 100 نانومتر هستند. آنها به‌طور کلی دارای ساختار کروی با هستۀ آب‌گریز هستند که با یک پوشش آب‌دوست احاطه شده‌اند. پوشش آب‌دوست‌ میسل یک ثبات سه بُعدی پدید می‌آورد و از جذب سریع توسط سیستم رتیکو اندوتلیال جلوگیری می‌کند(RES)، و موجب زمان گردش طولانی مدت در بدن می‌شود. هستۀ داخلی قابلیت نگه‌داشتن داروهایی را که در محل آبی چندان قابل حل نیستند دارد.
یکی از مزایای اصلی میسل‌های پلیمری ترکیب عوامل شیمی‌درمانی با حامل‌های دارویی در اندازۀ نانو است. آنها در مقابل شیمی‌درمانی سیستمیک مزایایی دارند. نخست اینکه تعبیۀ آنها در ذرات نانو منجر به افزایش فراهمی ‌زیستی و حذف سریع با کبد و/یا کلیه‌ها می‌شود. دوم، آنها منفعلانه تومور را هدف قرار می‌دهند. از آنجا که آنها حاملان دارو با اندازۀ نانو هستند و اندازۀ کوچکشان موجب افزایش نفوذپذیری و نگهداری (EPR) و در نتیجه موجب تجمع یا بالا رفتن غلظت دارو در محل تومور و کاهش سمیت در مقایسه با ارائة سیستمیک می‌شود. سوم اینکه داروهای آب‌گریز تنها می‌توانند به صورت داخل وریدی تجویز شوند، پس از افزودن یک مادۀ کمک‌رسان در حلالیت مانند اتانول یا کروموفور EL، که اغلب با عوارض جانبی سمی همراه است. اختلاط این داروها در مسیل از استفاده از این مادۀ کمکی جلوگیری به عمل می‌آورد.

ترکیب دارو پلیمر
ترکیب داروها با پلیمر خواص درمانی دارو را بهبود می‌بخشد. دارو می‌تواند با پپتید، پروتئین‌ها، مولکول‌های کوچک و یا اولیگونو کلئوتیدها ترکیب شود. داروهای ترکیبی با پلیمر معمولاً دارای خواصی چون نیمة عمر طولانی مدت، ثبات، حلالیت آبی بالا، ایمنی‌زایی و آنتی‌ژنی کم و دقیق هدف قرار دادن بافت‌ها یا سلول‌ها هستند. ترکیب دارو-پلیمر از مراحل اولیة درمان پلیمری در راستای درمان سرطان شناخته می‌شود. علاوه بر این آنها می‌توانند کاربردی چندمنظوره فراهم آورند که نه تنها برای درمان (دارورسانی) مورد استفاده قرار گیرد، که در تشخیص (تصویربرداری) نیز به کار رود.

نانوذرات لیپیدی جامد
نانوذرات لیپیدی جامد (SLN) گروهی از حاملان ذرات دارو هستند که اندازۀ آنها بین 50 تا 1000 نانومتر است. آنها اغلب از لیپیدهای فیزیولوژیک، پراکنده در آب و یا در محلول آبی سورفاکتانت تشکیل شده‌اند اما چربی مایع امولسیون با یک چربی که در دمای اتاق و در بدن به حالت جامد می‌ماند جایگزین شده است. زنجیرۀ آب‌گریز فسفولیپیدها در ماتریس چربی جاسازی شده است.
بسیاری از چربی‌های زیست‌سازگار / زیست‌تخریب‌پذیر از جمله اسیدهای چرب، استروئیدها، واکس، ترکیبات مونو، دی، یا تری‌گلیسیریدها مورد استفاده قرار گرفتند. طیف گسترده‌ای از سورفاکتانت‌های زیست‌سازگار برای ثبات SLN مورد استفاده قرار می‌گیرند (کاتیونی، غیر یونی، آنیونی و پلیمری). بنابراین، SLNs مزایای دیگری چون ثبات فیزیکی و سمیت کم دارند.
SLNs به‌طور فزاینده‌ای برای محافظت از داروهای حساس که در بدن زود تخریب می‌شوند و برای کنترل رهش و انتشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها توانایی حمل داروهای چربی‌دوست یا آب‌دوست، در اندازۀ کوچک، سطح بزرگ، بارگیری دارو بالا، و بهبود عملکرد داروسازی، زیست‌سازگاری خوب و سمیت کم را دارند.
استفاده از فرمولاسیون SLN در دارورسانی ضد سرطان بر بسیاری از موانع که معمولاً در شیمی‌درمانی مشاهده می‌شود، فائق آمده است. برخی از داروهای ضد سرطان از جمله اتوپوزید، متوتروکسات، و آیداروبیسین در SLN گنجانده شده و توسط گروه‌های مختلف پژوهشی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. علاوه بر این، بارگذاری دارو در SLN به دسترسی به تومورهای جامد که جذب دارو در آنها کم است کمک می‌کند. SLN با بارگذاری دارویی زیاد، و کاهش زمان گردش خون، به علت کندی محو شدن (کلیرانس) موجب افزایش اثر هدف قراردهی دارو می‌شود.

آماده‌سازی نانوذرات
پراکندگی پلیمرها روشی است که برای آماده‌سازی نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب پلیمر پایه عمدتاً متفاوت است چرا که بر اساس طرح مورد استفاده و خواص کاربرد صورت می‌گیرد. عوامل متعدد دیگری نیز از قبیل اندازۀ ذرۀ مورد نیاز و خواص شیمیایی فیزیکی دارو نیز بر این امر اثر می‌گذارند. ساختار سطح و عملکرد، درجة زیست‌-تخریب‌پذیری و زیست‌سازگاری و مشخصات انتشار دارو در محصول نهایی نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

تبخیر حلال
روش تبخیر حلال نخستین روش برای آماده‌سازی NPs بود. در این روش، امولسیون با استفاده از محلول پلیمر در حلال فرار ساخته می‌شود. پس از آنکه حلال پلیمر تبخیر شد، امولسیون به یک نانو‌ذره تبدیل می‌شود که امکان انتشار در طول دورۀ پیوسته امولسیون را فراهم می‌سازد. این روش نیازمند همگن سازی با سرعت بالا یا فراصوت فوق‌العاده و تثبیت کننده است. مشخص شده است که اندازۀ ذرات متأثر از نوع تثبیت کننده و غلظت آن، سرعت هموژنایزر و همچنین غلظت پلیمر است.

نانو بارش
نانو بارش (Nano-Precipitation) یک روش دیگر جابه‌جایی حلال است که شامل بارش پلیمر مورد استفاده از یک محلول آلی است. بارش از طریق انتشار حلال آبی در محیط آبی در حضور یا عدم حضور سورفکتانت صورت می‌گیرد. پلیمر در ارتباط بین آب و حلال آلی قرار می‌گیرد. این روش اساساً برای داروهای چربی‌دوست (لیپوفیل) قابل اجرا است.

جدا کردن نمک
این روش با جدا کردن یک حلال قابل اختلاط آب از محلول آبی و خارج کردن نمک انجام می‌شود. پلیمر و دارو ابتدا در یک حلال حل هستند که سپس در یک ژل آبی که حاوی عامل نمک‌زدا است تبدیل به امولسیون می‌شود. هر دو حلال و عامل نمک‌زدا توسط فیلتراسیون متقاطع از بین می‌روند. نمک‌زدایی نیازمند افزایش دما نیست، و در نتیجه مناسب مواد حساس است.

دیالیز
پلیمر در حلال آبی محلول شده و داخل لولة دیالیز با قطع و وزن مولکولی مناسب جای می‌گیرد. دیالیز یک روش ساده و مؤثر برای آماده‌سازی PN باریک و کوچک است.

امولسیون/انتشار حلال (ESD)
این روش، اصلاح شیوۀ تبخیر حلال است. پلیمر با حلال‌های آلی حل شده که تا حدی قابل اختلاط با آب هستند. به منظور رسوب پلیمر و تشکیل نانوذرات، مقدار بیشتری آب نیاز است تا انتشار حلال حاوی پلیمر پراکنده تسهیل شود. حلال اشباع شده از آب-پلیمر در محلول آبی حاوی تثبیت کننده به شکل ذرات ریز و پایدار درمی‌آید. در نهایت حلال با استفاده از تبخیر یا فیلتراسیون زدوده می‌شود. اگرچه حجم بالای آبی که از دست می‌رود موجب کاهش کارآیی کپسوله شدن می‌گردد.

فناوری سیالات فوق بحرانی
این یک روش سازگار با محیط زیست است که با استفاده از یک حلال بی‌خطر برای محیط زیست انجام می‌گیرد، تا NPs با خلوص بالا و بدون هرگونه اثری از حلال‌های آبی به وجود آید. سیال فوق بحرانی به‌طورکلی به عنوان حلالی در دمای بالاتر از دمای بحرانی تعریف می‌شود، که با وجود فشار، مایع تک فاز باقی می‌ماند.

روش پلیمریزاسیون
برای تشکیل نانوذرات در محلول آبی، مونومرها پلیمریزه می‌شوند. پس از آنکه عمل پلیمریزاسیون تکمیل شد، دارو یا از طریق حل شدن در محیط پلیمریزاسیون یا از طریق جذب در نانوذرات در آن گنجانده می‌شود. غلظت سورفکتانت و تثبیت‌کننده، اندازۀ نهایی NP را تعیین می‌کنند.

پلیمریزاسیون امولسیونی
طبقه‌بندی روش بر اساس استفاده از فاز پیوستۀ آلی یا آبی است. سورفکتانت یا پلیمرهای محلول محافظ برای جلوگیری از دانه‌بندی در مراحل اولیة پلیمریزاسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرآیند پلیمریزاسیون می‌تواند توسط مکانیسم‌های مختلفی آغاز شود؛ یک یون یا یک رادیکال آزاد با تشعشعات پرانرژی، از جمله تابش g، و یا اشعۀ ماورای بنفش یا نور مرئی قوی. جدایی فاز و تشکیل ذرات جامد می‌تواند قبل یا بعد از پایان واکنش پلیمریزاسیون صورت گیرد.

مینی‌امولسیون
مینی‌امولسیون‌ها دستۀ ویژه‌ای از امولسیون هستند که تثبیت می‌شوند. این روش شامل آب، ماده کمک تثبیت کننده، سورفکتانت، مخلوط مونومر و آغازگر می‌شود. تفاوت اصلی بین پلیمریزاسیون امولسیون و پلیمریزاسیون مینی امولسیونی این است که مینی امولسیون توسط همگن‌سازی با انرژی بالا تولید می‌شود تا به حالت پایدار برسد و کشش سطحی آن بسیار بیشتر از صفر است.

پلیمریزاسیون میکروامولسیون
مشابه پلیمریزاسیون امولسیون است، اما اگر از جنبۀ جنبشی با یکدیگر مقایسه شوند، کاملاً متفاوت هستند. در پلیمریزاسیون میکروامولسیون، میکروامولسیونی وجود دارد که از لحاظ ترمودینامیکی پایدار است و حاوی میسل‌های متورم و مقادیر بالایی سورفکتانت است. انواع و غلظت آغازگر، منومر، سورفکتانت، و دمای واکنش برخی از عوامل مهم مؤثر بر جنبش پلیمریزاسیون میکروامولسیون و خواص NP هستند.

پلیمریزاسیون بین سطحی
شامل پلیمریزاسیون دو عاملی یا مونومر واکنشی است که به ترتیب در دو فاز حل می‌شوند (یعنی فاز مستمر و پراکنده). تشکیل پلیمر در مایع رابط یا نزدیک آن صورت می‌گیرد، هنگامی‌ که دو مایع در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند، یا با هم هم‌زده می‌شوند.

پلیمریزاسیون رادیکال زنده / کنترل شده
امکان سنتز دقیق پلیمر با ساختار کنترل شده و وزن مولکولی به خوبی تعریف شده را فراهم می‌آورد. این امر باعث پراکندگی در سیستم‌های آبی می‌شود (امولسیون، مینی‌ امولسیون و غیره) و سنتز نانوذرات پلیمری با ریخت‌شناسی شامل پلیمر به خوبی تعریف شده با چند کاربرد بالقوه را ممکن می‌سازد. ظهور اخیر بسیاری از فرآیندهای پلیمریزاسیون رادیکال به اصطلاح کنترل شده یا زنده (C/LRP) راه جدیدی را با استفاده از روش پلیمریزاسیون قدیمی باز کرده است.

انعقاد یونی یا سفت‌شدگی پلیمرهای آب‌دوست
نانوذرات پلیمری با استفاده از پلیمرهای آب‌دوست زیست‌تخریب‌پذیر مانند کیتوزان، ژلاتین، آلرژینات سدیم آماده می‌شود. این روش شامل مخلوطی از دو فاز آبی می‌شود. در این روش، گروه آمینه کیتوزان که به‌طور مثبت بارگذاری شده با تری‌پلی ‌فسفات شارژ شده به صورت منفی واکنش می‌دهد تا توده‌ای با اندازه‌ای در محدودۀ نانومتر ایجاد شود. توده‌ها به علت واکنش الکترواستاتیک بین دو فاز آبی پدید می‌آیند در حالی که مواد تحت انتقال از مایع به ژل به دلیل شرایط تعامل یونی در دمای اتاق به ژن یونی تبدیل شده بود.

خواص نانو ذرات
بررسی خواص شامل مطالعۀ ظاهر مواد از جمله ترکیب، ساختار، و خواص مختلف فیزیکی، الکتریکی، مغناطیسی و غیره می‌شود.

مشخصات ساختاری
این مقوله شامل تعیین خصوصیات نانوذرات مانند شکل، اندازه، مورفولوژی سطح، توزیع فضایی تنظیم ساختاری، تراکم، ویژگی‌های هندسی و غیره است.
الف) میکروسکپ اسکن الکترونی (SEM) با اسکن سطح نمونه تصاویری را ارائه می‌دهد. این تصویر با مقیاس طولی nm10 اطلاعات ارزشمندی را دربارۀ تنظیمات ساختاری، توزیع فضایی و مورفولوژی سطح نانوذرات در اختیار ما قرار می‌دهد.
ب) میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخصات و اطلاعات دقیق‌تر هندسی از جمله ساختار بلور، کیفیت و تشخیص موقعیت نانوذرات ارائه می‌دهد.
اندازۀ ذرات و توزیع اندازۀ ذرات (به معنای همگن بودن اندازۀ ذرات است و با اندازه‌گیری شاخص بس‌پاشیدگی سنجیده می‌شود). آنها توزیع داخل بدن، سمیت و قابلیت هدف قراردهی سیستم‌های نانوذره را تعیین می‌کنند. همچنین می‌توانند انتشار دارو، بارگیری و همچنین ثبات نانوذرات را تحت تأثیر قرار دهند. توسط پراکندگی نور پویا که برای اندازه‌گیری ذرات استفاده می‌شود، تعیین می‌گردد که از چند نانومتر تا 3 میکرومتر را مشخص می‌کند، یا با پراش لیزر برای شناسایی ذرات میکرو یا دانه‌های احتمالی نانو ذرات دارو.

شارژ ذرات / پتانسیل زتا
پتانسیل زتا برای تعیین پتانسیل الکتریکی سطح ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین برای بهینه‌سازی پارامترهای فرمولاسیون به عنوان یک مادة شارژ شدۀ فعال در مرکز کپسول نانو محصور شده است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. و می‌تواند با توجه به سطح جذب و ثبات ذخیره‌سازی، پراکندگی کلوئیدی را پیش‌بینی کند. در حال حاضر، روش اصلی در تعیین پتانسیل زتا استفاده از لیزر داپلر anemometry است.

وضعیت بلورها
گرماسنجی روشی تفاضلی، پراش اشعة X، و دیگر روش‌های تحلیلی برای بررسی هر گونه تغییر احتمالی در شکل فیزیکی دارو در طول پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نمایه انتشار
مشخصات انتشار در شرایط آزمایشگاهی فیزیولوژیک. میزان انتشار دارو بستگی دارد به: حلالیت دارو، انتشار دارو از طریق ماتریس نانوذرات، فرسایش یا تخریب ماتریس نانوذرات؛ و اندازۀ ذرات و توزیع اندازۀ ذرات نانوذره‌ها.

ثبات دارو
سنجش داروی استخراج شده‌ از نانوذرات، تجزیه و تحلیل شیمیایی دارو.

بررسی سمیت
سمیت نانوسیستم‌ها با استفاده از یک پروتکل در دسترس در متون مربوطۀ موجود که به‌خوبی تعریف و پایه‌ریزی شده سنجیده می‌شود. بررسی سمیت در شرایط آزمایشگاهی در خطوط سلولی مختلف انجام می‌شود و روش ارزیابی MMT برای تعیین زنده بودن سلول مورد استفاده قرار می‌گیرد. سمیت‌های مزمن و حاد داخل بدن در مدل‌های مختلف حیوانی تعیین می‌شود.

خلاصه
هدف اصلی این بررسی شرح معنای فناوری نانو است و نشان می‌دهد که سیستم‌های ذرات نانو اهمیت ویژه‌ای دارند. این فناوری راه‌حل بسیاری از مشکلات است از قبیل تبدیل محلول‌های ضعیف، موادی که از لحاظ بیولوژیِکی فعالیت کمتری دارند یا از جذب چندانی برخوردار نیستند به یک سیستم دارورسانی امیدوار کننده. سطح وسیع‌تر آن به بهنه‌سازی دارورسانی و جذب و هدف قرار دادن دارو نسبت به یک موضع خاص کمک می‌کند. تکنیک‌های مختلفی برای تولید نانوذرات پلیمری وجود دارد. ما باید از یک تکنیک مناسب ساده و امن در میان روش‌های مختلف ممکن برای تهیة سیستم‌های نانو استفاده کنیم. این امر همیشه به خصوصیت شیمیایی و فیزیکی دارو بستگی دارد. این امکان فراهم شده که با انتخاب روش مطلوب آماده‌سازی و پلیمر برای تولید نانوذراتی با اندازۀ مناسب و مورد نظر با مهار کارآمد و مؤثر دارو انجام شود.
ارزیابی انتشار و داده‌های انتشار نانوذرات خاص و روش‌های ارزیابی دیگر می‌تواند حاصل سیستم بهینه‌سازی نانوذرات باشد.

Source:
Nanotechnology - A Review article
Hadel A. Abo Enin
Pharmaceutics Department, Taif University, Taif, Saudi Arabia
Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res., 29(1), November - December 2014

مطالب پیشنهادی ما برای مطالعه

ارتباط آرتریت روماتوئید در مادر باردار و صرع دوران کودکی

مصرف آنتی‌بیوتیک در اوایل کودکی ریسک آلرژی غذایی را در کودکان بالا می‌برد

نظرات (0)

تاکنون هیچ نظری درباره این مطلب ارائه نشده است.

نظر خود را اضافه کنید.

نظر شما پس از بازبینی منتشر می‌شود.
پیوست ها (0 / 3)
Share Your Location
عبارت تصویر زیر را بازنویسی کنید.

 

X

کپی رایت

هرگونه کپی مطالب سایت به هر شکل پیگرد قانونی دارد.