%41تخفیف

دانلود پروژه:ساخت سامانه دارویی آهسته رهش آسیکلوویر در مقیاس نانو

تعداد108صفحه در فایل word

رساله دکتری رشته مهندسی شیمی  (PhD)

 

ساخت سامانه دارویی آهسته رهش آسیکلوویر در مقیاس نانو

این پژوهش به منظور توسعه سامانه نوین آزادسازی دارو بر پایه نانو ذرات انجام گرفت. در این پژوهش با استفاده از پلیمر طبیعی کیتوسان که با خاصیت زیست سازگاري و زیست تخریب پذیري بالا یکی از مناسب‌ترین مواد براي استفاده در سامانه‌های دارو رسانی است، ذرات در مقیاس نانومتر با استفاده از روش ژل شدن یونی تهیه شد. فرمولاسیون سامانه آهسته رهش داروی آسیکلوویر بارگذاری شده در نانو ذرات کیتوسان با استفاده از روش آماری سطح پاسخ دی اپتیمال و شبکه عصبی مصنوعی به طور همزمان به منظور توسعه مدلی برای شناسایی روابط بین متغیرهای موثر بر خواص نانو ذرات بهینه‌سازی شد. بدین برای، تأثیر سه متغیر مستقل (فاکتورها) شامل غلظت دارو، نسبت غلظت پلیمر به تری پلی فسفات و pH محلول دارو-پلیمر بر روی متغیرهای وابسته (پاسخ‌ها) شامل اندازه ذرات، پتانسیل زتا، شاخص توزیع اندازه ذرات و درصد میزان داروی بارگذاری شده بررسی شد. به منظور ارائه یک مدل مناسب در شبکه عصبی برای فرمولاسیون، از چهار مدل آموزشی لونبرگ مارکوارت (LM)، گرادیان نزولی (GD)، تنظیم بایسین (BR) و شبه نیوتن (BFGs) استفاده شد که هر دو مدل LM و  GD نتایج مشابهی در فرمولاسیون داده‌ها نشان دادند. با توجه به عملکرد و کارایی شبکه عصبی، افزایش pH محلول پلیمر باعث کاهش در اندازه نانو ذرات و همچنین شاخص توزیع اندازه ذرات می‌شود. افزون بر این، کاهش در نسبت غلظت کیتوسان به تری پلی فسفات سبب افزایش درصد بارگذاری دارو در نانو ذرات می‌شود. همچنین به منظور بررسی عملکرد مدل ها، هر یک از مدل های آموزش به منظور در نظر گرفتن دقت در توانایی پیش‌بینی، مورد بررسی قرار گرفتند که نتیجه به دست آمده به صورت LM >BFGs >GD >BR گزارش شد. برای تعیین اندازه نانو ذرات حاصله از دستگاه پراکنش نور دینامیک، برای بررسی شکل نانو ذرات از میکروسکوپ الکترونی روبشی، برای بررسی ساختار تشکیل‌دهنده نانو ذرات از طیف‌سنجی مادون‌قرمز و برای تعیین مقاومت حرارتی از آنالیز وزن سنجی حرارتی استفاده شد. نانو ذرات بهینه با مشخصات اندازه ذره 24/3±132 نانومتر، پتانسیل زتای 2/87±32 میکرو ولت، شاخص توزیع اندازه ذرات برابر با 05/0±159/0 و میزان داروی بارگذاری شده 35/4±85 درصد به دست آمد. همچنین مطالعه رهایش آسیکلوویر در محیط برون تنی میزان 17/81% در طول 48 ساعت را نتیجه داد و عدم هرگونه رهایش سریع حاکی از برهم‌کنش ایده آل بین پلیمر کیتوسان و آسیکلوویر است. همچنین مطالعات سینتیکی آزادسازی نشان داد که رهایش دارو از مدل کینتیکی درجه اول با مکانیزم نفوذ فیکین پیروی می‌کند. به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که نانو ذرات آسیکلوویر تهیه‌شده در شرایط بهینه با اندازه ذرات کوچک در حد نانو و همچنین ساختار کروی شکل و پایداری گرمایی بالا، می‌توانند به عنوان حاملی مناسب برای مصارف دارو رسانی آهسته رهش به کار روند.

واژگان کلیدی: آسیکلوویر، نانوذرات کیتوسان، ژل شدن یونی، سیستم آهسته رهش، طراحی آزمایش

عنوان                                                                                                             صفحه

چکیده 1

فصل اول: کلیات. 3

فصل دوم: ادبیات و مستندات. 7

2-1- مقدمه. 8

2-٢- نانو ذرات.. 8

2-٢-١- مزایای استفاده از نانو ذرات.. 9

2-2-2- کاربرد نانو ذرات در دارو رسانی نوین. 10

2-3- سامانه‌های کنترلی انتقال دارو. 11

2-3-1- تاریخچه سامانه‌های کنترلی انتقال دارو. 11

2-3-2- مزایای سامانه‌های کنترلی انتقال دارو. 12

2-3-3- معایب سامانه‌های کنترلی انتقال دارو. 13

2-3-4- انواع سامانه‌های کنترل انتقال دارو. 13

2-3-4-1- سامانه‌های تحت کنترل نفوذ. 14

2-3-4-2- سامانه‌های مخزنی.. 14

2-3-4-3- سامانه‌های شبکه‌ای.. 16

2-3-4-4- سامانه‌های تحت کنترل تخریب.. 17

2-3-4-5- سامانه‌های تحت کنترل واکنش شیمیایی.. 18

2-3-4-6- سامانه‌های تحت کنترل تورم. 18

2-3-4-7- سامانه‌های تحت کنترل اسمز. 19

2-3-4-8- سامانه‌های عکس‌العملی.. 20

2-4- انواع پلیمرهای مورد استفاده در سامانه‌های رهایش کنترل شده 21

2-4-1- پلیمرهای آب دوست.. 21

2-4-2- پلیمرهای آب گریز. 21

2-4-3- پلیمرهای حساس به pH.. 21

2-4-4- پلیمرهای زیست تخریب پذیر. 22

2-4-5- پلیمرهای زیست چسبنده 22

2-4-6- پلیمرهای تبادل گر یونی.. 22

2-4-7- هیدروژل ها 22

2-5- تولید نانو ذرات با استفاده از پلیمرهای از پیش تهیه‌شده 23

2-6- نانو ذرات تهیه‌شده از پلیمرهای طبیعی.. 23

2-6-1- پلیمر طبیعی کیتوسان. 24

2-6-1-1- کاربردهای کیتوسان. 26

2-7- روش‌های تهیه نانو ذرات از ماکرو مولکول‌های طبیعی.. 26

2-7-1- روش امولسيون يك گانه (o/w) 26

2-7-2- روش امولسيون دوگانه. 27

2-7-3- روش امولسيون نفوذ حلال خود به خودي.. 28

2-7-4- روش رسوب‌دهي با نمک… 28

2-7-5- استفاده از فناوري سيال فوق بحرانی.. 29

2-7-6- روش‌هاي مبتني بر رسوب مستقيم. 30

2-8- انواع روش‌هاي توليد نانو ذرات كيتوسان. 31

2-8-1- روش ژل شدن يوني.. 31

2-8-2- روش جدايش فازي در محيط آبي با استفاده از رسوب‌دهي.. 32

2-8-3- روش امولسيون ترسيبي.. 33

2-8-4- روش ميسل معكوس… 34

2-9- فرآيند بارگذاري نانو ذرات با دارو. 35

2-10- رهايش دارو از نانو ذرات.. 36

2-11- داروی آسیکلوویر. 37

فصل سوم: روش اجرای پژوهش.. 47

3-1- دستگاه‌ها و تجهیزات، مواد و روش‌ها 48

3-1-1- دستگاه‌ها و تجهیزات.. 48

3-1-1-1- دستگاه پراکنش نور دینامیک… 48

3-1-1-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 49

3-1-1-3- دستگاه طیف‌سنجی مادون‌قرمز. 49

3-1-1-4- دستگاه طیف‌سنجی اشعه ماوراءبنفش (اسپکتروفوتومتر). 49

3-1-1-5- دستگاه گرماسنجی روبشی تفاضلی.. 49

3-1-1-6- میکرو فیلتر (فیلتر سرسرنگی). 49

3-1-1-7- ترازو. 50

3-1-1-8- هیتر و همزن. 50

3-1-1-9- دستگاه اولتراسونیک… 50

3-1-1-10- دستگاه سانتریفیوژ. 50

3-1-1-11- دستگاه لیوفیلیزه 50

3-1-1-12- دستگاه pH  متر. 50

3-1-1-13- کیسه دیالیز. 51

3-1-1-14- دستگاه انکوباتور لرزان. 51

3-1-2- مواد شیمیایی مورد نیاز. 51

3-2- طراحی آزمایش… 52

3-2-1- غلظت پلیمر کیتوسان. 54

3-2-2- غلظت داروی آسیکلوویر. 55

3-2-3- نسبت وزن پلیمر کیتوسان به تری پلی فسفات سدیم. 55

3-2-4- pH محلول کیتوسان حاوی دارو. 55

3-3- تهیه نانو ذرات آسیکلوویر. 56

3-4- ارزیابی نانو ذرات.. 57

3-4-1- اندازه‌گيري اندازه ذرات به روش پراكنش نور دینامیک (DLS) 57

3-4-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 57

3-4-3- طیف‌سنجی مادون‌قرمز (FT-IR) 57

3-4-4- آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA) 57

3-4-5- گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) 58

3-5- میزان بارگذاری دارو روی پلیمر. 58

3-5-1- منحنی استاندارد جذب دارو. 58

3-5-2- تعیین مقدار داروی بارگذاری شده در نانو ذرات.. 58

3-6- اندازه‌گیری میزان آزادسازی کنترل شده دارو در شرایط برون تنی.. 59

3-7- بررسی مدل‌سازی رهایش دارو. 60

3-7-1- کینتیک رهایش دارو. 60

3-7-2- بررسی ضریب نفوذ دارو. 61

3-8- مدل‌سازی با استفاده از شبکه عصبی.. 63

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل نتایج. 66

4-1- طراحی آزمایش… 67

4-2- بررسی اندازه و پتانسیل زتای ذرات.. 68

4-2-1- اندازه ذرات.. 68

4-2-2- پتانسیل زتا 69

4-2-3- شاخص توزیع اندازه ذرات.. 71

4-3- درصد میزان داروی بارگذاری شده 72

4-4- بهینه‌سازی فرمولاسیون. 74

4-5- ارزیابی نانو ذرات.. 75

4-5-1- میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 75

4-5-2- طیف‌سنجی مادون‌قرمز (FT-IR) 76

4-5-3- آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA) 76

4-5-4- گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) 77

4-6- مطالعه رهایش دارو در محیط برون تنی.. 78

4-7- بررسی مدل‌سازی رهایش دارو. 80

4-7-1- کینتیک رهایش دارو. 80

4-7-2- بررسی ضریب نفوذ دارو. 81

4-8- مدل‌سازی با استفاده از شبکه عصبی.. 82

4-8-1-1- مدل آموزش LM… 82

4-8-1-2- مدل آموزش GD.. 83

4-8-1-3- مدل آموزش BR.. 84

4-8-1-4- مدل آموزش BFGs. 85

4-8-2- معیارهای عملکرد مدل های آموزش… 85

فصل پنجم: نتیجه‌گیری. 88

منابع. 91

پیوست. 96

پیوست (الف): کاربردهای نانو ذرات در داروسازی.. 97

پیوست (ب): انواع حامل‌های دارو. 100

پیوست (ج): بازار داخلی نانو ذرات.. 104

پیوست (د): طراحی آزمایش‌ها برای تهیه نانو ذرات کیتوسان بر اساس آرایه دی اپتیمال. 105

پیوست (ه): نمودار توزیع اندازه نانو ذرات 107

واژه نامه فارسي به انگليسي. 111

واژه نامه انگليسي به فارسي. 114

                                                 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول ها

 

جدول                                                                                                   صفحه

جدول 2-1- روش‌های تهیه نانو ذرات از ماکرو مولکول‌های طبیعی.. 31

جدول 3-1- مواد شیمیایی بکار رفته در این پژوهش… 52

جدول 3-2- متغیرهای بکار رفته در طراحی آزمایش و محدوده تغییرات آن‌ها 54

جدول 4-1- طراحی آزمایش‌ها برای تهیه نانو ذرات کیتوسان بر اساس آرایه دی اپتیمال.. 67

جدول 4-2- متغیرهای مستقل بهینه‌شده و پاسخ‌های پیش‌بینی‌شده. 74

جدول 4-3- پاسخ‌های به دست آمده و خطای تخمینی.. 74

جدول 4-4- نتایج داده‌های آزادسازی دارو در زمان‌های مختلف… 78

جدول 4-5- مدل های کینتیکی رهایش دارو. 81

جدول 4-6- ضریب نفوذ دارو برای ماتریس کربومر و پلی‌اتیلن اکساید. 81

جدول 4-7- پارامترهای آموزش شبکه با مدل LM… 83

جدول 4-8- پارامترهای آموزش ساختار مختلف شبکه با الگوریتم GD.. 84

جدول 4-9- پارامترهای آموزش ساختار مختلف شبکه با الگوریتم BR.. 84

جدول 4-10- پارامترهای آموزش ساختار مختلف شبکه با الگوریتم BFGs. 85

جدول 4-11- مقایسه شاخص‌های عملکرد چهار مدل آموزش… 86


فهرست شکل‌ها

 

شکل                                                                                                     صفحه

شکل 1-1- منحنی تغییرات غلظت دارو در سامانه‌های معمولی و کنترل شده. 4

شکل 2-1- ساختار نانوکره و نانو کپسول.. 8

شکل 2-2- سامانه مخزنی رهش کنترل شده بانفوذ. 14

شکل 2-3- پدیده نفوذ از غشای سامانه مخزنی.. 15

شکل 2-4- سامانه شبکه‌ای رهش کنترل شده بانفوذ. 16

شکل 2-5- سامانه رهش کنترل شده تخریب پذیر. 17

شکل 2-6- نمایی از یک سامانه آزادسازی تحت کنترل تورم. 19

شکل2-7- سامانه رهش کنترل شده پمپ اسمزی.. 19

شکل 2-8- ساختمان شیمیایی کیتوسان.. 24

شکل 2-9- واکنش تبدیل کیتین به کیتوسان.. 25

شكل 2-10- روش امولسيون يك گانه. 27

شكل 2-11- روش رسوب‌دهي با نمك.. 29

شكل 2-12- روش‌ مستقيم. 30

شكل 2-13- روش ژل شدن يوني.. 32

شكل 2-14- روش جدايش فازي در محيط آبي با استفاده از رسوب‌دهي.. 33

شكل 2-15- روش امولسيون ترسيبي.. 34

شكل 2-16- روش ميسل معكوس… 35

شکل 2-17- ساختمان شیمیایی آسیکلوویر. 37

شکل 2-18- ساختمان شیمیایی کربومر 934.. 39

شکل 2-19- مقایسه نرون بیولوژیکی و معادل ریاضی آن.. 40

شکل 2-20- شمای یک شبکه عصبی چند لایه پیش رو. 41

شکل 4-1- نمودار سه بعدی سطح پاسخ، نشان‌دهنده تأثیر متغیرهای مستقل بر روی اندازه ذرات.. 68

شکل 4-2- نمودار سه بعدی سطح پاسخ، نشان‌دهنده تأثیر متغیرهای مستقل بر روی پتانسیل زتا 70

شکل 4-3- نمودار سه بعدی سطح پاسخ، نشان‌دهنده تأثیر متغیرهای مستقل بر روی شاخص توزیع اندازه ذرات.. 71

شکل 4-4- منحنی استاندارد آسیکلوویر. 72

شکل 4-5- نمودار سه بعدی سطح پاسخ، نشان‌دهنده تأثیر متغیرهای مستقل بر درصد داروی بارگذاری شده. 73

شکل 4-6- نمودار توزیع اندازه نانو ذرات در حالت بهینه. 75

شکل 4-7- تصویر میکروسکوپ الکترونی نانو ذرات کیتوسان حاوی داروی آسیکلوویر. 76

شکل 4-8- طیف‌سنجی مادون‌قرمز نانو ذرات کیتوسان حاوی داروی آسیکلوویر. 76

شکل 4-9- آنالیز وزن سنجی گرمایی نانو ذرات کیتوسان حاوی داروی آسیکلوویر. 77

شکل 4-10- گرماسنجی روبشی تفاضلی نانو ذرات کیتوسان حاوی داروی آسیکلوویر. 78

شکل 4-11- نمودار درصد آزادسازی دارو از نانو ذرات نسبت به زمان.. 79

شکل 4-12- مقایسه آزادسازی دارو در غلظت‌های مختلف الف) کربومر و ب) پلی‌اتیلن اکساید. 80

شکل 4-13- نمودار داده‌های تخمین زده‌شده در مقابل داده‌های به دست آمده توسط مدل الف) LM، ب) GD، ج) BR و د) BFGs  86

شکل 4-14- روند به حداقل رساندن خطا توسط شبکه برای مدل LM… 87

شکل ب-1- مایسل.. 100

شکل ب-2- انواع هموپلیمرها؛ الف: خطی، ب: شاخه‌ای، ج: شبکه‌ای.. 100

شکل ب-3- قرارگیری دارو در مایسل.. 101

شکل ب-4- ساختمان لیپوزوم. 101

شکل ب-5-طریقه قرارگیری دارو درون لیپوزوم. 102

شکل ب-6- الف) نانوکپسول، ب) نانوکره. 103

شکل ب-7- دندریمر. 103

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo