بهینه‌سازی فرایند انکپسوله سازی دارو در میکروذره های کروی چیتوسان با استفاده از روش الکترواسپری هم‌محور

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 کرمانشاه، دانشگاه رازی، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی شیمی، صندوق پستی 6714967346

2 کرمانشاه، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، دانشکده داروسازی، صندوق پستی 671547141

چکیده

میکرو و نانو ذره ­ها در دهه ­های اخیر به‌عنوان حامل ­های زیست‌تخریب‌پذیر(داربست) برای تحویل و رهش کنترل‌شده‌ی عامل­ های درمانی گوناگونی مانند داروها، پروتئین‌ها، سلول­ ها و  ژن­ها، گسترش پیدا کردند. در این پژوهش، تولید میکروذره­ های کروی چیتوسان و بارگذاری هم‌زمان رتینوئیک اسید در این میکروذره­ های کروی بر پایه‌ی روش الکترواسپری هم­محور به روش آماری سطح پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه­ های آزمایشگاهی نشان داد که اندازه­ ی ذره­ ها و ریخت­ شناسی آن‌ها تحت تأثیر شرایط عملیاتی، ازجمله استفاده از غلظت چیتوسان (1X)، سرعت جریان رتینوئیک اسید (2X)، نسبت چیتوسان به رتینوئیک اسید (3X) و میزان شدت نیرومحرکه الکتریکی (4X) است. بهترین میانگین قطر و توزیع اندازه­ای ذره ­ها در غلظت چیتوسان w/v3%، شدت جریان رتینوئیک اسید  mL/h1/0، نسبت چیتوسان به رتینوئیک اسید 6 و ولتاژ  kV7/10 به دست آمد.پایداری میکروذره­ های کروی چیتوسان تولیدشده در محیط کشت برای مدت 10 روز موردبررسی واقع شد که این پایداری مناسب میکروذره ­های کروی امکان استفاده­ ی آن‌ها را در آزمایش‌های درون تنی می­ دهد.

کلیدواژه‌ها


[1] امیدی، مرضیه؛ شجاع الساداتی، سید عباس ؛ مرسلی، علی، بررسی بارگذاری و رهایش کنترل شده یک داروی ضد آریتمی قلبی در یک چارچوب فلز آلی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران.  (2) 33: 21 تا 25 (1393).

[2] Strebhardt K., Ullrich A., Paul Ehrlich’s Magic Bullet Concept : 100 Years of Progress. Nat. Rev. Cancer, 8: 473–480 (2008)

[3] سروشنیا، آرزو؛ گنجی، فریبا؛ تقیزاده، سید مجتبی، تأثیر متغیرهای فرمول­بندی بر عبورپوستی میکرو امولسیون دسموپرسین استات. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران،  (2) 33:  27 تا 32 (1393).

[4] Weigl B., Domingo G., LaBarre P., Gerlach J., Towards Non- and Minimally Instrumented, Microfluidics-based Diagnostic Device, Lab. Chip., 8(12): 1999-2014 (2008)

[5] Roosta S.,  Hashemianzadeh S.M. ,  Ketabi S., Encapsulation of Cisplatin as an Anti-Cancer Drug into Boron-nitride and Carbon Nanotubes: Molecular Simulation and Free Energy Calculation, Mater. Sci. Eng., C 67: 98-103 (2016)

[6] Zamani M., Prabhakaran M. Ramakrishna P.S., Advances in Drug Delivery via Electrospun and Electrosprayed Nanomaterials, Int. J. Nanomedicine, 8: 2997–3017 (2013)

[7] Loscertales I.G., Barrero A., Guerrero I., Cortijo R., Marquez M., Ganan-Calvo A.M., Micro/Nano Encapsulation via Electrified Coaxial Liquid Jets, Science, 295(5560): 1695-1698 (2002)

[8] Mei F., Chen D.R., Operational Modes of Dual-capillary Electrospraying and the Formation of the Stable Compound Cone-jet Mod, Aerosol Air Qual. Res., 8(2): 218–232 (2008)

[9] Chang M.W., Stride E., Edirisinghe M., A New Method for the Preparation of Monoporous Hollow Microspheres, Langmuir, 26(7): 5115–5121 (2010).

[10] Enayati M., Ahmad Z., Stride E., Edirisinghe M., One-step Electrohydrodynamic Production of Drug-loaded Micro-and Nanoparticles, J. R. Soc. Interface, 7: 667–675 (2010)

[11] Lee Y.H., Mei F., Bai M.Y., Zhao S., Chen D.R., Release Profile Characteristics of Biodegradable-polymer-coated Drug Particles Fabricated by Dual-capillary Electrospray, J. Control. Release, 145: 58–65 (2010)

[12] Enayati M., Farook U., Edirisinghe M., Stride E., Electrohydrodynamic Preparation of Polymeric Drug-carrier Particles: Mapping of the Process, Int. J. Pharm., 404: 110–115 (2011).

[13] Si T., Zhang L., Li G., Roberts C.J., Yin X., Xu R., Experimental Design and Instability Analysis of Coaxial Electrospray Process for Microencapsulation of Drugs and Imaging Agents, J. Biomed. Opt., 18: 075003 (2013)

[14] Park S., Hwang S., Lee J., pH-responsive Hydrogels from Moldable Composite Microparticles Prepared by Coaxial Electro-spray Drying, Chem. Eng. J., 169: 348–357 (2011). 

[15] Varmira K., Habibi A., Moradi S. Bahramian E., Statistical Optimization of Airlift Photobioreactor for High Concentration Production of Torularhodin Pigment, Biocatal. Agric. Biotechnol., 8 197–203 (2016).

[16] Zhang, L. Huang J., Si T., Xu R.X., Coaxial Electrospray of Microparticles and Nanoparticles for Biomedical Applications, Expert Rev. Med. Devices, 9(6): 595-612 (2012)

[17] Xie  J., Ng W J., Lee L.Y., Wang C.H., Encapsulation of Protein Drugs in Biodegradable Microparticles by Co-axial Encapsulation and Release Studies of Strawberry Polyphenols in Biodegradable Chitosan Nanoformulation Electrospray, J. Colloid Interface Sci., 317: 469-476 (2008)

[18] Park I., Kim W., Kim S.S., Multi-jet Mode Electrospray for Non-conducting Fluids Using Two Fluids and a Coaxial Grooved Nozzle, Aerosol Sci. Technol., 45: 629-634 (2011)

[19] Xu Y., Hanna M.A., Morphological and Structural Properties of Two-phase Coaxial Jet Electrosprayed BSA-PLA Capsules, J. Microencapsul., 25: 469-477 (2008)

[20] Christe Sonia Mary M., Sasikumar, S., Sodium Alginate/Starch Blends Loaded with Ciprofloxacin Hydrochloride as a Floating Drug Delivery System - In Vitro Evaluation, Iran J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 34(2): 25-31 (2015)

[21] Kim D.G., Choi C., Jeong Y-I., Jang M.K., Nah J.W., Kang S.K., Bang M.S., All-trans Retinoic Acid-associated Low Molecular Weight Water-soluble Chitosan Nanoparticles Based on Ion Complex, Macromol. Res., 14: 66-72 (2006)

[22] Pengpong T.,  SangvanichP.,  SirilertmukulK., Muangsin N., Design, Synthesis and in vitro Evaluation of Mucoadhesive p-coumarate-thiolated-chitosan as a Hydrophobic Drug Carriers, Eur. J. Pharm. Biopharm., 86(3): 487–497 (2014)

[23] PulicharlaR., MarquesC., Das R.K., Rouissi K., Brar S.K., Encapsulation and Release Studies of Strawberry Polyphenols in Biodegradable Chitosan Nanoformulation, Int. J. Biol. Macromol., 88: 171-178 (2016)