سیستم های دارورسانی مبتنی بر نانوتکنولوژی دارای پتانسیل بسیار مناسبی در کاربرد های پزشکی هستند. سیستم های انتقال دارو در مقیاس نانو بر مشکلات مقاومت دارویی در سلول های هدف غلبه کرده و حرکت دارو در عبور از موانع برای افزایش تاثیر روی سلول ها و مولکول های درگیر در فرآیند بیماری را تسهیل می نمایند. بسیاری از این مکانیسم های سلولی و مولکولی به طور ضعیف درک شده اند. علاوه بر این، با وجود اندک بودن مسائل مربوط به متابولیسم و سمیت نانو ذرات پس از عمل درمانی، باید آنها را برای فعال کردن درمان موثر و بی خطر بیماری مورد بررسی قرار داد. در این مقاله تاثیر نانوتکنولوژی بر رهایش دارو را بررسی کرده و اهمیت نانوذرات را به عنوان حامل های دارو و نحوه ی رهایش آن ها را توضیح خواهیم داد.

واژه های کلیدی: نانوتکنولوژی- رهایش دارو- نانوذرات-حامل های دارو

– ۱ دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی شیمی، مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی شریف – ۲ دانشجوی کارشناسی ارشد، شیمی، شیمی کاربردی، دانشگاه صنعتی شریف

۱

۱ مقدمه

از زمان شکل گیری مفهوم نانو در سال ۱۹۵۹ توسط ریچارد فاینمن [۱] ۳ که مواد را در مقیاس نانو مورد بحث قرار داد پیشرفت های فوق العاده ای در این زمینه بوجود آمده است. نانوتکنولوژی که در اصل توسط ناریو تانگوچی ۴ در سال [۲] ۱۹۷۴ برای واژه مرکبی به معنی ماشینکاری با تلرانس کمتر از یک میکرون استفاده شد، امروزه پتانسیل بسیار زیادی در رهایش دارو پیدا کرده است. سیستم های نوین انتقال دارو در مقیاس نانو برای انتقال موثر و ایمن دارو به بافت های آسیب دیده طراحی شده اند .[۳]

رهایش کارآمد دارو و نتایج مطلوب پس از آن را می توان با درک درست از تعامل نانو مواد با محیط های بیولوژیکی، مکانیسم جذب، انتقال داخل عروقی و داخل سلولی، توزیع بیولوژیک، رهایش در محل مورد نظر، رهایش کنترل شده دارو و اقدامات درمانی به دست آورد ۵]،.[۴ اگر چه سیستم های رهایش داروی نانو بر مشکلات مقاومت دارویی در سلول های هدف غلبه می کنند و حرکت دارو در عبور از موانع را برای افزایش تاثیر روی سلول ها و مولکول های درگیر در فرآیند بیماری تسهیل می نمایند اما مکانیسم های زیر بنایی این موارد هنوز در حال بررسی است [۶] .هم چنین می بایستی متابولیسم های جانبی و مسائل سمیت در برخی از نانوذرات را برای درمان بهتر مورد بررسی قرار داد. در این مقاله به بررسی اهمیت نانوذرات پرداخته و نحوه ی رهایش دارو بر مبنای نانوتکنولوژی را شرح می دهیم.

۲ اهمیت نانو ذرات

نانوذرات به عنوان حامل های رهایش دارو در مقیاس کمتر از ۱۰۰ نانومتر استفاده می شوند، و از مواد مختلف زیست تخریب پذیر مانند پلیمرهای طبیعی یا مصنوعی، لیپیدها، یا فلزات به دست می آیند ۷]،. [۵ نانو ذرات گرفته شده از سلول ها موثر تر از میکرو مولکول ها هستند و در نتیجه می توانند به عنوان حامل هایی کارآمد در سیستم های رهایش استفاده شوند. نانوابزارها ابتکارات جدیدی هستند که می توانند طیف گسترده ای از مزایا را فراهم کنند : [۸] از توانایی نانوذرات برای ورود به فضای سیتوپلاسمی در سراسر موانع سلولی و فعال سازی مکانیسم های انتقالات خاص ۵]،[۴ ؛ تا مدولاسیون زیست سازگاری دارو ها و مشخصات ایمنی از طریق سیستم های نانو . [۹] هدف گذاری موثر از طریق نانو ذرات را می توان با اتصال لیگاند انجام داد . [۱۱ ,۱۰] دارو ها برای رهایش خاص خود ممکن است در ماتریکس یا سطح ادغام گردند که حلالیت داروهای نامحلول را افزایش می دهند .[۱۳ ,۱۲] استفاده از نانو ذرات توانایی غلبه بر مقاومت را ایجاد می کند .[۱۳] استفاده از نانوذرات سمیت را به حداقل می رساند. علاوه بر این، نانوذرات رهایش کنترل شده دارو را تسهیل می بخشد . [۱۴]

۳ رهایش دارو در نانوتکنولوژی

استفاده از نانوذرات برای انتقال دارو در نانوتکنولوژی ممکن است بصورت نانوذرات لیپیدی (لیپوزوم ها(۵، نانوذرات پلیمری ( دن دریمر۶ ، فولرین(۷، نانوذرات فلزی (نقاط کوانتومی۸، پوسته های نانو) یا نانو ذرات بیولوژیکی باشد. لیپوزوم ها بیشترین نانوذرات بررسی شده برای استفاده در انتقال دارو می باشند. آنها وزیکول۹ های لایه ای با حجم آبی احاطه شده توسط غشای لایه ای مانند

– Richard Feynman -Nario Taniguchi -liposomes – dendrimer – fullurene

۳

۴

۵

۶

۷

۲

دوکسیل۱۰ هستند .[۱۵] دن دریمر یک پلیمر مصنوعی به صورت مولکول های سه بعدی شکل گرفته با استفاده از یک فرآیند ساخت در مقیاس نانو است که دارای ساختاری درخت مانند همچون پلی آمیدومین( PAMAM )11 است .[۱۶]

فولرین(گلوله های باکی(۱۲ از حداقل ۶۰ اتم کربن تشکیل شده است که هر کدام با ۳ اتم دیگر پیوند داده اند. آنها کاملا صاف، گرد و توخالی ، بی اثر و غیر سمی هستند و در درمان و تصویربرداری تشخیصی استفاده می شوند .[۱۷]

نانولوله ها یک دنباله در مقیاس نانو از اتم های C60 آرایش یافته در یک ساختار بلند نازک استوانه ای هستند. گلوله های باکی هنگامی که از مرکز به سیلندر گسترش می یابند به نانولوله تبدیل می شوند. نانولوله ها را گلوله های باکی نیز می نامند .[۱۸]

نقاط کوانتومی ساختاری کریستالی از مواد معدنی دارند و دارای هسته (CdSe)، پوسته (ZnS) و درپوش (SiO2) هستند. نور سفید را جذب کرده و سپس با توجه به اندازه QD آن را به یک رنگ خاص ساطع می کنند. انتقال siRNA به سلول، به عنوان مولکول های مشخص شده برای تومور مورد هدف استفاده می شود .[۱۹] نانوپوسته ها ذرات شیشه ای کروی متحد المرکز با پوسته بیرونی از جنس طلا و هسته از جنس سیلیس می باشند. آنها در از بین بردن سلول های سرطانی مفید هستند . [۲۰]