طراحي، سنتز، مشخصه‌يابي، و ارزيابي عملكرد نانوكامپوزيت‌هاي هيدروژلي برپايه تركيب‌هاي طبيعي براي درمان بيماري آرتريت‌روماتوئيد و بهبود التهاب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

بيماري‌هاي خودايمني طيف وسيعي از بيماري‌ها مانند آرتريت روماتوئيد، استئوآرتريت، و پسوريازيس را شامل مي‌شوند. آرتريت روماتوئيد (RA) يك بيماري سيستميك مزمن است كه براي درمان آن به داروهاي مسكن، ضد‌التهاب (استروئيدي و غير‌استروئيدي)، و حفاظت كننده بافت‌هاي مفصلي نياز است. در مواجهه با اين بيماري، در مراحل اوليه بايد درد و التهاب برطرف شده و سپس از تخريب بافت‌هاي مفصلي جلوگيري شود. به اين منظور در بخش اول اين رساله، يك نانوكامپوزيت هسته-پوسته چند منظوره با ويژگي‌هاي ضد التهابي و محافظت از بافت طراحي شد. اين نانوكامپوزيت براي دستيابي به بيشترين كارايي درماني با كمترين عوارض جانبي، با استفاده از تركيب‌هاي طبيعي با ويژگي‌هاي درماني اثبات شده، تهيه شد. هسته نانوكامپوزيت (TFH) با استفاده از هيدروژل صمغ‌هاي كتيرا و كندر به روش هيدروترمال تهيه شد. سپس لايه‌اي از تانيك‌اسيد-نانوذره‌هاي طلا به عنوان پوسته بر‌ روي هسته هيدروژلي تثبيت شد (TFH@TA/AuNPs). در نهايت، تركيب 10-هيدروكسي-2-دكانوئيك‌اسيد (10-HDA) در ساختار نانوكامپوزيت بارگذاري شد (TFH@TA/AuNPs-HDA). نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA در هر مرحله از سنتز با استفاده از روش‌هاي FT-IR، FE-SEM، TEM، XRD، BET، UV-Vis، ICP،TGA و پتانسيل زتا به طور كامل مشخصه‌يابي شد كه نتايج نشان دادند ذره‌هاي نانوكامپوزيت به شكل كروي و داراي ساختار هسته-پوسته با ابعادي در حدود 300-150 نانومتر هستند. در ادامه، ظرفيت جذب آب و زيست‌تخريب‌پذيري نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA در بافر فسفات و آب مقطر بررسي شد. همچنين، روند رهايش 10-HDA از نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA با استفاده از روش طيف‌بيني تعيين شد و نتايج نشان دادند كه سينتيك رهايش از مدل كورس‌مير-پپاس پيروي مي‌كند. به علاوه، براي بررسي كارايي و تعيين مكانيسم اثر نانوكامپوزيت، برهمكنش 10-HDA و كلاستر طلا با پروتئين‌هاي مسير التهابي NF-κB از طريق محاسبات داكينگ مولكولي بررسي شد. اثر ضد‌التهابي TFH@TA/AuNPs-HDA در سطح mRNA و پروتئين با استفاده از روش‌هاي real-time PCR و وسترن بلات ارزيابي شدكه با نتايج داكينگ مولكولي مطابقت داشت و نشان داد كه نانوكامپوزيت TFH@TA/AuNPs-HDA مي‌تواند از طريق مهار مسير NF-κB پتانسيل ضد‌التهابي داشته ‌باشد. براي تكميل مطالعات برون‌تني، اثر TFH@TA/AuNPs-HDA به صورت درون‌تني بر روي مدل‌هاي رت آرتريت روماتوئيد ارزيابي شد. معاينات باليني، اندازه‌گيري ميزان فاكتورهاي التهابي در خون، عكس‌هاي راديولوژي، و رنگ‌آميزي بافت مفصل نشان دادند كه TFH@TA/AuNPs-HDA مي‌تواند گزينه مناسبي براي درمان آرتريت روماتوئيد باشد. التهاب يك عارضه مهم و پيچيده در بسياري از بيماري‌هاي خودايمني است و برطرف كردن آن در مراحل اوليه و همچنين در طول بيماري از اهميت خاصي برخوردار است. به همين دليل در بخش دوم اين رساله، كمپلكس جديدي از روتنيم(III) و ليگاند طبيعي نيل با فرمول شيمياييRu(HIndig)3 تهيه شد و سپس اين كمپلكس بر روي هيدروژل ثعلب كه در شرايط هيدروترمال تهيه شده‌ بود، بارگذاري شد. نانوكامپوزيت تهيه شده (SAH-Ru(HIndig)3) با استفاده از روش‌هاي مختلف شامل ATR-IR، FE-SEM، TEM، XRD، BET، UV-Vis، ICP،TGA و پتانسيل زتا مشخصه‌يابي شد. نتايج نشان دادند كه نانوكامپوزيت داراي ذره‌هايي با ساختار شبه كروي و ابعادي در حد 250-120 است. به علاوه، ظرفيت جذب آب و زيست‌تخريب‌پذيري نانوكامپوزيت SAH-Ru(HIndig)3 بررسي شد. همچنين، روند رهايش كمپلكسRu(HIndig)3 از نانوكامپوزيت SAH-Ru(HIndig)3 به صورت تدريجي و پيوسته بود و سينتيك رهايش از مدل هيكسون-كرول پيروي مي‌كند. در ادامه، اثر آنتي‌اكسيداني SAH-Ru(HIndig)3 از طريق بررسي توانايي مهار راديكال‌هاي هيدروكسيل و DPPH ارزيابي شد. اثر ضد‌التهابي SAH-Ru(HIndig)3 نيز با استفاده از روش real-time PCR و از طريق تعيين سطح بيان mRNA‌ سايتوكين‌هاي پيش التهابي (TNF-α، IL-1β، و IL-6) و ضدالتهابي (IL-10) بررسي شد. به علاوه، نتايج مربوط به آزمون خراش نشان دادند كه نانوكامپوزيت تهيه شده مي‌تواند بر روي مهاجرت سلول‌هاي ماكروفاژي مؤثر باشد. در نتيجه، مي‌توان از نانوكامپوزيت SAH-Ru(HIndig)3 به عنوان يك داروي ضدالتهاب بر پايه تركيب‌هاي گياهي و با كمترين عوارض جانبي استفاده نمود.

218918

معدني

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان