ساخت و مشخصه يابي قطره چشمي برپايه كوپليمر كيتوسان-گرافت-پلي ان ايزوپروپيل آكريل آميد حاوي ميكروذرات آلجينات منقوش با انسولين براي درمان سندروم خشكي چشم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

سندروم خشكي چشم اختلالي در لايه اشكي چشم است كه به دليل كمبود اشك يا تبخير بيش از حد آن ايجاد‌ مي‌شود. وجود گيرنده‌‌هاي انسولين در سطح چشم و غدد اشكي نشان‌ مي‌دهد كه انسولين داروي مناسبي براي بهبود و ايجاد پايداري شرايط سطح چشم است. بنابراين توسعه‌ فرمولاسيون¬هايي كه بتواند زمان ماندگاري انسولين را در چشم افزايش داده و دارورساني به غدد اشكي و سلول‌‌هاي قرنيه را تسهيل كند، بسيار مفيد خواهد بود. در پژوهش حاضر هيدروژل كامپوزيتي پلي¬ان ايزوپروپيل آكريل آميد-كيتوسان جهت درمان سندروم خشكي چشم مورد استفاده قرار گرفت. در اين راستا، ابتدا ميكروذره¬هاي منقوش حاوي انسولين از آلجينات با استفاده از روش امولسيون-ژل تهيه شد. در ادامه، كوپليمر پلي ان ايزوپروپيل آكريل آميد-كيتوسان توسط پليمريزاسيون راديكال آزاد تهيه شد و هيدروژل كامپوزيتي بر پايه پلي ان ايزوپروپيل آكريل آميد-كيتوسان حاوي 10، 15، 25 و 35 ميلي¬گرم بر ميلي¬ليتر از ميكروذره¬ها منقوش حاوي انسولين تهيه شد. مشخصه¬يابي كوپليمر، ميكروذره¬هاي منقوش و هيدروژل¬هاي كامپوزيتي از نظر ريزساختار و خواص تورم، تخريب-پذيري، سميت سلولي، رئولوژيكي و رهايش دارو انجام شد. نتايج نشان داد ميكروذره¬هاي منقوش با اندازه ذرات حدود 10 ميكرومتر و سطح متخلخل اصلاح¬شده تهيه شد كه رفتار جذب و رهايش پاسخگو به اسيديته از خود نشان دادند. نتايج طيف¬سنجي فروسرخ با تبديل فوريه، رزونانس مغناطيس هسته و پراش پرتو ايكس نشان داد كه كوپليمريزاسيون كيتوسان و پلي ان ايزوپروپيل آكريل آميد با موفقيت انجام پذيرفت. آناليزهاي حرارتي انجام شده بر روي كوپليمر نشان¬دهنده كاهش دماي تغيير حالت كوپليمر از 5/0±30 به 5/0 ± 32 درجه سانتي¬¬گراد شد. در ادامه، هيدروژل¬هاي كامپوزيتي با ساختاري متخلخل با اندازه تخلخل 10 تا 80 ميكرومتر تهيه شد. نتايج نشان داد كه دماي تغيير حالت نمونه¬ها از 5/0 ± 32 در نمونه خالص به 5/0±1/31 درجه سانتي¬گراد در نمونه حاوي 15 ميلي¬گرم بر ميلي¬ليتر ميكروذره رسيد كه كارايي بهتر فرمولاسيون را در بازه¬هاي دمايي وسيع‌تري ممكن مي¬سازد. همچنين، درصد تورم در محلول اشك مصنوعي با افزايش غلظت ميكروذره به طور قابل توجهي كاهش يافت كه با محيط چشم تطابق بيشتري دارد و منجر به فشارهاي ناشي از تورم در چشم نمي¬شود. همچنين تخريب سه روزه هيدروژل خالص با افزايش غلظت ميكروذره¬ها به تخريب تقريبي در بازه پنج تا هفت روز رسيد كه براي كنترل رهايش دارو، كاهش دفعات استعمال و راحتي بيمار بهترين شرايط فراهم باشد. علاوه بر اين، مدول ذخيره در دماي 37 درجه سانتي¬گراد براي نمونه حاوي 15 ميلي¬گرم بر ميلي¬ليتر ميكروذره و نمونه فاقد ميكروذره به ترتيب 61 و 34 پاسكال محاسبه شد كه نشان¬دهنده بهبود خواص مكانيكي و مقاومت اين نمونه است به طوريكه مناسب قرارگيري در محيط چشم باشد. همچنين رهايش داروي نمونه بهينه در دو دماي 25 و 37 درجه سانتي¬گراد و اسيديته چشم سالم (4/6) و چشم بيمار (4/7) بررسي شد. بنابر نتايج بدست آمده، در 24 ساعت ابتداي رهايش در اسيديته 4/7 و دماي 37 درجه سانتي¬گراد 1/3 ± 7/17 درصد انسولين رها شد. درحاليكه در همين دما و اسيديته 4/6 اين مقدار به 1/4 ± 8/6 درصد كاهش يافت. روند مشابه در پاسخ به تغييرات اسيديته محيط در دماي 25 درجه سانتي¬گراد مشاهده شد، با اين تفاوت كه در اين دما، مقدار داروي رها شده در اسيديته 4/6 و 4/7 به ترتيب11/2 ± 23/4 و 3/5 ± 77/8 درصد بود. بنابراين فرمولاسيون تهيه شده رهايش بهينه خود را در اسيديته 4/7 و دماي 37 درجه سانتي¬گراد در طول مدت يك هفته نشان داد و مي-تواند در كنترل رهايش دارو در شرايط بيماري، كاهش دفعات استفاده و راحتي بيمار سودمند باشد. همچنين، رفتار سلولي نمونه¬ها با آزمون آلاماربلو در مقابل سلول¬هاي اپيتليال قرنيه انسان بررسي شد و نتايج نشان داد نمونه حاوي 15 ميلي¬گرم بر ميلي¬ليتر ميكروذره با افزايش شدت فلوئورسانس از 9/0 ± 64/5 به 3/0 ± 27/7 در روز هفتم زيست¬سازگاري بالايي با سلول¬هاي اپيتليال قرنيه در شرايط آزمايشگاهي دارد كه نشان¬دهنده ايمني اين نمونه به عنوان قطره چشمي در تماس با بافت چشم است. به طور خلاصه، هيدروژل كامپوزيتي تهيه شده بر پايه كوپليمر كيتوسان-پلي¬نايپم حاوي 15 ميلي¬گرم بر ميلي¬ليتر ميكروذره مي¬تواند مشخصاتي مطابق با نيازهاي اين سيستم دارورسان در جهت بهبود آسيب‌هاي ناشي از خشكي چشم ارائه دهد.

227875

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان