نانوپلتفرم هاي سيليكاتي متخلخل اصلاح شده با پيش ماده هاي هيدروكسي آپاتيت و شبكه هاي فلز- فنولي يا فوليك اسيد، و بررسي كاربردهاي آن ها در پركننده هاي استخوان، نور پويا درماني، و رديابي دارورساني بر پايه كارمنيك اسيد؛ كمپلكس نيكل(II) كارمنيك اسيد به عنوان داروي ضد سرطان استخوان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

بيماري¬هايي مانند انواع شكستگي استخوان، سرطان مغز استخوان، و عفونت¬هاي استخواني از عوامل آسيب به استخوان¬ها هستند. با توجه به اهميت استخوان¬ها در محافظت از اندام¬هاي حياتي مانند مغز و قلب، توليد سلول¬هاي خوني، و فراهم كردن امكان حركت، درمان به موقع اين بيماري¬ها بسيار مهم است. اما ساختار پيچيده استخوا¬ن¬ها سبب شده است كه روش¬هاي درماني محدودي براي ترميم ضايعه¬هاي استخواني وجود داشته باشند. به همين دليل در اين رساله به مطالعه، طراحي و سنتز مواد زيستي بر پايه تركيبات طبيعي با كاربرد چندگانه در درمان بيماري¬هاي استخواني پرداخته شده است. در پژوهش اول، نانوذره¬هاي متخلخل سيليكاتي داراي پيش ماده-هاي تشكيل هيدروكسي¬آپاتيت تهيه شده و با شبكه فلز- فنولي تشكيل شده از يون منيزيم و عصاره انار پوشش داده شدند. پس از شناسايي دقيق نانوذره¬هاي هسته - پوسته سنتز شده، با روش¬هاي رايج شناسايي نانوذره¬ها، FE-SEM،TEM ، BET-BJH،XPS ، و FT-IR مشخص شد كه اين نانوذره¬ها ساختاري متخلخل، كروي و هسته-پوسته با اندازه ذره 89 نانومتر دارند. سپس سميت سلولي و زيست¬سازگاري آن¬ها ارزيابي و كارآيي اين نانوذره¬ها در تمايز سلول¬هاي بنيادي به سلول¬هاي استخواني و تشكيل هيدروكسي آپاتيت بررسي شد. بر اساس اين نتايج، نانوذره¬هاي سنتز شده زيست سازگار و زيست فعال هستند و در بازه زماني 21 روز توانايي القاي تمايز استخوان در سلول¬هاي بنيادي پالپ دندان را دارند و از رشد باكتر¬هاي E.coli و S. aureus پيشگيري مي¬كنند. از آنجايي كه سرطان¬ يكي از اصلي ترين بيماري¬هاي تهديد كننده جان انسان¬ها است، در بخش دوم، در ادامه پژوهش پيشين ما كه مولكول كارمنيك اسيد به عنوان دارو در نانوذره سيليكاتي اصلاح شده با فوليك اسيد بارگذاري شد. سپس مقدار بهينه داروي بارگذاري شده، مكانيسم رهايش دارو، و اثر سميت آن بر سلول¬هاي سرطان دهانه رحم(HeLa) و سرطان خون (K-562) مطالعه شد. اما نقش اثر هم افزايي دو مولكول كارمنيك اسيد و فوليك اسيد در كنار هم براي درمان سرطان، ويژگي¬هاي نوري آن¬ها و مكانيسم مرگ در سلول¬هاي سرطاني در حضور نانوسامانه طراحي شده مجهول باقي مانده بود. از اين¬رو، در پژوهش دوم با هدف پاسخ به اين پرسش¬ها، نخست ويژگي ضد سرطاني تركيب طبيعي كارمنيك اسيد كه از نوعي شته استخراج مي¬شود و ساختاري مشابه با داروي دوكسوروبيسين دارد، به كمك روش داكينگ مولكولي مطالعه شد. در ادامه، ويژگي¬هاي نوري اين مولكول و اثر حضور مولكول فوليك اسيد بر اين ويژگي¬ها بررسي شد. سپس، توانايي برهم‌كنش كارمنيك اسيد با DNA و آنزيم توپوايزومراز I وII، و همچنين، توليد گونه¬هاي فعال اكسيژن براي القاي مرگ در سلول¬هاي سرطاني با طراحي روشي نوين بر پايه روش دات¬بلات ارزيابي شد. سپس، كارآيي اين نانوذره¬ها در رديابي دارورساني مطالعه شد. نتايج اين مطالعه¬ها نشان دادند كه نانوسامانه طراحي شده با توجه به حضور كارمنيك اسيد و فوليك اسيد در كنار هم مي¬تواند به عنوان يك عامل ضد سرطان و ردياب دارورساني كارآيي داشته باشد. در بخش سوم با توجه به اهميت درمان سرطان مغز استخوان و مطالعه انجام شده پيرامون كارآيي مولكول كارمنيك اسيد در درمان سرطان، كمپلكس نيكل (II) با ليگاند كارمنيك اسيد سنتز شد. از روش¬هاي شيمي محاسباتي و روش¬هاي شناسايي VSM، FT-IR، ICP-OES، CHN، ESI-Mass، و مطالعه طيف جذب در ناحيه فرابنفش- مرئي و نشر فلوئورسانس، براي شناسايي ساختار هشت وجهي اين كمپلكس پارامغناطيس استفاده شد. سپس توانايي آن در درمان سرطان مغز استخوان با استفاده از روش MTT بررسي شد. همچنين، روند توليد گونه¬هاي فعال اكسيژن تحت تابش در ناحيه مرئي و شرايط بدون تابش نيز به كمك آزمون رنگ سنجي با مولكول فلوئورسان DCF انجام شد. سپس برهم‌كنش اين كمپلكس با بخش تلومري DNA با استفاده از داكينگ مولكولي بررسي شد. بر اساس مطالعه¬هاي انجام شده، كمپلكس نيكل (II) با ليگاند كارمنيك اسيد، بدون نياز به تابش نور با شركت در چرخه¬هاي ردوكس سلولي توانايي القاي تنش اكسيداتيو به سلول¬هاي سرطاني را داشته و همچنين با برهم‌كنش با بخش تلومري DNA مي¬تواند سبب مرگ سلول¬هاي MG-63 و SH-SY5Y كه در سرطان استخوان نقش دارند، شود اما به سلول¬هاي سالم MCF-10A آسيبي وارد نكند.

237153

شيمي معدني

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان