کامپوزیت هوشمند نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن – کیتوسان با قابلیت بارگذاری و آزادسازی دارو توسط محققان پژوهشکده فناوری های نو دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شد.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، تحقیقات در حوزه سرطان و درمان آن در طی
سال‌های اخیر سرلوحه اهداف بسیاری از گروه‌های تحقیقاتی بوده است. طبق
گزارشات به دست آمده، درمان کامل سلول‌های سرطانی به طور کامل و پیش از مرگ
بیمار هنوز هم دور از دسترس است و این بیماری تقریبا یک چهارم مرگ و
میر‌های دنیا را به خود اختصاص می‌دهد. در درمان های دارویی متداول، دارو
پس از ورود به درون بدن، مسیر فیزیولوژیکی مشخصی را طی می‌کند و به طور غیر
یکنواخت در بدن توزیع می‌شود. بنابراین پیش بینی و کنترل آن برای رسیدن به
سلول‌های سرطانی از چالش‌های کلینیکی به شمار می‌آید. در همین راستا،
کاربرد میکرو یا نانوحامل‌های درمانی بسیار موثر و کارآمد است.
نانوحامل‌های مورد استفاده در زمینه سرطان هر یک ویژگی‌های خاص و منحصر به
فردی را ارائه می‌دهد که به موجب آن میتوان داروهای گوناگونی را به موضع
مورد نظر حمل کرد.
اخیرا طراحی و ساخت سامانه های هوشمند رهایش
دارو مورد توجه قرار گرفته است. نانوذرات اکسید آهن با دارا بودن خواص
مغناطیسی، به دلیل دارورسانی موضعی، اثرات جانبی کاهش یافته و رهایش داروی
کنترل شده طی مدت زمان طولانی، مورد توجه قرار گرفته اند.
بنابراین
محققان پژوهشکده فناوری های نو دانشگاه صنعتی امیرکبیر با پشتیبانی صندوق
حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی طرح " طراحی و ساخت کامپوزیت
هوشمند نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن – کیتوسان با قابلیت بارگذاری و
آزادسازی دارو" را انجام دادند.
چالش اساسی در این پروژه رفع حلالیت
پایین داروی مورد نظر و بارگذاری آن در ساختار نانوحامل کیتوسانی از طریق
گروه‌های عاملی موجود در ساختار کیتوسان و نانوذره مغناطیسی اکسید آهن،
بدون استفاده از حلال‌های سمی و لینکر‌های شیمیایی و از طریق تکنیک ژل شدن
یونی است، به‌گونه‌ای که حامل تنها پس از رسیدن به pH اسیدی دارو را آزاد
کرده و غلظت دارو درون بافت و سلول سرطانی به بهینه ترین حالت ممکن برسد.
نانوذرات به دست آمده پس از سنتز، در محیط برون تنی و در محیط شبیه سازی
شده سرطان و ماتریس درون سلولی مورد آزمایش خواهند گرفت و پس از کسب نتایج
مطلوب در شرایط آزمایشگاهی و با توجه به زمان تعیین شده، میتوان وارد
آزمون‌های درون تنی و حیوانی شد.
بارگذاری دارو در ساختار نانوحامل
کیتوسان- نانوذره مغناطیسی اکسید آهن، اصلاح سطح نانوذرات با کیتوسان جهت
ایجاد بار مثبت در سطح نانوذرات ، کاهش دوز مصرفی مورد نیاز بیمار در روز و
بررسی میزان رهایش دارو در محیط آزمایشگاه در شرایط برون تنی از جمله
اهداف این طرح است.
سرطان همچنان از بیماری های پر چالش و پیچیده و
دومین علت مرگ و میر در سراسر جهان با بیش از 10 میلیون مورد جدید در هر
سال می‌باشد. هر چند روش‌های درمانی مرسوم از قبیل شیمی درمانی و
پرتودرمانی طی چند دهه گذشته، پیشرفت‌های زیادی در افزایش طول عمر بیمار
داشته‌اند، با این حال درمان مطلوب سرطان هنوز هم دور از دسترس می‌باشد.
اثربخشی درمان سرطان وابسته به توانایی عوامل دارویی برای از بین بردن
سلول‌های تومور در شرایطی است که سلول‌های سالم دچار کمترین آسیب و مرگ
سلولی شوند. تجویز سیستمیک داروهای شیمی درمانی قدرتمند، اغلب موجب عوارض
جانبی شدید و افزایش مقاومت بدن بیمار به مواد دارویی می‌شوند. به منظور
کاهش این مشکلات، طی چند دهه اخیر پژوهش‌های بی‌شماری به توسعه داروهای
سرطانی خاص و یا سیستم های رهایش ویژه پرداخته‌اند، به گونه‌ای که، ترجیحا
دارو را در ناحیه توموری متمرکز کند. پیشرفت های اخیر در فناوری نانو
توانسته محققان را برای نیل به این هدف یاری کند. در این راستا،
نانوحامل‌ها به عنوان ابزار برجسته در درمان سرطان با بهبود فارماکوکینتیک و
فارماکودینامیک مولکول‌های کوچک دارویی و پروتئین ها مورد استفاده هستند.
تولید
دارو با رهایش کنترل شده، ساخت دارویی با عوارض کمتر، ابداع حامل با خواص
ویژه که قابلیت بکارگیری در حمل داروهای شیمی درمانی را نیز دارا و تهیه
حامل های هوشمند زمینه های استفاده و کاربرد نتایج این طرح است.
داروهای
پکلیتاکسل(paclitaxel) از جمله داروهای پایدارکننده میکروتوبولی است و
مانع میکروتوبولاسیون در روند تکثیر سلولی شده و در نتیجه چرخه تقسیم سلولی
را مهار می‌کند. در واقع این داروها مهار کننده میتوز است و بدین شیوه از
تکثیر سلول‌های سرطانی جلوگیری می‌کند. پکلیتاکسل برای درمان کارسینومای
تخمدانی، سرطان سینه و روده کاربرد دارد. ماهیت این دارو، چربی دوست و غیر
قابل حل در آب بوده و به طور متوسط نیمه عمری حدود 5 ساعت دارد. حلالیت
پایین پکلیتاکسل در محیط فیزیولوژیکی بدن تا حد زیادی خواص فارماکوکینتیک
آن را محدود می‌کند. فرم کلینیکی این دارو در اتانول و cremopher EL
(سورفکتانت غیر یونی) حل شده و به بدن تزریق می‌شود. اما اثرات جانبی ناشی
از حلال‌های روغنی همچون حساسیت و نوروپاتی کاربرد آن‌ها را محدود کرده
است. کپسوله کردن دارو درون نانوذرات، پتانسیل زیادی را برای درمان‌های
سرطانی دارد زیرا هم حلالیت آبی را بدون استفاده از مواد شیمیایی افزایش
می‌دهد و هم موجب رهایش پایدار و هدفمند، همچنین طولانی تر شدن نیمه عمر آن
می شود.
نکته جالب توجه اینکه بکار گیری این سیستم سبب کاهش دوز مصرفی
دارو و اثر بخشی بهتر آن می شود. بنابراین هدف اصلی در طرح پیش رو، رفع
حلالیت ضعیف داروی مورد نظر با استفاده از خواص نانوذرات است. هدف از انجام
این طرح، دستیابی به سامانه نانوذره‌ای است که بتواند با هدایت یک میدان
مغناطیسی خارجی و به کمک لیگاندهای خاص، به موضع سرطانی رسیده و دارو را با
نرخ مشخص و کنترل شده آزاد کند.
