تهیه و بهینه‌سازی پارامترهای موثر جهت آزادسازی کنترل شده داروی کاربامازپین توسط نانوسیلیکای SBA-16 به عنوان یک حامل دارویی

Abstract

سابقه و هدف: طراحی و ساخت سیستم‌های رهاسازی کنترل شده دارو می‌تواند در مدیریت روش‌های درمانی توسط داروها بسیار مفید باشد. هدف این مطالعه، سنتز نانوسیلیکای SBA-16 و استفاده از آن به عنوان حامل دارویی برای داروی کاربامازپین می‌باشد. هم‌چنین تاثیر متغیرهای pH، زمان تماس، دما، غلظت اولیه دارو و مقدار بر بازده عملکرد حامل دارویی از اهداف دیگر این مطالعه بود. مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، از داروی کاربامازپین (از سازمان غذا و دارو ایران تهیه شد)، آب دو بار تقطیر شده، 1-بوتانول، اسیدکلریدریک، کوپلیمر پلورونیکf127، تترا اتیل اورتوسیلیکات، هیدروکسید سدیم استفاده شد. همه مواد شیمیایی از شرکت سیگما آلدریچ و مرک تهیه شدند. ازکیسه دیالیز ساخت شرکت سیگما آلدریچ (14000MWCO, 99.99 % retention) برای رهایش دارو استفاده شد. ترازوی دیجیتال (EJ 303)، دستگاه pHمتر(ST 2100)، آون (Memmert)، همزن مغناطیسی (HOTPLATE STIRRER 81)، کوره الکتریکی(Shimaz)، دستگاه (FT-IR Magna-IR Spectrometer 550 Nicolet)، دستگاه پراش اشعه ایکس (STADIP)، دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (MIRA3-LMU)، دستگاه Uv-Vis(DB20-UV Spectrophotometer) و دستگاه BET(NanoSORD92) در این پژوهش به کار گرفته شد. SBA-16 به روش سل-ژل تهیه شد. برای شناسایی و مشخصه‌یابی جاذب سنتز شده از آنالیزهای XRD، FTIR، SEM و EDX استفاده شد. اثر pH، مقدار جاذب (نانوحامل)، غلظت دارو، دما و زمان تماس با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) مدل مرکب مرکزی (CCD) توسط نرم‌افزار طراحی آرمایش (DOE) برای تعیین شرایط بهینه و حداکثر میزان بارگذاری دارو مورد بررسی قرار گرفت. برای مطالعات جذبی از ایزوترم‌های جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین استفاده شد. هم‌چنین مطالعات ترمودینامیک و سینیتیک نیز انجام گرفت. برای انجام آزمایشات رهایش دارو از روش دیالیز استفاده شد. این روش‌، جداسازی به‌صورت فیزیکی و امکان نمونه‌گیری آسان در فواصل زمانی مختلف را فراهم می‌کند. یافته‌ها: در این مطالعه نانوسیلیکای SBA-16 با موفقیت سنتز شد و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) از سطح نمونه سنتز شده SBA-16 نشان می‌دهد که با نمونه سنتز شده دارای مورفولوژی کروی و همگن با اندازه حدود 50-2 نانومتر می‌باشد. هم‌چنین، طیف XRD نشان می‌دهد SBA-16 از نظم ساختاری بالایی برخوردار است. برای بررسی اثر پارامترهای موثر از طراحی آزمایش استفاده شد و پس از انجام آزمایشات، نتایج حاصل به نرم‌افزار داده شده تا بهترین مدل را برای ارزیابی و توصیف داده‌ها ارائه دهد. مدل پیشنهادی نرم‌افزار از بین 4 مدل خطی، برهمکنشی‌، درجه دوم و درجه سوم، مدل درجه دوم بود که بیش‌ترین تطابق را با پاسخ‌ها داشت. خروجی نرم‌افزار نشان داد که نانو حامل قادر است که در شرایط بهینه (2=pH، غلظت اولیه دارو ppm 20، مقدار حامل دارو g 0/05، دما °C 30 و زمان تماس 12 دقیقه) 87/99 درصد از داروی کاربامازپین را بارگذاری نماید. داده‌های جذب بیش‌تر با ایزوترم لانگمویر (0/9996=R2) همخوانی دارد. مطالعات ترمودینامیکی نشان می‌دهد که جذب خودبه‌خودی، گرمازا و از نوع فیزیکی بوده و از سینیتیک مرتبه اول تبعیت می‌کند. در این مطالعه رهایش دارو با مدل سینتیک نظری که توسط Zeng و همکاران ‌در سال 2012 برای رهایش دارو از نانوذرات سیلیس مزوپور ارائه شده است، همخوانی دارد. در این مدل فرض بر این است که آزادسازی دارو در ساعات اولیه دارای یک رهایش انفجاری است و پس از آن یک رهایش آرام و پایدار صورت می‌گیرد. استنتاج: نانوحامل معرفی شده در این پژوهش یک جاذب نامحلول در آب، فاقد سمیت و بسیار موثر برای بارگذاری داروی کاربامازپین می‌باشد. هم‌چنین در شرایط بهینه میزان بارگذاری دارو 99/87 درصد است. نتایج، یک آزادسازی کنترل شده را نشان داد. فرآیند جذب با ایزوترم لانگمویر با رگرسیون 0/9991 متناسب است. هم‌چنین آزادسازی دارو از مدل سینتیکی مرتبه اول با ضریب رگرسیون 0/9996 تبعیت می‌کند. نتایج ترمودینامیکی نشان داد فرآیند بارگذاری دارو یک فرآیند گرامازا و خودبه‌خودی است.