مطالعه ترمودینامیکی جذب داروی لوودوپا بر روی نانولوله‌های بور نیتریدی زیگزاگ با استفاده از نظریه تابع چگالی

Abstract

پیش‌زمینه و هدف: هدف از کاربرد نانو حامل‌ها در صنعت داروسازی، کاهش عوارض جانبی و کنترل سرعت رهش ماده مؤثره است، چراکه با روش‌های معمول مصرف دارو نظیر مصرف خوراکی و تزریقی، دارو در سراسر بدن توزیع‌شده، تمام بدن تحت اثرات دارو قرار گرفته و عوارض جانبی دارو بروز می‌کند. با گسترش روش‌های نوین دارورسانی می‌توان بدون آسیب رساندن به سایر بافت‌ها به بیشترین تأثیرپذیری دست یافت. در این پژوهش، با توجه به اهمیت داروی لوودوپا به‌عنوان خط اول درمان بیماری پارکینسون، برهمکنش این دارو بر روی نانولوله‌های بور نیتریدی به‌عنوان حامل و امکان تشکیل کمپلکس پایدار بین آن‌ها بررسی شد. مواد و روش کار: در مطالعه ترمودینامیکی حاضر، جذب لوودوپا بر روی نانولوله بور نیتریدی با استفاده از تئوری تابع چگالی (DFT) بررسی شد. برای بهینه کردن ساختار نانو بور نیتریدی و داروی لوودوپا، روش و مجموعه پایه B3LYP/6-31G(d) به‌کاربرده شد. انرژی برهمکنش به‌منظور تعیین پایداری جذب دارو بر روی نانولوله بورنیترید محاسبه شد. یافته‌ها: مقدار انرژی جذب و تغییر آنتالپی منفی بوده و فرایند جذب گرماده و ازنظر ترمودینامیکی مساعد بود. نتایج حاصل از محاسبات نظریه اوربیتال پیوندی طبیعی(NBO) نشان داد، لوودوپا نقش الکترون دهندگی و نانولوله بورنیترید نقش الکترون گیرندگی را دارد، که این عامل باعث تغییر انرژی پایداری پیوندها در نانولوله شده است. همین اثر را پتانسیل الکترواستاتیکی مولکولی نیز ثابت کرد. تحلیل نتایج به‌دست‌آمده از نظریه ‌اتم در مولکول (AIM)، ماهیت جزئی کوالانسی را برای کمپلکس لوودوپا- نانولوله نشان داد. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از مطالعه انرژی جذب، توابع ترمودینامیکی، پارامترهای ساختاری، پارامترهای AIM و آنالیز NBO نشان داد، فرایند جذب دارو مطلوب بوده و با توجه به امکان تشکیل کمپلکس پایدار پیش‌بینی می‌شود نانولوله‌های بورنیتریدی، حامل مناسبی برای رسانش لوودوپا به سلول‌های هدف باشند.