تهیه و بهینه سازی پارامترهای موثر جهت آزادسازی کنترل شده داروی کاربامازپین توسط نانوسیلیکای SBA-۱۶ به عنوان یک حامل دارویی

سابقه و هدف: طراحی و ساخت سیستم های رهاسازی کنترل شده دارو می تواند در مدیریت روش های درمانی توسط داروها بسیار مفید باشد. هدف این مطالعه، سنتز نانوسیلیکای SBA-۱۶ و استفاده از آن به عنوان حامل دارویی برای داروی کاربامازپین می باشد. هم چنین تاثیر متغیرهای pH، زمان تماس، دما، غلظت اولیه دارو و مقدار بر بازده عملکرد حامل دارویی از اهداف دیگر این مطالعه بود. مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی، از داروی کاربامازپین (از سازمان غذا و دارو ایران تهیه شد)، آب دو بار تقطیر شده، ۱-بوتانول، اسیدکلریدریک، کوپلیمر پلورونیکf۱۲۷، تترا اتیل اورتوسیلیکات، هیدروکسید سدیم استفاده شد. همه مواد شیمیایی از شرکت سیگما آلدریچ و مرک تهیه شدند. ازکیسه دیالیز ساخت شرکت سیگما آلدریچ (۱۴۰۰۰MWCO, ۹۹.۹۹ % retention) برای رهایش دارو استفاده شد. ترازوی دیجیتال (EJ ۳۰۳)، دستگاه pHمتر(ST ۲۱۰۰)، آون (Memmert)، همزن مغناطیسی (HOTPLATE STIRRER ۸۱)، کوره الکتریکی(Shimaz)، دستگاه (FT-IR Magna-IR Spectrometer ۵۵۰ Nicolet)، دستگاه پراش اشعه ایکس (STADIP)، دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (MIRA۳-LMU)، دستگاه Uv-Vis(DB۲۰-UV Spectrophotometer) و دستگاه BET(NanoSORD۹۲) در این پژوهش به کار گرفته شد. SBA-۱۶ به روش سل-ژل تهیه شد. برای شناسایی و مشخصه یابی 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 نرم افزار طراحی آرمایش (DOE) برای تعیین شرایط بهینه و حداکثر میزان بارگذاری دارو مورد بررسی قرار گرفت. برای مطالعات جذبی از ایزوترم های جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین استفاده شد. هم چنین مطالعات ترمودینامیک و سینیتیک نیز انجام گرفت. برای انجام آزمایشات رهایش دارو از روش دیالیز استفاده شد. این روش ، جداسازی به صورت فیزیکی و امکان نمونه گیری آسان در فواصل زمانی مختلف را فراهم می کند. یافته ها: در این مطالعه نانوسیلیکای SBA-۱۶ با موفقیت سنتز شد و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) از سطح نمونه سنتز شده SBA-۱۶ نشان می دهد که با نمونه سنتز شده دارای مورفولوژی کروی و همگن با اندازه حدود ۵۰-۲ نانومتر می باشد. هم چنین، طیف XRD نشان می دهد SBA-۱۶ از نظم ساختاری بالایی برخوردار است. برای بررسی اثر پارامترهای موثر از طراحی آزمایش استفاده شد و پس از انجام آزمایشات، نتایج حاصل به نرم افزار داده شده تا بهترین مدل را برای ارزیابی و توصیف داده ها ارائه دهد. مدل پیشنهادی نرم افزار از بین ۴ مدل خطی، برهمکنشی ، درجه دوم و درجه سوم، مدل درجه دوم بود که بیش ترین تطابق را با پاسخ ها داشت. خروجی نرم افزار نشان داد که نانو حامل قادر است که در شرایط بهینه (۲=pH، غلظت اولیه دارو ppm ۲۰، مقدار حامل دارو g ۰/۰۵، دما °C ۳۰ و زمان تماس ۱۲ دقیقه) ۸۷/۹۹ درصد از داروی کاربامازپین را بارگذاری نماید. داده های جذب بیش تر با ایزوترم لانگمویر (۰/۹۹۹۶=R۲) همخوانی دارد. مطالعات ترمودینامیکی نشان می دهد که جذب خودبه خودی، گرمازا و از نوع فیزیکی بوده و از سینیتیک مرتبه اول تبعیت می کند. در این مطالعه رهایش دارو با مدل سینتیک نظری که توسط Zeng و همکاران در سال ۲۰۱۲ 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 می گیرد. استنتاج: نانوحامل معرفی شده در این پژوهش یک جاذب نامحلول در آب، فاقد سمیت و بسیار موثر برای بارگذاری داروی کاربامازپین می باشد. هم چنین در شرایط بهینه میزان بارگذاری دارو ۹۹/۸۷ درصد است. نتایج، یک آزادسازی کنترل شده را نشان داد. فرآیند جذب با ایزوترم لانگمویر با رگرسیون ۰/۹۹۹۱ متناسب است. هم چنین آزادسازی دارو از مدل سینتیکی مرتبه اول با ضریب رگرسیون ۰/۹۹۹۶ تبعیت می کند. نتایج ترمودینامیکی نشان داد فرآیند بارگذاری دارو یک فرآیند گرامازا و خودبه خودی است.

کلیدواژه ها:

adsorption ، SBA-۱۶ nanocarrier ، carbamazepine drug ، drug release ، experimental design ، جذب سطحی ، نانو حامل SBA-۱۶ ، داروی کاربامازپین ، رهایش دارو ، طراحی آزمایش