طراحی و ساخت سامانه پلی ساکاریدی کیتوزان-ژلان توسط دستگاه الکتروریسی و بررسی ریزپوشانی رسوراترول
Abstract
: الکتروریسی یک روش ساده، ارزان و کاربردی برای تولید الیاف و ذره در مقیاس میکرو و نانو می‌باشد. در این روش با اعمال جریان الکتریکی به محلول پلیمری نانوالیاف تولید می‌شود. الیاف تولید شده با این روش دارای نسبت سطح به حجم و تخلخل بالایی می‌باشند که در حوزه‌های مختلف پزشکی، دارورسانی هوشمند و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت الکتروریسی محلول کیتوزان و صمغ ژلان در نسبت و غلظت‌های مختلف با در نظر گرفتن تغییرات فیزیکوشیمیایی آنها است. در این مطالعه برای اولین بار از کیتوزان و صمغ ژلان برای تولید نانوالیاف استفاده شد. از سامانه تولید شده برای بارگذاری رسوراترول استفاده شد و روند رهایش و خاصیتهای رسوراترول در طی رسیدن به روده بزرگ در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش کار: در ابتدا قابلیت الکتروریسی محلول کیتوزان در حلال‌های اسید استیک و اسید تری فلوروراستیک مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. سپس اثر اضافه شدن صمغ ژلان به محلول بررسی و ارزیابی شد. نانوالیاف از محلول کیتوزان و صمغ ژلان با تعیین پارامترهای بهینه در الکتروریسی (پارامترهای محلول پلیمری: ویسکوزیته، هدایت الکتریکی، کشش سطحی و پارامترهای دستگاهی: ولتاژ، فاصله سوزن تا صفحه جمع کننده، نرخ جریان محلول) تولید شدند. شکل ظاهری و اندازه ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مشاهده و اندازهگیری شد. بهترین فرمولاسیون از نظر ریخت شناسی و اندازه نانوالیاف برای انجام آزمایش‌های بعدی انتخاب گردید. ویسکوزیته، کشش سطحی و هدایت الکتریکی محلولها اندازهگیری شد. برهمکنشهای شیمیایی با استفاده از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و آنالیز گرما وزن‌سنجی (TGA) مورد بررسی قرار گرفت. رسوراترول در نانوالیاف بارگذاری و کارایی بارگذاری و رهایش رسوراترول در محیط اسیدی و خنثی ( شبیه سازی معده و روده) اندازهگیری گردید. خاصیت آنتی اکسیدانی رسوراترول و سمیت سلولی آن بر روی سلولهای سرطانی روده مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: محلول کیتوزان در حلال‌های اسید استیک و اسید تری فلورواستیک قابلیت الکتروریسی را دارد. با این حال الیاف‌های تولید شده در اسید تری فلورواستیک حالت یکنواخت و بدون فرم کپسول را دارد. با افزایش غلظت کیتوزان از 3 ٪ به سمت 9 ٪ شکل الیاف‌ها حالت یکنواخت و فاقد کپسول را به دنبال دارد. با اضافه کردن محلول ژلان 5/2 ٪ به محلول کیتوزان در نسبت‌های مختلف (95:5، 90:10، 80:20، 60:40) بهترین نسبت 95:5 محلول کیتوزان به ژلان بود. در نسبت‌های بالاتر ویسکوزیته مخلوط به میزان زیادی بالا می‌رود و فرآیند الکتروریسی را دچار مشکل می‌کند به طوری که محلول در نسبت 60:40 قابلیت الکتروریسی را ندارد. شرایط بهینه برای دستگاه ولتاژ 25 کیلوولت، فاصله سوزن 8 سانتی متر و نرخ جریان 4/0 میلی لیتر بر ساعت به دست آمد. از بهترین ساختار برای بارگذاری رسوراترول استفاده شد که کارایی بارگذاری در الیاف (95:5) 86 درصد بود. میزان رهایش رسوراترول در الیاف کیتوزان-ژلان در شرایط اسیدی کمتر از الیاف کیتوزان به تنهایی بود. که این به علت مقاومت بیشتر ژلان به شرایط اسیدی می‌باشد. طیف FTIR نانوالیاف کیتوزان-ژلان و رسوراتورل نشان داد که گروه‌های عاملی مختلف بین محلول‌های کیتوزان و صمغ ژلان و رسوراترول با یکدیگر برهمکنش دارند. پایداری گرمایی نانوالیاف‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که تمامی مواد در 600 درجه سانتیگراد تخریب می‌شوند.
نتیجه‌گیری: محلول کیتوزان-ژلان به طور موفقیت آمیزی الکتروریسی شد و به عنوان یک ساختار مناسب جهت بارگذاری رسوراترول مورد استفاده قرار گرفت. این تکنیک به عنوان یک روش مناسب و کارآمد جهت تحویل دارو به ناحیه کولون ارزیابی شده و پتانسیل خوبی را جهت تحویل رسوراترول به ناحیه کولون از خود نشان میدهد.