عنوان

تهیه و شناسایی کامپوزیت‌های پلیمری بر پایه ژلاتین حاوی نانو هالوسیت بارگیری شده با دارو برای کاربردهای زیست پزشکی

پ۲۸۵۷۷

per

تهیه و شناسایی کامپوزیت‌های پلیمری بر پایه ژلاتین حاوی نانو هالوسیت بارگیری شده با دارو برای کاربردهای زیست پزشکی

فرناز جابری فرد

شیمی

۱۴۰۱

۱۳۱ص.

سی دی

دکتری

شیمی گرايش شیمی آلی

۱۴۰۱/۰۱۱/۲۰

یکی از معضلات بزرگی که علم پزشکی از دیرباز با آن درگیر بوده است، ارائه درمانی قطعی برای بازسازی بافت‌های از کار افتاده است. در این رساله، یک سری دارورسانی نانوکامپوزیت‌های جدید و سیستم‌های هیبریدی برای اصلاح پلیمرهای طبیعی به عنوان یک سامانه دارو درمانی مورد مطالعه قرار گرفت و اخیراً با توجه به نقش بسزای بافت پوست تلاش بر طراحی تولید فیلم نانو کامپوزیتی به عنوان زخم پوش از ترکیب پلیمرهای طبیعی ژلاتین (G)، نشاسته نشاسته دی‌آلدئیدی (DAS) و سلولز باکتریایی (BC) با هدف مطالعه تأثیر مواد حاوی نانو هالوسیت (Hal) بارگیری شده با نانو ذرات اکسید روی (ZnO) به عنوان یک پر کننده، تقویت کننده و ضدباکتریایی این داربست مشاهده شد. بعد از بهینه‌سازی درصد وزنی مناسب برای تهیه فیلم نانو کامپوزیتی ژلاتین- نشاسته دی‌آلدئیدی (DAS-G) با افزودن BC با درصد بهینه %wt 012/0 پایداری حرارتی بهبود یافته است. همچنین برای دستیابی به خواص انتخابی؛ مانند قابلیت دارورسانی هدفمند، نانو لوله‌های هالوسیت بارگذاری شده موفق با یون‌های Zn2+ به داربست DAS-G/BC اضافه شدند و درصد بهینه ترکیب (5% و 3%) نانو ذرات هالوسیت بارگذاری شده با اکسید روی (ZHal) برای ساخت داربستی فیلم نانو کامپوزیتی بدست آمد که بیشترین فعالیت آنزیمی به دلیل حضور نانو ذرات اکسید روی و ایجاد زبری سطح مشاهده شد. فیلم‌های نانو کامپوزیت تهیه شده با استفاده از تکنیک‌هایی نظیر FT-IR، ATR، XRD، SEM، TEM، EDX، TGA، تورم، تخریب، دانسیته، تخلخل رفتار مکانیکی و مطالعات تخریب زیستی تأیید ساختار شدند. در حوزه آزمون بیولوژیکی فیلم نانو کامپوزیت DAS-G/BC/ZHal تولید شده به طور قابل توجهی رشد و تکثیر سلولی فیبروبلاست NIH-3T3 در حضور ZHal, BC را بهبود بخشد که نشان داد این لایه‌های نانو کامپوزیتی با سیتولوژیک سازگار هستند. در ادامه نیز سمیت سلولی نانو کامپوزیت‌ها و سیستم‌های هیبریدی با استفاده از MTT بر روی سلول‌های بنیادی در شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. در آخر بررسی چسبندگی و زنده مانی سلول‌ها بر سطح داربست، به صورت مطلق، نشان دادند که داربست حاوی نانو لوله‌های بارگذاری شده توسط یون Zn2+ در همه جنبه‌های کاربردی به عنوان زخم‌پوش برتری ویژه‌ای نسبت به ترکیبات دیگر مورد مطالعه یافته است. در کار دوم این کارپژوهشی، هدف توسعه یک سیستم جدید دارورسانی با ویژگی انتقال هدفمند دارو CAR بود در این راستا، CAR از طریق پیوند هیدروژنی بارگذاری شده در نانو لوله‌های هالوسیت (Hal) به عنوان پرکننده و تقویت کننده در یک میکروسفر مبتنی بر ژلاتین با استفاده از امولسیون آب در روغن حساس به pH کپسوله شد (Hal/CAR@GM)، ضمن کاهش میزان دوز مصرفی دارو، عوارض درمان را کاهش می‌دهد. بررسی رهایش دارو نشان دهنده رهایش انفجاری دارو در 2/1= pH در شرایط اسیدی بوده برای غلبه بر این مشکل، توسط میکروسفر بیوپلیمر ژلاتین حساس به pH پوشش داده شد و عملکرد آن در شرایط شبیه‌سازی شده به دستگاه گوارش منجر به کپسوله کردن Hal/CAR@GM شد. مقایسه میزان بارگذاری و نحوه آزادسازی داروی CAR نشان دهنده رهایش کنترل شده و هدفمند دارو برایHal /CAR@GM در مقایسه با Hal/CAR است. میکروسفر Hal/CAR کپسوله شده با ژلاتین Hal/CAR@GM با استفاده از آنالیز FT-IR، UV-Vis، SEM، EDS، TGA، BET مشخص شد. علاوه بر این، آزمایش زنده مانی سلول (MTT assay) نشان داد که Hal/CAR@GM در برابر سلول‌های CaCo-2 غیرسمی است. با توجه به نتایج Hal/CAR@GM تهیه شده می‌تواند به عنوان یک سیستم دارورسانی خوراکی مورد استفاده قرار گیرد

One of the great problems that medical science has been dealing with for a long time is to provide a definitive treatment for the regeneration of disabled tissues. In this thesis, a series of drug delivery of new nanocomposites and hybrid systems were studied to modify natural polymers as a drug therapy system, and recently, due to the important role of skin tissue, efforts were made to design the production of nanocomposite film as a wound dressing made of natural polymers. After optimizing the appropriate weight percentage for the preparation of gelatin-dialdehyde starch nanocomposite film (DAS-G) by adding BC with an optimal percentage of 0.012%wt, the thermal stability has been improved. Also, to achieve selective properties; Similar to the targeted drug delivery capability, successfully loaded halloysite nanotubes with Zn2+ ions were added to DAS-G/BC scaffold and the optimal composition percentage (5% and 3%) of halloysite nanoparticles loaded with zinc oxide (ZHal) to construct nano film scaffolds A composite was obtained that showed the highest enzyme activity due to the presence of zinc oxide nanoparticles and the creation of surface roughness. The prepared nanocomposite films were confirmed by using techniques such as FT-IR, ATR, XRD, SEM, TEM, EDX, TGA, swelling, degradation, density, porosity, mechanical behavior and biodegradation studies. In the field of biological testing, the produced DAS-G/BC/ZHal nanocomposite film significantly improved the growth and proliferation of NIH-3T3 fibroblast cells in the presence of ZHal, BC, which showed that these nanocomposite films were cytologically compatible. Next, the cytotoxicity of nano composites and hybrid systems was studied using MTT on stem cells in laboratory conditions. Finally, the examination of cell adhesion and viability on the surface of the scaffold showed that the scaffold containing nanotubes loaded with Zn2+ ion has a special advantage over other studied compounds in all aspects of application as a wound dressing.In the second work of this research, the goal was to develop a new drug delivery system with CAR targeted drug delivery. In this regard, CAR was encapsulated in a gelatin-based microsphere using a pH sensitive water-in-oil emulsion (Hal/CAR@GM) through hydrogen bonding loaded in halloysite (Hal) nanotubes as filler and reinforcement, While reducing the dosage of the drug, it reduces the side effects of the treatment. Examining the release of the drug shows the explosive release of the drug at pH = 1.2 in acidic conditions. To overcome this problem, it was covered by pH-sensitive gelatin biopolymer microspheres and its performance in conditions simulated to the digestive system led to encapsulation of Hal/ became Hal/CAR@GM. The comparison of CAR drug loading and release mode shows controlled and targeted drug release for Hal/CAR@GM compared to Hal/CAR. Hal/CAR microsphere encapsulated with Hal/CAR@GM gelatin was characterized using FT-IR, UV-Vis, SEM, EDS, TGA, BET analysis. In addition, the cell viability test (MTT assay) showed that Hal/CAR@GM is non-toxic against CaCo-2 cells. According to the results, the prepared Hal/CAR@GM can be used as an oral drug delivery.

Preparation and characterization of drug-loaded gelatin- based polymeric composites contoining nanohalloysite for biomedical applications

‏جابری فرد،

فرناز

تهیه کننده

‏مصطفوی،

ارسلانی،

‏قربانی،

حسین

ناصر

مرجان

استاد راهنما

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز