بلاک کوپلیمرهای خودآرایی به دلیل خواص ویژه ای که از خود نشان می دهند؛ کاربرد های فراوانی در شاخه های مختلف علوم پیدا کرده اند. در حقیقت، هر مولکول از این ترکیبات به عنوان یک ابزار تخصصی در نظر گرفته می شود که به همین دلیل با توجه به چگونگی طراحی و شرایط می تواند در علوم زیست شناسی، شیمی، مهندسی و علوم دارویی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از کاربرد هایی که در سال های اخیر بسیار وسعت یافته و در مورد این ترکیبات شدیداً مورد توجه قرار گرفته، استفاده از آنها به عنوان حامل های دارویی بوده. دلیل اصلی توجه به دارورسانی در داروسازی، به این دلیل بود که برخی داروها در کنار حلالیت کم در فاز آبی، دارای سمیت شدید در دوز بالای مصرف می باشند. برای رفع این مشکل از ترکیبات تخصصی به عنوان حامل دارو استفاده شده که در این میان، بلاک کوپلیمرهای نانوآرایی جزء ترکیبات مرسوم برای این منظور بوده اند. چگونگی عمل این ترکیبات در علم دارورسانی بدین گونه است که ابتدا دارو را در قسمت آب گریز داخلی خود به دام می اندازد. قسمت بیرونی این ترکیب, گروه های آبدوست قرار دارند که حلالیت ترکیب در محیط آبی را نتیجه می شوند. فاکتور های حیاتی برای تعیین اینکه آیا ترکیب کوپلیمر مورد نظر می تواند برای حامل دارویی خاص و در شرایط معین استفاده شود، و همچنین برای درک بالاتری کارآیی نانو دارسان ها، اندازه ذرات و خواص سطح آنها می باشند.

از جمله نانوساختارهایی که در این خانواده قرار گرفته و مورد بررسی قرار گرفته اند، پلیمرهای خودآرایی کروی هستند که تحت عنوان میسل شناخته می شوند. میسل های پلیمری، نانودزاتی با ابعاد کمتر از ۵۰ نانومتر بوده که در مطالعات متعدد بالینی و پیش بالینی مورد توجه قرار گرفته اند. میسل های پلیمری دارای یک جزء نانو ساختار در مرکز بوده که وظیفه به دام انداختن و حمل دارو را به عهده دارد و مانع از رسوب دارو در فاز آبی و بنابراین در خون می گردد. مسئله مهم در خصوص استفاده از میسل ها, پایداری آنها در بدن می باشد. یکی از راه های ایجاد پایداری در بلاک پلیمر های میسل، ایجاد پیوندهای عرضی در ساختارهای پلیمری می باشد. بلاک پلیمرهای نانو آرایی که دارای اتصالات عرضی در ساختار های پلیمری باشد، می تواند در شرایط مختلف غلظتی و pH پایدار باقی بمانند. پلیمرهای دارای اتصالات عرضی، معمولاً تولید ساختار های ژل مانند و یا مش مانند می نمایند که ساختارهایی مناسب برای به دام انداختن داروها می باشند. البته این نکته را نباید از نظر دور داشت که برقراری تعداد زیاد پیوندهای عرضی در مولکول، به معنای از دست دادن مکان های فعال برای برقراری پیوند بین دارو و ترکیب حامل است. از سوی دیگر، برقراری پیوندهای عرضی در چنین مولکول هایی که گاه ابرشاخه دار خوانده می شوند، موجب تغییراتی در برهم کنش مولکول- حلال می شود. با در نظر گرفتن موارد اخیر، متوجه می شویم که چرا علیرغم مزایای فراوان این ترکیبات, طراحی و سنتز کوپلیمرهای ابرشاخه دار هنوز عمومیت نیافته است.

12

شکل ۱. طراحی قالب های ابرمولکولی برای دارورسانی

بلاک کوپلیمرهایِ ساخته شده از ترکیبات نانوآرایی با پیوندهای عرضی (CNAs) به عنوان ترکیباتِ سوپرامولکولیِ پایدار در امرِ دارورسانی مورد استفاده قرار گرفته اند. در بررسی هایِ انجام شده، بلاک کوپلیمرهایِ پلی(اتیلن گلیکول) –پلی(اسپارتات) [PEG–p(Asp)] که شاملِ ۵–۱۲ کیلودالتون پلی(اتیلن گلیکول) و سپس شاملِ واحد هایِ ۵، ۱۴، ۲۵، ۳۳، و ۳۷ واحدِ تکرار شونده از پلی(اسپارتات) بوده، به عنوان داربست و ساختارِ اصلیِ ترکیباتِ نانو آرایی در نظر گرفته شده است. این ساختار ها نهایتاً برای تهیه ترکیبات پیوندشده نانوآرایی (GNAs) و ترکیبات نانوآرایی با پیوندهای عرضی (CNAs) مورد استفاده قرار گرفته است. روش های سنتزی مختلفی برای بیشینه نمودن تعداد داروهایی که توان اتصال یه آسپارژین را در هر واحد نانوآرایی داشته باشند مورد آزمایش قرار گرفته است. برای سنتز GNA از روش های اتصال به داربست اصلی و همچنین از روش های اتصال از داربست اصلی استفاده شده است. برای سنتز CNAs، از ترکیبات (Asp) PEG-p که به طور کامل و یا جزئی محافظت شده بودند جهت برقراری پیوند عرضی با ترکیبات دی آمین استفاده شده است. بررسی داده های H–NMR و اندازه گیری های GPC روشن نمود که GNA و CNA ها، هر کدام به ترتیب شامل حداکثر ۱۸۳ و ۲۵۳ واحد آسپارژین می باشند. مطالعات اولیه ترکیبات نانوآرایی، مشخص نمود که استفاده از GNAها به عنوان حامل های دارویی امری غیر عملی است. دلیل این مشاهده این است که اولاً بازده ایجاد اتصال در این ترکیبات متغیر بوده و ثانیاً راندمان ایجاد محصول در آن پایین است. در عوض، ترکیبات  CNA بازده بالایی از خود نشان داده و به همین دلیل به عنوان قالب هایی مناسب برای حمل دارو ها شناخته شدند. این ترکیبات می توانند داروهای با قابلیت یونش (دوکسوروبیسین) را به دام انداخته و جذب نماید و سپس آنها را رها کنند. این ترکیبات، همچنین دارای پایداری ذرات نانوآرایی بالایی در محدوده pH فعالیت داروها، که معمولاً بین ۴–۹ می باشد، هستند. اندازه گیری های پراکندگی پرتوهای نور اندازه ذرات ترکیبات CNA را قبل و بعد از اتصال به دارو یکسان نشان می دهد. این امر به این دلیل است که هیچ یک از پدیده های تجمع و تفکیک در طول فرآیند اتصال و جدا شدن دارو اتفاق نمی افتد.

21

شکل ۲. بلاک کوپلیمرهای [PEG-p(Asp-BLA), PEG-p(Asp),  و PEG-p(Asp-PDA)] ,[PEG-p(BLA)].

در پایان برای شناسایی و اندازه گیری خواص کوپلیمرهای ساخته شده، از تکنیک های متداول مانند NMR هیدروژن استفاده شده که داده های طیفی ساخت کوپلیمرهای مورد نظر را تأیید نموده است. برای اندازه گیری اندازه جرم مولکولی متوسط از روش کروماتوگرافی نفوذ ژل (GPC) به همراه IR و UV استفاده شده.

32

شکل ۳. داده های GPC

در تشخیص حمل دارو توسط کوپلیمر مورد نظر، دوکسوروبیسین توسط CNA و PEG-p(Asp/Ca2+) به نسبت ۱:۱به دام افتاده که قابل پیش بینی بوده است.

4a

شکل ۴. ابعاد ذرات میسل کوپلیمر CNAقبل و بعد از به دام انداختن DOX

5

شکل ۵. ابعاد ذرات DOX که بر روی CNA قرار گرفته در pH های مختلف.

با بررسی داده های ابعاد ذرات در pH های مختلف، دیده می شود که CNA با تغییرات میزان قدرت اسیدی و بازی محیط می تواند در محدوده pH 4-9 تا ابعاد کمتر از ۲۰ نانومتر کوچک شده و یا تا ابعاد بالاتر از ۴۰ نانومتر متورم شود؛ که چنین وابستگی شدید ذرات به اسیدیته محیط می تواند ناشی از گروه های کربوکسیل در هسته آن باشد.

این کار توسط گروه تحقیقاتیِ دکتر جونسو بیی در بخشِ داروسازیِ دانشگاهِ کنتوکی در ایالاتِ متحده انجام شده و در مجله معتبرِ بایو ماکرومولکول با آدرسِ مقابل  Lee، H. J.، Bae، Y.، Biomacromolecules ۲۰۱۱، ۱۲، ۲۶۸۶–۲۶۹۶ به چاپ رسیده است.

 

این مطلب را در شبکه های اجتماعی خود به اشتراک بگذارید...