www.mktop_.ir

پایان نامه تولید نانوساختار پروتئینی حامل دارو با فرمت word+pdf، از این مقاله میتوانید در سمینار، مقالات و پایان نامه خود استفاده نمایید. 

مقدمه

در طول تاریخ بشر از زمان یونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر این باور بودند که مواد را می‌توان آنقدر به اجزاء کوچک تقسیم کرد تا به ذراتی رسید که خردناشدنی هستند و این ذرات بنیان مواد را تشکیل می‌دهند، شاید بتوان دموکریتوس فیلسوف یونانی را پدر فناوری و علوم نانو دانست چرا که در حدود 400 سال قبل از میلاد مسیح او اولین کسی بود که واژه اتم را که به معنی تقسیم‌نشدنی در زبان یونانی است برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. اساس همه مواد و سامانه‌های طبیعی بر پایه مقیاس نانومتری است. کنترل و تغییرات مواد در سطوح ملکولی به این معنی است که میتوان خصوصیات و رفتار اجسام را به طور دقیق تغییر داد.

بنابراین نانوفناوری می‌تواند با تعیین خصوصیات جدیدی برای مواد و سامانه‌ها در این مقیاس، تولید تمام اشیای ساخت بشر را از خودروها، تایرها و مدارهای کامپیوتری گرفته تا داروها و جایگزینی بافت‌ها تحت تاثیر قرار دهد و باعث اختراع و ایجاد اشیای جدید شود. نانوساختار پروتئینی حامل دارو

نانوفناوری را در قرن بیست و یکم می‌توان شاخه‌ای راهبردی از علوم و مهندسی خواند که فناوری‌های مورد استفاده کنونی در ساخت و تولید پزشکی، تولید انرژی، صنایع نظامی، مدیریت محیط زیست، حمل‌ونقل، ارتباطات، محاسبات و آموزش را از نو پی‌ریزی خواهد کرد. یکی از تحولات قرن بیست و یکم، تاثیر نانوفناوری  بر بهداشت، دارایی و امنیت مردم جهان خواهد بود که اثرات آن لااقل به اندازه اثرات تمام محصولات قرن بیستم نظیر آنتی بیوتیک‌ها، مدارات مجتمع و پلیمرهای ساخت دست بشر است. دکتر نیل لین مشاور رئیس جمهوری آمریکا در علوم و فناوری و مدیر سابق بنیاد ملی علوم National Science Foundation (NSF) در کنگره آوریل 1998 بیان کرد: «اگر از من پرسیده شود کدام شاخه علم افق فردای ما را ترسیم خواهد کرد، من به علم نانومقیاس اشاره خواهم کرد.».

هم اکنون کنترل خصوصیات اجسام نانو مقیاس دارای نقش مهمی در شاخه‌های مختلف علم همچون فیزیک، شیمی، علم مواد، زیست‌شناسی، مهندسی و شبیه‌سازی کامپیوتر است. به عنوان مثال ثابت شده است که نانو لوله‌های کربنی با اندازه یک ششم اندازه فولاد، ده برابر محکم تراز آن است و یا اینکه با نانوذرات می‌توان سلولهای سرطانی را مورد هدف قرار داده، از بین برد.

نانوفناوری چیست

یک نانومتر یک بیلیونیوم ( m 9-10(  متر، حدود (80000/1) قطر موی سر انسان و یا در حدود طول 10 اتم هیدروژن می‌باشد. نانوتکنولوژی کاربرد علوم مختلف در مقیاس نانومتر می‌باشد و ساده‌ترین اصطلاحی را که می‌توان در مورد آن بکار برد “مهندسی در مقیاس خیلی کوچک” می‌باشد.نانوفناوری مبحثی کاملاً متداول در بین محققان، رسانه‌های خبری، جامعه سرمایه‌گذاری و دیگران می‌باشد. هرچند برخی اظهار نظرها در مورد نانوفناوری با مبالغه همراه است اما مبالغه نیست اگر بگوییم نانوفناوری موجب تغییر ماهیت در بیشتر صنایع می‌شود. نانوفناوری شامل روش‌های جدید ساختن اشیاء می‌باشد و کمابیش ساخت وسایل کوچکتر، ارزانتر، سبکتر، سریعتر، با عمل پذیری بیشتر و صرف مواد خام و انرژی کمتر را متعهد می‌شود. هر صنعتی که در امر سرمایه‌گذاری در نانونکنولوژی کوتاهی کند، خود را در معرض خطر قرار خواهد داد.

NanoparticleNanoparticle پایان نامه تولید نانوساختار پروتئینی حامل دارو www.mktop.ir

تاریخچه نانو فناوری در جهان

چهل و هشت سال ریچارد فیمن، متخصص کوانتوم نظری و دارنده جایزه نوبل، در سخنرانی معروف خود در سال 1959 با عنوان «آن پایین فضای بسیاری هست»[There is plenty of room at the bottom] به بررسی بعد رشد نیافته علم مواد پرداخت. وی در آن زمان اظهار داشت: «اصول فیزیک، تا آنجایی که من توانایی فهمش را دارم، برخلاف امکان ساختن اتم به اتم مواد حرفی نمی‌زنند.» او فرض را بر این قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفته اند که چگونه ترانزیستورها و دیگر سازه‌ها را با مقیاسهای کوچک بسازند، پس ما خواهیم توانست که آنها را کوچک و کوچک‌تر کنیم. در واقع آنها به مرزهای حقیقی‌شان در لبه‌های نامعلوم کوانتوم نزدیک خواهند بود، به طوری که یک اتم را در مقابل دیگری به گونه‌ای قرار دهیم که بتوانیم کوچکترین محصول مصنوعی و ساختگی ممکن را ایجاد کنیم.

فیمن در ذهن خود یک «دکتر مولکولی»[Molecular Doctor] تصور کرد که صدها بار از یک سلول منحصر به فرد کوچکتر است و می‌تواند به بدن انسان تزریق شود و درون بدن برای انجام کاری یا مطالعه و تایید سلامتی سلولها و یا انجام اعمال ترمیمی و به طور کلی برای نگهداری بدن در سلامت کامل به سیر بپردازد. در بحبوبه سالهای صنعتی کلمه «بزرگ» از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بود. مثل علوم بزرگ، پروژه‌های مهندسی بزرگ و غیره حتی کامپیوترها در دهه 1950 تمام طبقات ساختمان را اشغال می‌کردند. ولی از وقتی فیمن نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان روندی به سوی کوچک شدن در پیش گرفت. ماروین مینکسی، پدر هوش‌های مصنوعی، در دهه 60 جهان را در اندیشه‌های مربوطه به آینده رهبری می‌کرد.

مینسکی تفکرات بسیار باروری داشت که می‌توانست به اندیشه‌های فیمن قوت ببخشد. در اواسط دهه 70، اریک درکسلر که یک دانشجوی فارغ‌التحصیل بود، مینکسی را به عنوان استاد راهنما جهت تکمیل پایان‌نامه‌اش انتخاب کرد و او نیز این مسئولیت را بر عهده گرفت. درکسلر نسبت به وسایل بسیار کوچک فیمن علاقه‌مند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناییهای آنها به کاوش بپردازد. درکسلر در اوایل دهه 80، درجه استادی خود را در رشته علوم کامپیوتر دریافت کرد و گروهی از دانشجویان را به صورت انجمنی به دور خود جمع نمود. او افکار حوانترها را با یک سری ایده‌ها که «نانوفناوری» نامگذاری کرده، مشغول می‌داشت. اولین مقاله علمی درکسلر را در مورد نانوفناوری مولکولی (MNT)[Molecular Nanotechnology] در سال 1981 ارایه شد و کتاب «موتورهای آفرینش» را در سال 1986 به چاپ رساند.

درکسلر تنها درجه دکتری در نانوفناوری را در سال 1991 از دانشگاه MIT دریافت داشت. او یک پیشرو در طرح نانوفناوری است و هم اکنون رئیس انستیتو فورسایت[Foresight] و ریسرچ فلو[ Research Fellow] می‌باشد. رویدادهای مهم تاریخی نانو فناوری در ضمیمه آورده شده است.

دلایل استفاده از نانو فناوری

رویکرد وسیع دولت‌های بزرگ جهان به فناوری نوظهور نانوتکنولوژی، نشان از اهمیت رو به رشد و نقش سازنده آن در بسیاری از معادلات اقتصادی و اجتماعی جهان آینده دارد. در عصر حاضر که برتری صنعتی، یکی از مهمترین ملاکهای قدرت دولت‌ها به شمار می‌رود،‌ دولتمردان جهان درصدد برآمده‌اند تا بیشترین بهره را از فناوری انقلابی  نانوفناوری ببرند. ظهور این فناوری برای کشورهای کمتر توسعه‌یافته نیز به عنوان فرصتی برای حذف یا لااقل کاهش فاصله خود با کشورهای صنعتی و پیشرفته جهان تلقی می‌شود. سازماندهی مواد در مقیاس نانومشخصه اصلی سامانه  های زیستی است. نانوفناوری به ما اجازه خواهد داد که اجزا و مجموعه هایی را داخل سلول ها جای داده و مواد جدیدی  را با استفاده از روش های خودسامانی طبیعت بسازیم. در خود سامانی، اطلاعات مورد نیاز برای ترکیب نانو اجزا روی سطح مربوطه قرار خواهند داشت.

هیچ روبات یا وسیله ای برای قراردادن اجزا کنار لازم نیست. در واقع  نانوزیست فناوری ترکیب قدرتمندی از نانوفناوری و زیست فناوری است که می تواند مواد و ابزارهای جدید برای تغییر و بهبود سامانه های زیستی را در اختیار ما قرار دهد. به جز پیشرفت‌هایی که در علم پزشکی مدرن، در قرن اخیر صورت گرفت، پزشکی جدیدتری ظهور کرده است که بیش از اینکه یک علم باشد، یک هنر وابسته به ابزار است. در پنجاه سال اخیر، دانش پزشکی بررسی بیماری‌ها را در ابعاد مولکولی به پیش برده است. از دیدگاه مولکولی، پزشکی مدرن هنوز در ابتدای راه خود قرار دارد. مثلاً امروزه از داروهایی استفاده می‌کنیم که شامل ساختار محدودی از  مولکول‌ها هستند. این ملکولها برای درمان یک بیماری خاص به کار می‌روند. به کمک نانوپزشکی، محصولات دارویی می‌توانند مثل ماشین‌های هوشمند برنامه‌ریزی شوند. آنها به حسگرهایی مجهزند که می‌توانند قدرت تصمیم‌گیری و تأثیرپذیری از محیط را برای ماشین فراهم کنند.

این ماشین‌ها می‌توانند جلو عوارض جانبی و همچنین واکنش‌های حساسیت‌زا را بگیرند. داروهای جدید خود را با بدن سازگار می‌کنند و تنها با رسیدن به مقصد نهایی عمل اختصاصی خود را(که در واقع همان درمان است) انجام می‌دهند. آنها می‌توانند قبل از فعال ‌شدن دارو از آزاد شدن مقدار بیشتر از حد آن جلوگیری کنند و مانع بروز مسمومیت‌ شوند. درمان و پیشگیری بیماری‌ها از قابلیت‌های خوب فناوری نانو به شمار می‌رود. این فناوری با استفاده از نانوابزارها و نانوساختارهای مهندسی‌شده، اعمالِ ساخت، کنترل، دیدن و ترمیم سیستم زیستی انسان در مقیاس مولکولی را انجام می‌دهد. سیستمهای دارورسانی عبارتست از رساندن دارو در زمان معین و با دُز کنترل شده به اهداف دارویی خاص در بدن. این کار به نحو چشمگیری ایمن‌تر و بسیار مؤثرتر از پخش دارو درتمام بدن است.

یکی از مشکلاتی که وجود دارد این است که این اهداف در بدن ممکن است بسیار کوچک و پراکنده باشند. دارورسانی مؤثر، عوارض ناخواسته را کاهش می‌دهد و دُز دارویی کمتری را مصرف می‌کند و می‌تواند باعث دلگرمی بیماران برای ادامه رژیم مصرف دارویی صحیح گردد. استفاده بهتر از دارورسانی می‌تواند اجازه استفاده از روشهای جدید درمانی را بدهد؛ مثلاً استفاده از داروهایی که غیر از مورد مصرف آن بسیار سمی باشند. سیستمهای دارورسانی برای اینکه قادر به رساندن دُز مورد نیاز دارو در زمان معین به سطح هدف باشند از سیستمهای طراحی شده نانومتری فعال یا غیرفعال استفاده می‌کنند. وسایل نانومتری نیز ممکن است به صورت دقیقی قادر به رساندن مواد به سلولها باشند؛ مثلاً DNA می‌تواند برای ژن‌درمانی و واکسیناسیون، در داخل یک سلول قرار داده شود. نانوفناوری در کشف دارو نیز می‌تواند نقش مهمی ایفاء کند، با این وجود هیچ ارزیابی عملی درباره آن صورت نگرفته است.

کاربرد نانوذرات در دارورسانی

نانوذرات پلیمری پتانسیل بسیار بالایی برای بکارگیری در سامانه های  کلوئیدی حامل دارو دارند. خواص فیزیکوشیمیایی حامل ها مانند اندازه و خصوصیات سطحی آنها در توزیع شان در بدن بسیار موثر می باشد. ذرات بزرگتر بسیار سریع تر از ذرات کوچک توسط کبد وطحال جذب می شوند. با کاهش اندازه حامل های کلوئیدی تا محدوده 100 تا 300 نانومتر احتمال عبور از منافذ رگها بالاتر می رود. در طی چند دهه اخیر و با رشد فناوری نانو، نانو ذرات زیست تخریب پذیر بیشتر مورد توجه واقع شده اند.  از سیستم‌های دارورسانی نانوذره‌ای جهت انتقال واکسن‌ها ،ژن ها و حمل DNA نیز استفاده شده است. امروزه سامانه  های رهایش دارو با استفاده از ذراتی در محدوده نانو یکی از علومی است که نقش مهمی در روش های نوین دارورسانی دارد.

در این سامانه ها از نانو ذرات به عنوان حامل استفاده می شود، این حامل ها  می توانند دارو را به  هدف مورد نظر برسانند و درنتیجه باعث افزایش خواص درمانی و کاهش میزان اثرات نامطلوب دارو می گردد.این نکته بدیهی است که سیستم‌های نانوذره‌ای این قابلیت را دارند که تحولی عظیم در دارورسانی ایجاد کنند. بدین دلیل وارد کردن مواد درمانی به نانوکره‌ها و نانوذرات مهمترین موضوع تحقیقات در دهه اخیر بوده است. جهان امروز جهان ویژ­ه­ای است؛ جهان ارتباطات و اتصال آسان و سریع انسان­ها با یکدیگر و جهانی است که علم ­و ­فناوری در آن جایگاه ویژه­ای دارد. به­طوریکه، امروزه قدرت بر علم و فناوری و قدرت تولید هر جامعه مبتنی است و قدرت سیاسی و نظامی مبتنی بر این امور است و دانش و فناوری در موقعیتی است که بدون آن زندگی میسر نیست.

همه ما بیمار و پیر می‌شویم، بنابراین مجبور به استفاده از کاربردهای خاصی نظیر دارورسانی بهینه‌شده، درمان شخصی و نیز استفاده از توانایی‌های پزشکان برای تشخیص و درمان بیماریهای خود هستیم. تلاشهای چشمگیری برای توسعه کاربردهای دارورسانی برای درمان سرطان، مشکلات تنفسی، آسم و اختلالات ریوی وجود دارد.

عمدتاً در آینده سیستمهای دارورسانی جدید نیز مبتنی بر توانایی دستیابی به داروهایی خواهد بود که با بهبود نحوه رسیدن به نقاط موردنظرشان از داروهایی که تا قبل از این ارائه شده‌اند، ارزشمندتر باشند. این منجر به تحرکی ثانویه می‌شود، بدین ترتیب که گروهی تحت عنوان فلسفه و شیوه فن‌آوری پنج‌بعدی دارورسانی با پنج بعد داروی مناسب، زمان مناسب، شخص مناسب، مکان مناسب و قیمت مناسب تشکیل شود. این روش بهترین نحوه رسیدن دارو به هدف مورد نظر می‌باشد و ما را قادر به درمان بیماریهایی می‌کند که اکنون قادر به درمان آنها نیستیم و نیز ما را قادر به ساختن لوازم پزشکی می‌کند که فعلاً  انجام آن مقدور نیست..

برخی نیازهای کشور در این حوزه

از آنجایی که فناوری کلیدی می تواند کاربردهای چند منظوره داشته باشد، می توان امیدوار بود تا با کسب این بخش بتوان در حوزه های مهم استفاده نمود. کلید اصلی  این فناوری در قابلیت آن به عنوان حامل است و ماده حمل شونده می تواند بسته به هدف تغییر نماید. در ذیل به برخی از نیازهای کشوردر این زمینه اشاره شده است:

 نیاز بهداشت و درمان

آمار سال 1382 نشان می دهد که به طور متوسط حدود 7% در آمد هر خانوار ایرانی در امور مربوط به بهداشت و درمان هزینه می شود به گونه ای که هر خانوار شهری مبلغ 789/767/2 ریال و هر خانوار روستایی 091/757/1 ریال از درآمد سالانه خود را به این حوزه اختصاص داده است. از سوی دیگر سهم قابل توجهی از در آمد خانوار نیز صرف تهیه وسایل آرایشی و خدمات شخصی می گردد که این میزان بیش از میزان پولی است که صرف تفریحات و سرگرمی می شود. با توجه به این نیاز کشور حدود 1050 کارخانه جهت تولید مواد آرایشی, بهداشتی و بسته بندی آنها تأسیس شده است. از آنجا که بیشترین کاربردهای تحقق یافته نانوبیوتکنولوژی در عرصه پزشکی و دارویی است و به نظر می رسد سامانه های رسانش هدفمند سهم مهمی در تامین نیازهای این حوزه به خود اختصاص دهد.

نیاز کشاورزی

بر اساس آمار منتشر شده در سال 1382 میزان 612/408/3 تن کود شیمیایی در مزارع کشور مصرف شده است. از آنجاییکه سیستم کودپاشی در کشور غالباً به صورت سنتی است بخش قابل توجهی از آن در خاک باقی مانده و یا از طریق آب شویی شسته شده و وارد آبهای جاری و زیر زمینی می گردد. این مساله علاوه بر بار مالی آن برای کشور صدمات جبران ناپذیری نیز به محیط زیست وارد می کند. امروزه توانمندی سامانه های رسانش هدفمند باعث شده تا در حوزه هایی نظیر رسانش مواد مورد نیازگیاه به صورت هدفمند با کمک نانوکپسول ها بسیاری از این مشکلات مرتفع گردد.

 نیاز صنعتی

همانگونه که قبلاٌ بیان شد یکی از قابلیت های فناوری های نوظهور، قدرت بهبود محصولات موجود است که می تواند مزیت رقابتی صنایع موجود به ویژه صنایع سنتی و قدیمی مانند نساجی،صنایع غذایی،صنایع دارویی سنتی و غیره را افزایش دهد. بر اساس مطالعات انجام شده در طرح تاوا (تحقیقات آموزش و اطلاع رسانی) انجام شده است، بسیاری از صنایع موجود کشور برای رقابت بازارهای جهانی تنها نیازمند پرستیژ صنعتی هستند، به عنوان مثال صنایع غذایی می توانند با تکیه بر فناوری نانویی در تبلیغات خود جایگاهی در بازارهای بین المللی بیابند.

البته کاربردها فقط محدود به افزایش پرستیژ نمی شود, بلکه کیفیت و کارآیی آنها را نیز افزایش می دهد که در ارتقای توان صنعتی و رقابتی آنها بسیار مؤثر است. در حال حاضر از مجموع 6200 کارخانه مواد غذایی, آشامیدنی و بسته بندی آنها, تنها 15 کارخانه موفق به صادرات محصول به خارج از کشور شده اند و هیچ کدام از کارخانه های داروسازی ما صادرات محصول ندارند که آمار بسیار تکان دهنده و قابل تاملی است. این موضوع تقریباً و کم و بیش در سایر صنایع سنتی کشور نیز صادق است.

بازارسامانه های دارورسانی 

در این قسمت به بازار سامانه های دارورسانی در دنیا اشاره شده تا در مجموع به اهمیت این بازار و اهمیت زیر مجموعه های آن پی برده شود.کل بازار دارو رسانی تا سال 2005 حدود 100 میلیارد دلار تخمین زده می شود. انتظار می رود فروش محصولات حاصل از فناوری های دارورسانی با توجه به روند ساخت و توسعه فناوریهای جدید و تجاری سازی این روشها در طی 5 سال آینده  به میزان 100 میلیارد دلار افزایش یابد. در حال حاضر بازار فروش محصولات  دارورسانی 50 میلیارد دلار است که %5/12 کل فروش محصولات دارویی را به خود اختصاص داده و بر اساس تخمین ها این بازار از سایر بازارهای دارویی با سرعت بیشتری رشد خواهند یافت.

اروپا با اختصاص 40 % از سهم تولید دارو در دنیا در رده اول تولیدکنندگان دارو است. ارزش تولیدات دارویی اروپا در طی 20  سال گذشته پنج برابر افزایش یافته است. پس از اروپا ایلات متحده آمریا با 38% سهم و ژاپن با 15% سهم از تولید جهانی دارند. مطابق آمار ده شرکت اول داروسازی در سال 2003 بیش از 125 میلیارد دلار فروش داشته اند. ارزش بازار دارو در خاورمیانه در سال 2002 حدود 1/9151 میلیون دلار تخمین زده شده است. ترکیه با فروش حدود 4/2994 میلیون دلار هنوز به عنوان بزرگترین بازار منطقه باقی مانده است. سایر کشورهای مطرح در این منطقه در سال 2002 عبارت بودند از: عربستان سعودی (با فروش تخمینی 1546 میلیون دلار)، ایران (4/1500 میلیون دلار)، فلسطین اشغالی (6/757 میلیون دلار) و عراق (9/655 میلیون دلار).

با توجه به موارد فوق و ذکر این نکته که در بسیاری از تجربیات گذشته ( مانند تولید هورمون رشد نوترکیب انسانی، هپاتیتC و ….) به علت دیر عمل کردن در زمینه تولیدو کسب بازارهای منطقه، ایران از این امتیاز محروم مانده است.  با توجه به اشاراتی که به  محدوده وسیع کاربرد نانوذرات گردید و همچنین اثرات بسیار مهمی که می توانند بر توسعه و پیشرفت یک جامعه داشته باشند نیاز به تحقیق و توسعه در این زمینه امری بس لازم و ضروری می باشد. هنگامی که درباره نانوفناوری شروع به جستجو و مطالعه کنید، به موضوعات و مواد مختلفی بر می خورید مانند:”نانولوله ها، شبیه سازی مولکولی، نانوداروها، سلول های سوختی، کاتالیزورها، نانوذرات و…”.

بنابراین ممکن است نانوفناوری رشته ای کاملا گسترده به نظر آید که موضوعات آن ربط چندانی به هم ندارند. بطور کلی نانو فناوری به سه شاخه جدا و در عین حال مرتبط با یکدیگر تقسیم می شوند اما این سه شاخه کاملا به یکدیگر مرتبط هستند و پیشرفت در یکی از شاخه ها می‌‌تواند در شاخه‌های دیگر نیز کاملا موثر باشد. که براساس ساختارهای زیر تعریف می‌شوند :

1- نانو فناوری مرطوب :این شاخه به مطالعه و بررسی سامانه های زیست محیطی می پردازد. این نوع سامانه ها معمولا در محیطهای آبی وجود دارند . در این شاخه ساختمان مواد ژنتیکی، غشاءها و سایر ترکیبات سلولی در مقیاس نانومتر مورد مطالعه قرار می گیرد. پژوهشگران موفق شده اند ساختارهای زیستی فراوانی تولید کنند که نحوه عملکرد آنها در مقیاس نانویی کنترل می شود. این شاخه در برگیرنده علوم پزشکی ،داروئی،زیست محیطی و کلا علوم مربوط به زیست می باشد.

2-نانو فناوری خشک: این شاخه از علوم پایه شیمی و فیزیک مشتق می شود و به مطالعه تشکیل ساختارهای کربنی، سیلیکون و مواد غیر آلی و فلزی می پردازد. نکته قابل توجه اینست که الکترونهای آزاد که در فناوری مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها می گردند، در فناوری خشک خصوصیات فیزیکی ماده را پدید می آورند. در نانوفناوری خشک کاربرد مواد نانویی در الکترونیک، مغناطیس و ابزارهای نوری مورد مطالعه قرار می گیرد.

3- نانو فناوری محاسباتی: در بسیاری از مواقع ابزار آزمایشگاهی موجود برای انجام برخی از آزمایشها در مقیاس نانومتر مناسب نیستند و یا آنکه انجام این آزمایشها بسیار گران تمام می شود. در این حالت از رایانه ها برای شبیه سازی فرآیندها و واکنش های اتم ها و مولکول ها استفاده می شود. شناختی که به وسیله محاسبه به دست می آید، باعث می شود که زمان لازم برای پیشرفت نانوفناوری خشک بطور محسوسی کاهش یابد و البته تأثیر مهمی در نانوفناوری مرطوب نیز خواهد داشت بطور کلی به مطالعه ، مدل سازی  و بررسی سطح ساختارهای پیچیده در مقیاس نانو توجه دارد.نانوفناوری محاسباتی پلی برای ارتباط بین علوم مهندسی ، محاسباتی کامپیوتری می باشد. .

 نانو زیست فناوری یا فناوری مرطوب

نانو زیست فناوری حوزه نو ظهور علمی و فنی است که گرایشی بین رشته ای از علوم شیمی ، زیست شناسی، فیزیک و علم مواد است . این حوزه نو ظهور از یک سو به فعالیت های  همگام علم مواد و زیست شناسی اشاره دارد و از سوی دیگر حد فاصل علم فیزیک و زیست شناسی می باشد. نانو زیست فناوری با سامانه هایی با مقیاس نانو سروکار دارد که با روش ” از پایین به بالا”[Bottom-up] ساخته شده اند یا از روش “بالا به پایین “[Top-down] برای سامان دهی به اجزا ء بهره می گیرد. نانو زیست فناوری با”چیدمان در مقیاس نانو ” و “خود سامانی مولکولی” [Molecular self assembly] امکان ساخت گسترده وسیعی از مواد و دستگاهها را فراهم می نماید]20 .[از جمله ساخت نانو ذرات زیستی ،نانو لوله های پپتیدی و نانو زیست حسگرها می باشند.

در واقع می توان گفت نانو زیست فناوری استفاده از قابلیت های نانو در کاربردهای زیستی است و این شاخه از فناوری به ما اجازه می دهد تا اجزا و ترکیبات داخل سلولها را بصورت عام مورد بررسی قرار داده و با استفاده از روش های جدید خود آرایی و مکان آرایی نانو مواد زیستی را ساخته و با فنون پیشرفته وبه خالص سازی و بازیافت آنها بپردازیم.بی گمان زمینه ها و فازهای بعدی این فناوری جدید به تولید وسایل نانو زیستی و در نهایت به ارائه ماشین های هوشمند و ربات ها منجر خواهد شد .

پروتئین ها، رشته هایDNA و نانو ذرات پروتئینی موضوعات اصلی تحقیقات در نانوفناوری مرطوب هستنپروتئین ها، رشته هایDNA و نانو ذرات پروتئینی موضوعات اصلی تحقیقات در نانوفناوری مرطوب هستند
www.mktop.ir د

در مجموع ورود نانو به دنیای زیست فناوری می تواند محصولات زیر را تولید کند:

  1. دستگاههای تشخیص پزشکی با استفاده از پدیده تشخیص مولکولی

2.اعضای مصنوعی و تجهیزات پیشرفته پزشکی

3.آشکار ساز و توالی سنج های DNA

4.توسعه لوازم بهداشتی ،آرایشی و عوامل ضد میکروبی، ضد باکتری و ضد قارچ

5.سامانه های آزمایشگاه بر روی یک تراشه[Lab On Chip].

6.سامانه های دارو رسانی و ژن درمانی

7.زیست تراشه ها[Biochip]

8.نانو ذرات زیستی]و بسیاری از محصولات دیگر.

 تعریف نانو ذره

نانوذرات معمولاً سیستم‌های کلوئیدی کوچکتر از میکرون(µm<1) هستند که معمولا از پلیمرهای (قابل تجزیه زیستی و یا غیرقابل تجزیه زیستی) ساخته شده‌اند. بسته به نوع فرآیند تولید، نانوکره‌ها[Nanospheres] و نانوکپسول تولید می‌شوند. نانوکپسول‌ها سیستم‌های حبابی‌شکل هستند که در آن‌ها دارو در یک حفره قرار داده شده و با یک غشاء پلیمری احاطه شده‌اند. نانوکره‌ها سیستم‌های ماتریکسی هستند که در آن‌ها دارو در تمام این ماتریکس توزیع شده است. این یکی از تعاریفی است که برای نانوذرات آورده شده است و تقریبا مورد قبول اکثریت متخصصین در این زمینه می باشد. کنترل دقیق اندازه و شکل ذره به نوع فرایند و دستگاههای بکار رفته بستگی دارند. بنابراین در اکثر مواقع میتوان ذراتی را با اندازه مشخص و مورد نظر بدست آورد. بسته به نوع فرآیند، نانو ذرات می توانند بصورت کروی، استوانه ای ویا اشکال مختلف بدست آیند.

 نانو ذرات زیستی

اولین بار در سال 1970 نانو ذرات زیستی بدست آمد. این ذرات اولین بار به عنوان حاملهایی برای داروهای ضد سرطان و مناسب برای ساخت واکسن ها معرفی شدند. در مورد استفاده از این ذرات در چشم پزشکی و سامانه های رهایش خوراکی تحقیقات گسترده ای انجام شده و نتایج خوبی بدست آمده است.

 تاثیر نانوفناوری بر سیستم‌های دارورسانی

با کمک فناوری نانو تغییرات بنیادی در تولید دارو و دارورسانی روی خواهد داد و پیش‌بینی می‌شود که حدود نصف بازار180 میلیارد دلاری دارو در دنیا در دهه آینده تحت تأثیر آن قرار گیرد نانوفناوری در زمینه‌های زیر می‌تواند کاربرد داشته باشد:

  • کوچک کردن ذرات به اندازه نانو باعث فراهم شدن امکان استفاده از داروهای با حلالیت کم می‌شود و این مسئله باعث می‌شود که داروهای در دسترس شرکت‌های دارورسانی حدود دو برابر شود.

  • هدف قرار دادن تومورها بوسیله نانوذرات با اندازه‌های بین 5-10 نانومتر. این در حالی است که ذرات بزرگتر از نانوذرات قادر به عبور از منافذ تومورها نیستند.

  • هدف قرار دادن فعال با افزودن لیگاند به سطوح نانوذرات جهت اتصال به هدف خاص صورت می‌گیرد. این لیگاندها مانند گیرنده‌ای بافت‌های آسیب‌دیده را شناسایی کرده و به آن متصل شده و داروی خود را آزاد می‌سازند.

  • افزایش تجمع نقطه‌ای داروها بدلیل افزایش اتصال نانوذرات به بافت‌ها

  • شناساگرهای نانو قادر به تشخیص سرطان در اولین مراحل آن که هنوز تعداد سلولهای سرطانی کم می‌باشند، هستند.

کاربرد نانوذرات در دارورسانی

سیستم‌های مبتنی بر نانوذرات از تجزیه داروها محافظت کرده و مقادیر قابل توجهی از دارو را در خود جای می‌دهند. همچنین زمان توقف طولانی‌تری را به وجود می‌آورند و دفعات مصرف دارو را کاهش می‌دهند. ذرات نانو می‌توانند با حرارت استریل شوند و در نتیجه عمر ذخیره‌سازی بهتری نسبت به روش‌های انتقال لیپوزومی از خود ارائه می‌کنند که به دلیل اندازه‌شان می‌توانند جذب سیستم رتیکولوآندوتلیال[Reticuloendothelial System] (RES) شده ‌که ابتدا آنها را به کبد (تقریباً 75%)، شش‌ها و کلیه‌ها (5%) و طحال و قلب (1%) می‌رساند. حذف حامل‌های ذره‌ای توسط مسیرهای استاندارد دفع صورت می‌گیرد. این پاسخ می‌تواند برای هدف قرار دادن RES با دارو به کار رود و یا اگر نه، بایستی در طراحی سیستم‌های انتقال دارویی مورد توجه قرار گیرد. جذب ذرات نانو توسط فاگوسیت‌ها می‌تواند با تغییر بار سطحی و آب‌گریزی سطحی تغییر داده شود.

امروزه درمان سرطان با روش ایمنی‌درمانی در کنار درمان‌های متداول، راه دیگری است که توسعه‌یافته است و هدف درمانی اغلب RES است. ایده‌آل این است که چنین حامل‌هایی برای عوامل ضدموتور، سلول‌های تومور را مورد هدف قرار دهند و روی بافت‌های دیگر بی‌تأثیر باشند. این نکته باعث می‌شود که در سلول‌های سرطانی غلظت ‌دارویی بالا ایجاد شود بدون اینکه به سایر سلولها آسیبی‌ برسد. نانوذرات هم ردیف با این حامل‌ها هستند زیرا که قابل کنترل، قابل تولید مجدد، قابل تجزیه زیستی، و دارای سینتیک آزادسازی می‌باشند خصوصاً نانوکپسول‌های دارای[muramyle dipeptide]MDPبه عنوان یک راه‌حل ممکن و تحقیقی برای بهبود نیمه عمر این سیستم‌ها پیشنهاد می‌شوند.

شاید مهمترین کاربرد نانوذرات درمان ایدز(HIV) می‌باشد. یکی از داروهای مهم جهت درمان ایدز زیدوودین(AZT)است. این دارو باعث افزایش عمر مریض‌های مبتلا و کاهش تعداد بیماریهای فرصت‌طلب می‌شود. مشکل استفاده از این دارو حذف سریع آن از بدن، نیمه‌عمر کوتاه و مقاومت دارویی ایجادشده توسط ویروس می‌باشد. دارورسانی هدفمند باعث کاهش دوز مصرفی دارو و کاهش سمیت آن در مغز استخوان می‌شود. بعلاوه سیستم‌های دارورسانی ذره‌ای باعث بهبود نیمه‌عمر دارو شده و احتمالاً کارایی دارو را در مبارزه با ویروس افزایش می‌دهند.

همچنین از سیستم‌های دارورسانی نانوذره‌ای جهت انتقال واکسن‌ها نیز استفاده شده است. واکسیناسیون در حال حاضر یکی از گران‌ترین درمان‌های پزشکی جهت کنترل و جلوگیری از بیماریها است.هدف‌گیری و ارسال دارو به نقاط غیر قابل دسترس بدن با تجهیزات نانومتری یکی از روشهای نوین دارو رسانی به سلولهایی انسان می باشد که نمای شماتیک آن را می توانید در شکل (2) مشاهده نمائید.

موارد کاربرد نانوذرات در دارورسانی

 نانوذرات در موارد زیر می‌توانند کاربرد داشته باشند:

1- داروهای کم‌محلول و یا نامحلول در آب

2- داروهای با قدرت کمتر از 10mg/dose

3 داروهای با جذب کم

4- داروهای ناپایدار در دستگاه گوارش

5- داروهای ناپایدار از لحاظ شیمیایی

6- هدف قرار دادن سلولها و بافت‌های بدن به صورت اختصاصی]25 [

NanoparticleNanoparticle  دارورسانی و تحویل هدفند دارو با توجه به علم نانوفناوری www.mktop.ir

 شناسایی فرآیند و فناوریهای کاربردی آن

 دارورسانی با استفاده از سامانه های ذره ای

یکی از روش های اصلی دارورسانی نوین استفاده از سامانه های ذره ای می باشد. این سامانه ها معمولا کروی بوده و با استفاده از حامل های پلیمری تهیه می شوند. سامانه های ذره ای نه تنها در کنترل آزاد سازی دارو موثر هستند بلکه در دارو رسانی به نقاط هدف در بدن و در نتیجه کاهش میزان مصرف و عوارض جانبی داروها نیز کاربرد وسیعی یافته اند.

برحسب اندازه، نوع انباشت دارو و حامل دارویی، سامانه های ذره ای به شرح زیر اند:

  • سامانه های پلیمری

1- میکرو ذرات

1-1- میکروکره

1-2- میکروکپسول

2- نانوذره

2-1- نانو کره

2-2-  نانوکپسول

  • لیپوزومها

  • درخت سان ها

 سامانه های نانوذره ای

معمولا اندازه نانوذرات بین 10  تا 1000 نانومتر است، بسته به روش ساخت نانو ذرات می توانند نانوکره یا نانو کپسول باشند. .نانو کپسولها گوی های کوچکی هستند که فقط جداره و یا دیواره آن پلیمری شده و دارو درون حفره های آن به دام می افتد، در حالیکه نانو کرات سامانه های ماتریسی هستند که دارو به صورت فیزیکی و کاملا یکنواخت در آن پخش می شود.بنابر این بسته به شکل نانوذره دارو را می توان درون آن  دام انداخت یا به شبکه نانوذره متصل کرد، شکل زیر روشهای مختلف بارگذاری دارو در نانوذرات را نشان می دهد.

NanoparticleNanoparticle (3) روشهای مختلف بار گذاری دارو در نانو ذرات (نانو کپسول و نانو کره ) www.mktop.ir
NanoparticleNanoparticle (3) روشهای مختلف بار گذاری دارو در نانو ذرات (نانو کپسول و نانو کره ) www.mktop.ir

مهمترین ویژگی نانوذرات  حامل عبارتند از:

1- جلوگیری از تخریب دارو

2- افزایش زمان نگهداری داروها

3- ذخیره سازی مقادیر زیاد دارو

4- پایداری در برابر استریل سازی گرمایی

5- هدفمند کردن دارورسانی به بدن

6- سازگاری زیستی

7- دفع راحت

8- کم کردن میزان مصرف دارو

9- قابلیت های نفوذ به قسمتهای مختلف بدن

این ویژگی ها باعث شده که نانو ذرات قابلیت ها چشمگیری داشته باشند.بطور کلی نانوذرات ذراتی که استفاده وسیع در سامانه های  رهایش  دارو دارند،نانو ذرات  پلیمری می باشند. این ذرات به دو گروه عمده  ذرات زیست تخریب پذیر و نانوذرات زیست سازگار تقسیم بندی می شوند.

  نانوذرات زیست تخریب پذیر

این نانوذرات  علاوه بر داشتن سازگاری با بدن بعد از عمل درمان خود به خود و یا توسط آنزیمهای خاص تخریب شده  و از بدن خارج می  شوند. این خاصیت ذرات باعث می شود که دیگر مشکل انباشته شدن ذرات و خارج سازی آن از بدن  وجود نداشته باشد. نانو ذرات پلی لاکتید[PolyLactide(PLA)]( PLA) و پلی گلیکو آمید[Polyglycolide(PGA)] (PGA) و پروتئین هایی مانند آلبومین، کلاژن و ژلاتین  نمونه هایی از این نوع می باشند.

  نانوذرات زیست سازگار

این ذرات می توانند به عنوان یک حامل دارویی بدون آنکه ایجاد التهاب یا عارضه جانبی نمایند وارد بدن شوند این ذرات در بدن تخریب نشده و یا نرخ تخریب پائینی دارند، بنابراین می بایست از این ذرات به مقدار کم و یا بصورتی استفاده نمود که بتوان بعد از دوره درمان آنرا از بدن خارج کرد. نانوذرات پلی وینیل پیرولیدون[Polyvinyl pyrrolidone] و پلی وینیل پیریدین[Polyvinyl pyridine] از جمله این نانو ذرات می باشند .

 مواد سازنده دیواره  نانوذرات

نانوذرات با استفاده از  پراکنده سازی پلیمر های پیش ساخته یا  پلیمریزاسیون مونومرها  ساخته می شوند. نانوذرات زیست سازگار و زیست تخریب پذیر عموما با استفاده از پلیمرهای طبیعی، نیمه طبیعی و سنتزی بدست می آیند.

 پلیمرهای طبیعی

  پروتئین ها مانند ژلاتین و آلبومین

 نانوذرات پروتئینی کاربردهای بسیاری در داروسازی و پزشکی دارند. از بین پروتئین های مورد استفاده آلبومین بیشترین کاربرد را دارد اما پروتئین‌های دیگر مانند ژلاتین نیز به کار می‌روند. میکرو کره‌های آلبومین به طور گسترده در سیستم‌های رها سازی کنترل شده و ابزاری برای انتقال عوامل درمانی به سایتهای موردنظر، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته‌اند. همچنین به طور گسترده برای تشخیص دارو و درمان مورد استفاده قرار گرفته اند. میکرو کره‌های سرم آلبومین انسانی (HSA) برای انتقال بیش از 40 دارو و انواع داروها بکار برده شده اند. علت استفاده از آلبومین زیست تخریب پذیر بودن در محصولات طبیعی، عدم سمیت و در دسترس بودن و ارزان بودن آن می‌باشد. خصوصیات فیزیکی و بار سطحی آلبومین آن را به عنوان حامل مناسبی برای داروهای آبگریز در آورده است.

ژلاتین نوعی پروتئین مشتق شده از کلاژن است. به دلیل وجود گروه های آمینی بر روی زنجیره اصلی، امکان شبکه ای  شدن و سخت شدن فراهم است. عوامل سخت کننده بسیاری در منابع ذکر شده است که مهمترین آنها فرمالدهید و گلوتارآلدهید می باشند. برای تهیه نانوذرات ژلاتینی از ترفنالویل کلراید نیز به عنوان عامل شبکه ساز استفاده شده است .

 هیدرات های  کربن مانند صمغ عربی، نشاسته، آگارو پلی ساکارید ها مانند کیتوزان

 دسته ای دیگر از پلیمر های طبیعی که برای ساخت نانوذرات مناسب اند هیدرات های کربن و پلی ساکاریدها  می‌باشند. به عنوان مثال کیتوزان پلی ساکاریدی مشابه نشاسته است به این معنی که در هر دو پلی ساکارید مونومرها با پیوندهای خطی(1→4)  β  به هم اتصال می‌یابند. مونومرهای کیتوزان از 2- آمینو-2- دزوکسی – β –D – گلوکان می باشند.گروههای آمین اصلی کیتوزان به آن خاصیت کروی بودن می دهند، همچنین در مقایسه با سایرپلیمر های طبیعی  بار مثبت دارد. مجموعه این خواص کیتوزان را برای دارورسانی بسیار مناسب می کند .

 پلیمرهای نیمه طبیعی

این پلیمرها شامل استرها اتر های سلولزی مانند متیل سلولز، اتیل سلولز، کربوکسی متیل سلولز و مشتقات الکل های چرب مانند روغن کرچک هیدروژنه شده و مریستیل الکل می شود.

 پلیمرهای مصنوعی

پلی آمیدها مانند پلی گلوتامیک اسید، پلی لاکتیک اسید و پلیمرهای وینیلی مانند پلی وینیل الکل  جزء پلیمرهای مصنوعی هستند که می توان از آنان برای ساخت نانوذرات استفاده کرد.

روشهای آماده سازی نانوذرات

روشهای متفاوتی برای آماده سازی نانوساختارهای پروتئینی وجود دارد.انتخاب هر روش بستگی به فاکتورهایی نظیر اندازه ذره، پایداری حرارتی و شیمیایی پروتئین اولیه، پایداری محصول و سمیت مواد مورد استفاده در فرآیند داردکه در ذیل به تعدادی از روشهای مهم تر اشاره خواهد شد ولی دو روشی که بیشترین کاربرد را برای تهیه نانوذرات دارا می باشندعبارتند از: پلیمریزاسیون با استفاده از جدایش فازها یا توده ای شدن و پلیمریزاسیون امولسیونی. توده ای شدن یک روش فیزیکی برای آماده سازی نانو ذرات می باشد اما پلیمریزاسیون امولسیونی یک روش شیمیایی برای تهیه نانوذرات می باشند. در ذیل به بعضی از روشهای متداول اشاره می گردد:

  روش تبخیر حلال

یکی از فرآیندهای مهم تهیه نانوذرات، روش تبخیر حلال[Solvent Evaporation Method] است. در این روش، پلیمر در یک حلال آلی مانند دی کلرومتان،کلروفرم یا اتیل استات حل می شود. سپس مخلوط در آب امولسیون می شود تا امولسیون روغن در آب ایجاد شود. فاز آبی باید حاوی  مواد فعال سطحی یا امولسیون کننده مانند ژلاتین، پلی وینیل الکل ، پلی سوربات 80 [Polysorbat-80]و… باشد. بعد از تشکیل یک امولسیون پایدار، حلال آلی با  افزایش دما، تحت فشارو یا  با هم زدن پیوسته خشک می شود. پارامترهای کنترل کننده  اندازه ذره شامل سرعت همزدن امولسیون، نرخ افزایش فاز آلی به آبی و شرایط تبخیر حلال می باشند. دراین روش از هموژن کننده با سرعت بالا یا سانیکیشن[7]برای یکنواخت نمودن امولسیون استفاده می شود.

اگرچه این فرآیند در مقیاس آزمایشگاهی مناسب است اما برای تولید در مقیاس نیمه صنعتی مناسب نیست]28 [و باید از روشهای دیگر که از انرژی کمتر برای امولسیون سازی استفاده می کنند، استفاده شود.

  روش پلیمر شدن خودبخود

 در واقع این روش  بهینه شده روش تبخیر حلال می باشد. در این روش یک حلال محلول در آب مانند استون یا متانول با یک حلال آلی  مانند دی کلرومتان یا کلروفرم مخلوط می شود. حلال آلی  به عنوان فاز روغنی عمل میکند. به دلیل نفوذ خودبخود حلال محلول در آب ( استن یا متانول)، آشفتگی سطحی بین دو فاز ایجاد می شود که منجر به تشکیل ذرات کوچکتر می گردد. با افزایش غلظت حلال محلول در آب ( استون) کاهش قابل ملاحظه ای در اندازه ذره ایجاد می شود.

 روش  اتصال امولسیون – قطره ای[Emulsion- droplet Coalescence]

این روش جدید  توسط توکومیستو[Tokumisto] وهمکارانش برای ساخت نانوذرات کیتوزان ارائه شد]34[. در این روش از هر دو روش امولسیون سازی ورسوب دهی استفاده می شود. در این روش به جای اتصال عرضی قطرات پایدار، قطرات کیتوزان با افزایش سود رسوب کرده، بهم می پیوندند.در این روش ابتدا  یک امولسیون پایدار شامل محلول آبی کیتوزان با دارو در روغن پارافین مایع فراهم می شودو سپس امولسیون پایدار دیگری شامل محلول آبی  کیتوزان به همراه سود آماده می شود. زمانی که هر دو امولسیون تحت سرعت بالای هم زن با هم مخلوط می شوند، قطرات هر  امولسیون  به صورت تصادفی تجمع یافته  بهم متصل می شوند، با رسوب دهی قطرات  کیتوزان ذرات  کوچک بدست می آیند. شکل وضیح این روش است.

با این روش نانوذرات کیتوزان حاوی گادوپنتیک اسید ساخته شده اند]34[.گادوپنتیک اسید برای درمان گرفتگی عصب استفاده می‌شود. از آنجایی که اسید گادوپنتونیک یک ترکیب دو عاملی است، می تواند بصورت الکتروستاتیکی جذب گروههای آمین کیتوزان  گردد که در صورت استفاده از عامل اتصال دهنده شبکه ای که گروههای آمین آزاد را بهم متصل می کند، این امکان وجود ندارد. بنابراین با استفاده از این روش داروی بیشتری وارد نانوذره می گردد. 

NanoparticleNanoparticle (4) آماده سازی نانوذرات با استفاده از روش اتصال امولسیون – قطره ای www.mktop.ir
NanoparticleNanoparticle (4) آماده سازی نانوذرات با استفاده از روش اتصال امولسیون – قطره ای www.mktop.ir

 ساخت نانوذرات با استفاده ازفناوری سیال فوق بحرانی 

ساخت نانوذرات با استفاده از روش های گفته شده  اغلب نیاز به استفاده از حلالهای سمی و یا مواد فعال سطحی دارد، اگر ناخالصی حلال در نانوذرات حامل دارو باقی بماند در این صورت باعث سمی شدن آن و ممکن است داروهای موجود در شبکه نانوذره را تخریب کند. بنابراین تمام تلاشها به سمت توسعه روشهای  بی خطر و دوستدار محیط زیست تمرکز یافته اند. اخیرا استفاده از سیالات فوق بحرانی راه حل دیگری برای ساخت نانوذرات پیشنهاد شده اند. سیالات فوق بحرانی حلالهای دوستدار محیط زیست اند و با این روش می توان ذرات را با خلوص بالا و بدون ناخالصی تولید کرد بر روی ساخت میکروذرات با استفاده از سیال فوق بحرانی بسیار کار شده است ولی ساخت نانوذرات با استفاده از این روش کمتر انجام شده است]15و28[. در اینجا به دو روش متداول تر ساخت نانوذرات با استفاده از سیال فوق بحرانی اشاره می شود.

 روش انبساط سریع سیال فوق بحرانی

در این روش ماده مورد نظر در سیال فوق بحرانی حل شده و سپس محلول از  یک نازل عبور کرده و منبسط می شود. به این ترتیب قدرت حلالیت سیال به شدت کاهش یافته و درنتیجه ماده حل شده رسوب می کند.این تکنیک  یک روش بدون آلودگی است زیرا ماده حل شده کاملا عاری از حلال است.متاسفانه بیشتر پلیمرها در سیال فوق بحرانی حل نمی شوند یا بسیار کم حل می شوند، درنتیجه از این روش  کمتر استفاده می شود.. این تکنیک در اواخر دهه 80 و دهه 90 برای تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر مانند  PLA بسیار مورد توجه بود. با این روش برای پلیمرهای با وزن  ملکولی کم ( کمتر از 10000) پراکندگی یکنواختی درون شبکه نانوذره بدست آمد.ولی برای پلیمرهای سنگین استفاده از این روش محدودیت دارد زیرا این نوع پلیمرها در سیال فوق بحرانی حل نمی شوند. به همین دلیل طی 7-6 سال اخیر کمتر از این روش استفاده شده است.

روش ضدحلال فوق بحرانی [Supercritical Anti-Solvent(SAS]

 در این روش محلول حاوی مورد نظر در حلال آلی  در مخزن جدا از سیال فوق بحرانی قرار دارد. سیال فوق بحرانی و محلول هم زمان وارد مخزن رسوب دهی می شوند. در فشار های بالا، ضد حلال کافی وارد فاز آبی شده بنابراین قدرت حلا ل کاهش یافته و ماده حل شده رسوب می کند. بعد رسوب دهی ، زمانی  فشار مناسب بدست آمد ، ضد حلال وارد مخزن شده و  حلال باقی مانده را از مخزن خارج می کند. زمانیکه حجم سیال به میزان مناسب کاهش یافت، فشار مخزن زا کم شده و محصول جامد جمع آوری می شود شکل زیر این روش را نشان می دهد.

در روش اصلاح شده ابتدا ماده مورد نظر در یک حلال مناسب حل شده و سپس این محلول از طریق یک نازل باریک به سرعت وارد سیال فوق بحرانی می شود. سیال فوق بحرانی حلال را کاملا خارج کرده و باعث می شود ماده مورد نظر به صورت ذرات ریز رسوب  کنند. این روش با نام تکنیک ضد حلال گاز[Gas Anti-Solvent (GAS)] نیز شناخته می شود و برای ساخت نانو ومیکرو ذرات قابل استفاده می باشد.

نانوساختار پروتئینی حامل دارو     نانوساختار پروتئینی حامل دارو

روش SAS: PV2 ,PV1 پمپ های حجمی،P مخزن رسوب دهی Supercritical Anti-Solvent(SAS) روش ضدحلال فوق بحرانی
روش SAS: PV2 ,PV1 پمپ های حجمی،P مخزن رسوب دهی Supercritical Anti-Solvent(SAS) روش ضدحلال فوق بحرانی

نانو ذرات تهیه شده از ماکروملکولهای طبیعی

روشهای متفاوتی برای آماده سازی نانوساختارهای پروتئینی وجود دارد.انتخاب هر روش بستگی به فاکتورهایی نظیر اندازه ذره، پایداری حرارتی و شیمیایی پروتئین اولیه، پایداری محصول و سمیت مواد مورد استفاده در فرآیند دارد. برای ساخت نانو ذرات از  ماکروملکولهای طبیعی زیادی استفاده می شود. این ماکروملکولها عبارتند از پروتئینهایی مانند آلبومین، ژلاتین، لیگومین و پلی ساکاریدهایی مانند نشاسته و کیتوزان. این مواد به دلیل خواص ذاتی خود همچون زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری کاربرد وسیعی در ساخت نانو ذرات زیستی…..

 متن ارایه شده در بالا به صورت خلاصه بوده و برای آشنایی شما میباشد. امید داریم تا اینجای مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت دریافت مطلب به صورت کامل  WORD + PDF  به لینک دریافت زیر مراجعه نمایید.

 

 برای دریافت pdf+word  کامل این مطلب بر روی کلیدزیر،کلیک نمایید . 

قیمت: 15000 تومان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
You need to agree with the terms to proceed

یازده + هفده =