تهیه و بهینه‌سازی نانوذرات نشان‌دار کیتوسان و بررسی رهایش آن از سامانه تراپوستی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی زیست‌پزشکی، صندوق پستی 113-14115

2 تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده علوم، گروه سامانه‌های نوین دارورسانی، صندوق پستی 112-14975

چکیده

نانوذرات پلیمری زیست­ سازگار کاربردهای گسترده­ در مهندسی زیست پزشکی دارند. در پژوهش حاضر، نانوذرات کیتوسان به روش ژل­ شدن یونی و با درنظرگرفتن دو عامل مؤثر نحوه­ افزودن محلول تری ­پلی فسفات (TPP) به کیتوسان و اعمال شوک دمایی تهیه شدند. با درنظرگرفتن دو متغیر غلظت کیتوسان و غلظت TPP، متوسط اندازه­ نانوذرات و مقدار بازده تهیه آنها با استفاده از روش پاسخ سطح و طرح مرکب مرکزی بهینه ­سازی شد. بازده­ غلظت دو محلول کیتوسان و TPP برای بهینه­ سازی در پنج سطح، براساس مطالعات پیشین و پیش­ آزمون های انجام شده به ترتیب بین 0/5 تا 2/5 و 0/25 تا  1/25 معین شد. نانوذرات به ­دست آمده در شرایط بهینه، با غلظت کیتوسان و TPP به ترتیب 1/25 و 0/6 میلی گرم بر لیتر، دارای متوسط اندازه­ عددی 54 نانومتر و بازده تهیه­ %62 بودند. از نظر شکل‏ شناسی، نانوذرات در شرایط بهینه کروی بودند و بار سطحی آنها نیز 31 میلی ولت بود. برای بررسی احتمال خروج نانوذرات کیتوسان از چسب آکریلی مصرفی در سامانه­ های تراپوستی، نانوذرات نشان ­دار کیتوسان با استفاده از واکنش بین گروه ایزوتیوسیانات در مولکول فلوئورسین ­ایزوتیوسیانات (FITC) و گروه آمین نوع اول در کیتوسان تهیه شدند. تشکیل پیوند با دستگاه FTIR تأیید شد. متوسط اندازه­ عددی نانوذرات نشان ­دار کیتوسان 70 نانومتر به ­دست آمد. در­نهایت نشان داده شد، نانوذرات کیتوسان، بدون روش ­های افزایش نفوذ، قابلیت خروج را از چسب آکریلی ندارند.

عنوان مقاله [English]

Preparation and Optimization of Labeled Chitosan Nanoparticles and Evaluation of their Release from Transdermal Drug Delivery System

نویسندگان [English]

  • Mohsen Sadeghi 1
  • Fariba Ganji 1
  • S. Mojtaba Taghizadeh 2
1 Biomedical Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, P.O. Box: 14115-113, Tehran, Iran
2 Novel Drug Delivery Systems Department, Faculty of Polymer Science, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

Biocompatible nanoparticles are widely used in biomedical engineering. In this study, chitosan nanoparticles were prepared using ionic gelation method in view of two determining factors namely method of adding chitosan into the tripolyphosphate (TPP) solution and thermal shock application. With regard to the concentration of chitosan and TPP solutions as two variables, the mean particle size of chitosan nanoparticles and their preparation yield were optimized using response surface method. According to previous studies and some preliminary experiments, the chitosan and TPP solution concentration ranges were determined to be 0.5-2.5 mg/mL and 0.25-1.25 mg/mL, respectively. The optimum values of 1.25 mg/mL and 0.6 mg/mL were obtained for chitosan and TPP solution concentrations in the order given. The optimized response value for the chitosan nanoparticles size was found to be 54 nm and preparation yield was 62%. The Zeta potential of resulting spherical nanoparticles was around 31 mV. Chitosan-fluorescein isothiocyanate (FITC) polymer was prepared based on the reaction between isothiocyanate functional group of FITC and primary amine functional group of chitosan. FTIR analysis was performed to demonstrate the presence of new bond formation. Labeled chitosan nanoparticles were prepared in the optimized condition using chitosan-FITC polymer. The release behavior of the labeled chitosan nanoparticles from transdermal patches was evaluated. The mean size of chitosan-FITC nanoparticles was determined to be 70 nm. Finally, it was shown that the chitosan nanoparticles were not able to release from acrylic adhesive film without using a method to speed up their diffusion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • ionic gelation
  • labeled nanoparticles
  • optimization
  • transdermal drug delivery