تهیه نانوچندسازه مغناطیسی قلع اکسید - مگمایت پوشش‎دهی شده با بسپارحساس به pH کیتوسان و بررسی شرایط بارگذاری و رهایش داروی کوئرستین

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

2 دانشیار مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

3 استادیار گروه فارماکولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی، بابل، ایران

چکیده

       هدف از این پژوهش، بررسی شرایط بارگذاری و رهایش داروی کوئرستین با نانوحامل حساس به pH بود. در ابتدا نانوذره­ های قلع اکسید و نانو­چندسازه مغناطیسی تهیه شدند. سپس، از زیست‎بسپار کیتوسان عامل­دارشده با فولیک اسید، برای پوشش‎دهی نانوچندسازه مغناطیسی استفاده شد. برای بهینه­سازی نانوحامل، زمان­های بارگذاری (1، 2، 3، 4 و 5 ساعت)، مقدار نانوحامل (10،5و 15 میلی‎گرم)، غلظت دارو (15، 25، 35 و 50 ppm) و نوع حلال (متانول و اتانول) با نسبت آهن به قلع 2/0 بررسی شد. از روش­های طیف­‎سنجی فروسرخ تبدیل فوریه(FTIR) ، پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی(SEM)  و توزیع اندازه ذره­ها برای بررسی رفتار و ویژگی‎های نانوذره­ها استفاده شد. نتیجه ­های به‎دست آمده نشان‎داد که نانوچندسازه تهیه‎شده ساختاری یکپارچه و اندازه ذره­های 5 تا 25 نانومتر داشت. 10 میلی‎گرم نانوحامل، ppm 15 غلظت دارو، حلال متانول و زمان بارگذاری 4 ساعت با بیشینه بازده بارگذاری 85 % به عنوان شرایط بهینه انتخاب شد. ظرفیت جذب بیشینه برپایه هم‎دما لانگمویر و سیپس به ترتیب mg/g 4322/36 و mg/g 2915/37 به‎دست آمد. مطالعه­های سینتیک جذب نشان داد که جذب داروی کوئرستین از سینتیک درجه دوم پیروی کرده است. برای بررسی رهایش هوشمند دارو، رهایش در شرایط آزمایشگاهی با محلول نمک فسفات با ویژگی بافری در pH‎های متفاوت بررسی شد. نانوحامل تهیه‎شده رهایش کاملی در pH اسیدی 5/2 از خود نشان داد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis of tin oxide-maghemite magnetic nanocomposite coated with chitosan pH-sensitive polymer and investigation of quercetin loading and release conditions

نویسندگان [English]

  • Maziar Ashouri 1
  • mohsen ghorbani 2
  • sohrab kazemi 3
چکیده [English]

The aim of this study was to investigate the loading and release conditions of quercetin using a pH-sensitive nanocarrier. Initially, tin oxide nanoparticles and magnetic nanocomposites were synthesized; then, chitosan biopolymer functionalized with folic acid was used to coat the magnetic nanocomposite. In order to optimize the nanocarrier, loading times (4, 3, 2, 1 and 5 hours), the amount of nanocarrier (10.5 and 15 mg), drug concentration (15, 25, 35, and 50 ppm), and solvent (methanol and Ethanol) were investigated with an iron to tin ratio of 0.2. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and particle size distribution were used to investigate the properties of nanoparticles, and according to the results, synthesized nanocomposites had a homogenous structure with particle size between 5 to 25 nm, the amount of carrier was 10 mg, the concentration of the drug was 15 ppm with methanol solvent and the loading time was 4 hours with a maximum loading efficiency of 85% and was selected as the optimal nanocarrier. The maximum adsorption capacity was obtained based on the Langmuir model and Sips were 36.2322 mg / g and 37.3915 mg / g, respectively. Absorption synthetic studies have shown that quercetin adsorption has followed second-degree synthetics. In order to evaluate the intelligent release of the drug, its release in laboratory conditions using phosphate salt solution with buffer properties in different pHs was investigated and the synthesized nanocarrier showed complete release in the acidic pH of 2.5.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nanocomposite
  • Nanocarrier
  • Drug loading
  • Quercetin
[1] Mathew, D.S.; Juang, R.S.; Chemical Engineering Journal 129, 51-65, 2007.
[2] Landfester, K.; Mailander, V.; Expert Opinion on Drug Delivery 10, 593–609, 2013.
[3] Kanamala, M.; William, R.W.; Yang, M.; Brian, D.P.; Wu, Z.; Biomaterials 85, 152-167, 2016.
[4] Jin, A.; Wang, Y.; Lin, K.; Jiang, L.; Bioactive Materials 5, 522-541, 2020.
[5] Saltzman, W.M.; "Drug delivery, engineering principles for drug therapy", 1st Edition, Oxford University Press, England, 2001.
[6] Ikoba, U.; Peng, H.; Li, H.; Miller, C.; Yu, C.; Wang, Q.; Nanoscale 7, 4291–4305, 2015.
[7] Gilroy, K.K.; Astrophysical Journal 347, 835-48, 1989.
[8] Guan, X.; Avci‐Adali, M.; Alarçin, E.; Cheng, H.; Kashaf, S.S.; Li, Y.; Chawla, A.; Jang, H.L.; Khademhosseini, A; Biotechnology Journal 12(5), 394-427, 2017.
[9] Zhang, Y.; Yang, Y.; Tang, K.; Hu, X.; Zou, G.; Applied Polymer Science Journal 107, 891-7, 2008.
[10] Kelly, G.S.; Alternative Medicine Review 16(2), 172-94, 2011.
[11] Lee, D.H.; Szczepanski, M.; Lee Y.J.; Biochemical Pharmacology Journal 75, 2345-2355, 2008.
[12] Berah, R.; Ghorbani, M.; Moghadamnia, A.; Int. J. Bio. Macro. 99, 731-738, 2017.
[13] Kannan, N.; Veemaraj, T.; J. Chem. 247-56, 2009.
[14] Abruzzi, R.; Dedavid, B.; Pires, M.; Cerâmica 61, 328-33, 2015.
[15] Zhang, X.; Niu, Y.; Meng, X.; Li, Y.; Zhao, J.; Cryst. Eng. Comm. 15, 8166-72, 2013.
[16] Xu, F.; Zhao, T.; Yang, T.; Dong, L.; Guan, X.; Cui, X.; Colloids Surf. A. Physicochem. Eng. Asp. 490, 22-9, 2016.
[17] Zhang, Y.; Yang, Y.; Tang, K.; Hu, X.; Zou, G.; J. Appl. Poly. Sci. 107, 891-7, 2008.
[18] Carvalho, D.H.Q.; Schiavon, M.A.; Physics Procedia 28, 22-27, 2012.
[19] Popova, M.; Trendafilova, I.; Szegedi, Á.; Mihály, J.; Németh, P.; Marinova, S.G.; Microporous Mesoporous Materials 256-65, 2016.