پگیله‎کردن نسل سوم درخت‌سان پلی‎آمیدوآمین پیوند‎شده با نانوذره های مغناطیسی روکش‎شده با سیلیکا به عنوان سامانه دارورسانی هدفمند حساس به pH

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی شیمی، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران

2 استادیار گروه مهندسی شیمی، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران

3 استادیار گروه مهندسی شیمی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران

4 استادیار گروه مهندسی شیمی، واحد یاسوج، دنشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران

چکیده

       این پژوهش ساخت یک نانوحامل جدید حساس به pH بر پایه نانوذره­ های آهن اکسید با پوشش درخت­سانی و مزدوج‎شده با پلی‎اتیلن گلیکول به­منظور دارورسانی هدفمند و کنترل­شده را گزارش می­کند. ساختار نانوحامل با طیف‎شناسی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) تایید شد. تصویرهای میکروسکوپ‎های الکترونی عبوری (TEM) و پویشی گسیل میدانی (FESEM) و نتیجه به‎دست آمده از مغناطیس‎سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) نشان دادند که نانوحامل ساختار کروی با ویژگی ابرپارامغناطیس دارد. کارایی نانوحامل با داروی شیمی درمانی سیکلوفسفامید ارزیابی شد. مطالعه­ های رهایش دارو در شرایط برون­ تنی در pH­های متفاوت، حساسیت نانوحامل به pH را اثبات کرد. به‎دلیل حالت باز ساختار درخت‎سانی در pH اسیدی، بیشینه مقدار رهایش در 5/4 = pH برابر با 5/4 (pH لیزوزومی) مشاهده شد. مطالعه­ های انتقال جرم نشان داد آزادساری دارو از نانوحامل در زمان تماس کوتاه، سریع و در زمان تماس طولانی، آهسته است. این نتیجه ­ها نشان می­دهد که نانوحامل مغناطیسی بارگیری‎شده با سیکلوفسفامید برای تحویل هدفمند و رهایش کنترل‎شده دارو امیدوار‎کننده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

PEGylation of polyamidoamine-G3 dendrimer bonded with silica-coated magnetic nanoparticles as a pH-sensitive targeted drug delivery system

نویسندگان [English]

  • seyed esmaeil mhamadi mehr 1
  • Mehdi Faramarzi 2 3
  • seyed abotaleb mosavi parsa 4
2 Department of Chemical Engineering,, Gachsaran Branch, Islamic Azad University, Gachsaran, Iran
3 Department of Chemical Engineering,, Gachsaran Branch, Islamic Azad University, Gachsaran, Iran
چکیده [English]

This research, reports the fabrication of a new pH-responsive nanocarrier based on iron oxide nanoparticle with dendrimer coating and PEG conjugated for targeted and controlled delivery of chemotherapy drugs to cancer cells. The structure of the nanocarrier was confirmed by Fourier transform infrared (FT-IR) spectra analysis. transmission electron microscope (TEM), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) and vibrating sample magnetometer (VSM) analysis showed that the nanocarrier has a spherical structure with super paramagnetic properties. The efficiency of nanocarrier was evaluated with cyclophosphamide chemotherapy drug. The in vitro drug release studies at different pH proved the pH-sensitivity of the nanocarrier. Due to the open state of dendritic structure in acidic pH, the maximum release observed at pH 4.5 (lysosomal pH). Mass transfer studies showed that drug release from nanocarrier is rapid in short contact time and slow in long contact time. These results indicate that cyclophosphamide-loaded magnetic nanocarrier is promising for targeted delivery and controlled drug release.

کلیدواژه‌ها [English]

  • cancer
  • Iron oxide nanoparticles
  • PEGylation
  • targeted drug delivery
  • Controlled drug release
[1] Juan, W.U.; Wang, X.V.; Zhu, B; He, Q.; Ren, F.; Tong, F.; Jiang, W.; Xianghong, H.; Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition 31, 1057-1070, 2020.
[3] Pedro, M.; Fernandes, V.A.; Francecko, A.N.; Advanced Healthcare Materials 7, 1-35, 2018.
[4] Langer, R.; Margalit, R.I.; Peer, D.A.; Hong, S.E; Nature Nanotechnology 2, 751–760, 2007.
[5] Vásquez, P.V.; Mosier, N.A.; Irudayara, J.; Frontiers in Bioengineering and biotechnology 8, 1-16, 2020.
[6] Zhang, M.; Veiseh, O.; Gunn, J.A.; Advanced Drug Delivery Reviews 62, 284-304, 2010.
[7] Xianbo, M.; Zeeshan, A.; Song, L.I.; Nongyue, H.E.; Journal of Nanoscience and Nanotechnology 15, 54-62, 2015.
[9] Mousavi, S.M.; Malekpour, L.; Raeisi, F.; Babapoor, A.; Drug Metabolism Reviews 52,157-184, 2020.
[10] Kaixiang, Z.H.; Shi, J.I.; Liu, W.I.; Advanced Healthcare Materials 9, 190136, 2020.
[11] Ramezani, M.; Mizani, F.; Hayati, M.; Bardajee, G.R.; Journal Inorganic & Nano-metal Chemistry 50, 1189-1200, 2020.
[12] Wu, G.I.; Wang, J.I.; Gao, H.; Ma.J.I.; Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 103, 15-22, 2013.
[13] Ramanujan, R.V.; Kayal, S.; Materials Science and Engineering: C, 30, 484-490, 2010.
[14] Kizilel, S.; Demirer, G.D.; Okur, A.C.;  Journal of Materials Chemistry B, 3, 7831-7849, 2015.
[15] Salmaso, S.; Caliciti, P.; Journal of Drug Delivery: Nanotechnologies in Cancer, 2013.
[16] Tanimoto, A.; Kuribayashi, S.; European Journal of Radiology 58, 200-216, 2006.
[17] Dipak, M.; Kandacamy, G.; International Journal of Pharmaceutics 496, 191-218, 2015.
[18] Khorasani, M.T.; Farjadiyan, F.; Faghihi, Z.; Haghighi, A.H.; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 490, 165479, 2019.
[19] Peng, Y.K.; Lui, N.P.; Lin, T.H.; Chou, P.T; Yung,K.; Faraday Discussion 175, 13-26, 2014.
[20] Trewyn, B.; Giri, S.; Slowing, L.; Lin, V.I.;   Chemical Communications 31, 3236-3245, 2007.
[21] Iyer, A.K.; Kesharvani, P.; Xie, L.; Banerjee, S.; Sarkar, F,H.; Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 136, 413-4231, 2015.
[22] Choudhary, S.; Goupta, L.; Rani, S.; Dave, k.; Gupta, U.; Frontier in Pharmacology 8, 236-268, 2017.
[23] Fang, G.; Islam, W.; Maeda, H.; Advanced Drug Delivery144, 356-362, 2020.
[24] Karami, M.; Eslami, M.; Mirab, F.; Deshkhane, F.; Nanomedicine Nanobiotechnology, 8, 696–716, 2016.
[25] Duncan, D.; Nature Reviews Drug Discovery 2, 347–360, 2003.
[26] Bae, Y.H.; Na, K.U.; Lee, E.S.; Journal of Controlled Release 91, 103-113, 2003.
[27] Lyaer, A.K.; Kesharvani, P.; Deshmukh, R.; Gupta,U.; Acta Biomaterialia 43, 14-29, 2016.
[28] Maculewicz, B.K.; Janaszweska, A.; Lezniewska, J.; Marcincowska, M.O.; Biomolecules 9, 1-23, 2019.
[29] Jiang, Y.A.; Pei, Y.; Zhu, S.; Biomaterials 31, 1360-1371, 2010.
[30]  Luo, D.; Haverstick, K; Han, E.; Saltzman, W.M.; Macromolecules 35, 3456–3462, 2002.
[31] Faramarzi, M.; Farjadian, F.; Heidarinasab, A.; Ahmadpanahi, H.; Materials Science and Engineering: C 67, 42-50, 2016.
[32] Bayat, A.; Shakourianfard, M.; Ehyaei, N.; Mahmodihashemi, M.; RSC Advances 4, 44274-44281, 2014.
[33] Cordova, A.G.; Morales, M.D.; Mazario, E.; Mdpi and ACS Style Water 11, 2372-2378, 2019.
[34] Farjadian,F.; Ghasemi, S.; Heidari, R.; Mohammadisamani, S.; Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 13, 745-753, 2017.
[35] Hamarat Sanlıer, S.; Yasa, M.;Cihnioglu, A.;Yilmaz, H.; Artificial Cells, Nano medicine, and Biotechnology 44, 943-949, 2016.
[36] Rebecca A. Bader; “Engineering Polymer Systems for Improved Drug Delivery”, 1th edition, Wiley, USA, 2013.
[37] Ronald L. Fournier; “Basic Transport Phenomena in Biomedical Engineering”, 4th, Edition, Taylor & Francis, USA, 293-304, 2017.
[38] Naghizadeh, M.; Taher, M.A.; Tamaddon, A.M.; Borandeh, S.; Abolmaali, S.S.; Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 12, 100250, 2019.
[39] Farjadian, F.; Ahmadpour, P.; Mohammadisamaini, S.; Hossieni, M.; Microporous and Mesoporous  Materials 213, 30-39, 2015.
[40] Chen, D.; Hu, W.; Qui, L.; Cheng, L.; Liu, Y.; Acta Biomaterialia, 36, 241-253, 2016.
[41] MoscatellI, D.;Ferrari, R.; Colombo, C.; Casali, C.; Lupi, M.; Ubezio, P.; International Journal of Pharmaceutics 453, 551-559, 2013.
[42] Larsen, S.C.; Datt, A.; Elmazzawi, I.Z.; J. Phys. Chem. C 116, 18358–18366, 2012.
[43] Ferrari, M.; Shen, H.; Blanco, E.; Nature Biotechnology 33, 941-951, 2015.
[44] Hassan, P.A.; Dutta, B.; Shetace, N.; Barick, B.K.; Pandi, B.N.; Periyadarsini, K.I.; Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 162, 163-171, 2018.
[45] Zhang, P.; Wu, T.O.; Liekong, J.; ACS Appl. Mater. Interfaces 6, 17446–17453, 2014.
[46] Huang, L.; Zeng, X.; Chang, D.; Gao, Y.; Wang, L.I.; Chen, Y.; Journal of Colloid and Interface Science 463, 279-287, 2016.