1. نانو سرامیک‌های مورد استفاده در دارو‌رسانی
فاطمه مصطفوی

2. کاربردهای فناوری نانو
نانوپزشکی 17

3. نانوتکنولوژی
بعد از گذشت یک دهه تحقیق و پیشرفت، نانوتکنولوژی توانست شیوة سنتی استفاده از سرامیک در دارورسانی را تغییر دهد.
هر چند که دارورسانی تحت سلطه پلیمرها قرار داشته است...
اما اکنون استفاده از سرامیکها است که امیدهای زیادی را در دارورسانی ایجاد کرده است.

4. نانوتکنولوژی نانوتکنولوژی علم استفاده از مواد و سیستم هایی است که...
وقتی به ابعادنانو (nm١٠٠<) می رسند، ساختار و اجزای آنها خواص تغییر یافته جدید و گسترده ای از خود نشان می‌دهند.

5. نانوسرامیک ها
امروزه دارورسانی یکی از پدیده های سریع و پیشرفته برای نانوسرامیک ها است که مورد توجه بسیاری قرارگرفته است.

6. نانوسرامیک ها خصوصیات فوق العاده نانوسرامیک ها نشان می دهد که...
در مقایسه با گونه های پلیمری، نانوسرامیک ها وسیله ای عالی برای انتقال و آزادسازی کنترل شده و طولانی مدت دارو هستند.
این خواص عبارتند از:
نانوسرامیک های پیشرفته مورد استفاده در سیستم های دارورسانی، این امید را می دهند که قادر به حل بسیاری از مسائل چالش برانگیز پزشکی هستند.
اندازه
خواص بی نظیر شیمیایی و فیزیکی
منافذ ساختاری
سطوح بسیار فعال
آسان بودن اصلاحات

7. نانو ذرات سرامیکی نانو ذرات سرامیکی حامل های دارویی ویژه ای هستند.
این مواد حائز منافع مختلفی برای استفاده در سیستم دارورسانی هستند.
نانو ذرات سرامیکی امروزه سامانه سرامیکی تحویل دارو قلمداد می شوند.

8. نانو ذرات سرامیکی
حامل های سرامیکی درست مثل همتاهای پلیمری خود، دارو را ...
در مسیرهایی با حجم محدود (مثل رگهای خونی، ناحیه گوارشی و عرض غشاهای زیستی) انتقال داده
به شیوه‌ایی با کمترین تهاجم، تحویل می‌دهند.
حامل های نانوسرامیکی نسبت سطح به حجم بالایی دارند.
این ویژگی بارگیری مقدار زیاد دارو و رهاسازی طولانی مدت دارو را امکان پذیر می کند.
این مواد آسان ساخته شده و ارزان تولید می شوند.

9. نانو ذرات سرامیکی
پیشرفت ها در نانوتکنولوژی موجب تولید ذرات بسیار کوچک با خلوص بالا و با نسبت سطح به حجم بسیار بالا، شده است.
این پیشرفتها امکان ساخت نانوسرامیکهایی با کنترل زیاد بر اندازه ذرات، مورفولوژی و منافذ، ایجاد می کند.
نانو ذرات حامل دارو، اندوسیتوز دارو را توسط سلول های هدف افزایش می دهند.

10. نانو ذرات سرامیکی
به منظور افزایش جذب، نفوذ عمیق تر به مویرگ ها و غشاء را تسهیل می کنند.
نانوذراتی با ابعاد نانومتر می توانند به مویرگ ها نفوذ کنند.
نانوذراتی به اندازه نانومتر، طولانی ترین گردش را در مقایسه با سایر اندازه ها خواهند داشت.
نسبت بالای سطح به حجم نانوذرات و فعالیت سطحی بالای آنها کارایی نانوذرات را در پایداری و بارگیری دارو افزایش می دهد.

11. برتری نانوذرات سرامیکی بر پلیمرها در دارورسانی
تقریباً همه منافع عنوان شده برای نانوذرات، برای پلیمرها هم صدق می‌کند.
بنابراین چگونه نانوذرات سرامیکی در تحویل دارو بر پلیمرها برتری می یابند؟

12. برتری نانوذرات سرامیکی بر پلیمرها در دارورسانی
نانوذرات سرامیکی در مقایسه با پلیمرها یا نانو ذرات فلزی واجد چندین خصلت بی نظیر هستند:
مدت زمان زیست تخریب‌پذیری نانوذرات سرامیکی، معمولاً طولانی است.
خصلتی که در سرعت نفوذپذیری و کنترل آزادسازی دارو حیاتی به نظر می رسد.
تخریب‌پذیری آهسته و یا حتی تخریب‌ ناپذیری ماتریکس های سرامیکی، می تواند داروها را برای مدت زمانی طولانی بعد از اجرا نگه دارد.
در این حالت آزادسازی طولانی مدت دارو به شیب غلظتی بستگی خواهد داشت.

13. برتری نانوذرات سرامیکی بر پلیمرها در دارورسانی
برخلاف پلیمرها، نانو ذرات سرامیکی در آب متورم نمی شوند.
از نظر منافذ تغییر نمی‌کنند.
وقتی که تغیراتی در pH یا دما حادث می شود، بسیار پایدار باقی می مانند.
مسئله ای که معمولاً در سیستم های تحویل داروی هیدروژلی رخ می دهد، آزادسازی انفجاری داروها است.
با وجود نسبت های کوچک تورم در سرامیک از این مسئله جلوگیری می شود.

14. برتری نانوذرات سرامیکی بر پلیمرها در دارورسانی
نانو ذرات سرامیکی ساخته شده می توانند به عنوان تشکیل دهنده بافت های هدف (مثل انواع مختلف فسفات کلسیم در استخوان)...
شیمی، ساختار کریستالی و اندازه یکسانی داشته باشند.

15. رهاسازی کنترل شدة دارو
مدلهای دارورسانی به مدل پیوسته ویا ناپیوسته (on-off)، تقسیم می شوند.
در هر مدل برای کنترل دارورسانی از نانوتکنولوژی استفاده می شود.
محققان پزشکی در مواردی مثل ...
درمان بیماری دیابت یا فرونشاندن التهاب بعد از عمل، مدل دارورسانی پیوسته اما با تاخیر زمانی همراه با رهاسازی پایدار را به رهاسازی اولیه انفجاری دارو ترجیح می دهند.
برای تحویل ناپیوسته، مثل ...
تحویل زمانمند دارو به سلول های سرطانی یا ناحیه پاتوژن، اغلب آزادسازی انفجاری دارو مطلوب تر به نظر می رسد.

16. رهاسازی کنترل شدة دارو
در مرحله بعد محققان هدف گیری دارو را به سمت نواحی خاص مثل پاتوژن ها، بافت ها یا سلول های خاص می برند.
هدف گیری، چون کارایی دارو را افزایش داده و اثرات جانبی مثل سمیت را کاهش می دهد، بسیار مطلوب و البته چالش برانگیز است.
نانو ذرات سرامیکی به دلیل خصوصیات منحصر به فرد، پتانسیل قابل توجهی در مواجه شدن با چالش ها دارند.

17. نانو ذرات سرامیکی با کاربردهای تحویل دارو
مشخصه ساختاری
نوع سرامیک
آزادسازی on-off دارو کنترل شده با امواج فراصوت
نانولوله های آپاتیت میان تهی
فسفات کلسیم
آزادسازی کنترل شده دارو توسط گرمای مغناطیسی، حامل های چندکاره دارو
دارای توان هدفمندشدن و تصویربرداری
نانوذرات
اکسید آهن
گرم شونده نوری به منظور فوتودینامیک درمانی( (PDT
سلیکا
افزایش ظرفیت بارگیری دارو
نانوسفیر های میان تهی
بهبود ظرفیت بارگیری و زیست سازگاری سیستم تحویل دارو
نانولوله های میان تهی

18. فسفات کلسیم ها
فسفات کلسیم نمونه ای از نانوسرامیک هایی است که به دلیل زیست سازگاری، جذب و فعالیت زیستی مناسب، به طورگسترده مورد مطالعه قرارگرفته است.
فسفات کلسیم به عنوان حامل جدید مورد استفاده قرارگرفته است.
نمونه ای از موارد حمل شده عبارتند از...
آنتی بیوتیک ( جنتامایسین سولفات، تتراسایکلین)
عاملهای ضدالتهابی(مثل سالیسیلیک اسید)
داروهای ضد درد و ضد سرطان (مثل مرکاپتوپوریل)
فاکتور رشد و ژن

19. فسفات کلسیم ها
مشتقات نانویی فسفات کلسیم به طور موفقیت آمیزی در محدوده زمان، رهاسازی پایدار و پیوسته ای دارند.
سرعت آزادسازی دارو متناسب با موارد زیر است:
با اندازه دانه بندی نانوذرات فسفات کلسیم
مساحت سطح
نسبت کلسیم به فسفات

20. فسفات کلسیم ها نانوذرات فسفات کلسیمی طراحی و ساخته شده اند که...
به صورت on-off داروها را به طور برنامه ریزی شده و توسط نیروهای بیرونی مثل ارتعاشات فراصوتی با مقدار توان معین، تحویل می دهد.

21. نانو ساختارهای سرامیکی میان تهی
همه نانوساختارهای میان تهی ساخته شده از مواد سرامیکی، واجد یک چیز هستند و آن...
قابلیت بی نهایت زیاد در بارگیری دارو به همراه آزاد سازی تاخیری آن، نسبت به نانوسفیرهای حجیم است.
قابلیت نانوسفیرهای سلیکای میان تهی:
در مقایسه با نانوسفیرهای سلیکای جامد، هشت برابر بیشترگونه های دارویی را در خود محبوس کنند.

22. نانو ساختارهای سرامیکی میان تهی
نانوسفیرهای سلیکای میان تهی دارای پروفایل رهاسازی تاخیری چندین مرحله ای هستند.
این پروفایل شامل موارد زیر می باشد:
رهاسازی انفجاری اولیه برای ٢٠ دقیقه
رهاسازی پایدار طولانی مدت بیش از ١٠ ساعت
رهاسازی نهایی سریع برای ٢ ساعت دیگر

23. نانو ساختارهای سرامیکی میان تهی
انواع نانوذرات سرامیکی میان تهی را نشان می دهد:
(a): نانوکره های سیلیکا با حفرات خالی
(b): نانولوله های متخلخل میان تهی مغناطیسی
(c) : نانوکره های آلومینای میان تهی
(d): نانوکره های کربنات میان تهی

24. وظایف چندگانه نانوذرات سرامیکی
بررسی دارورسانی هدفمند، چگونه انجام می گیرد؟
با تغییر بیوشیمیایی حامل های دارویی که به طوراختصاصی به سلول های هدف متصل می شوند.
یا با استفاده از ابزارهای بیرونی که موجب حرکت حامل دارو به سمت نواحی آسیب دیده می شوند.

25. وظایف چندگانه نانوذرات سرامیکی
دو عنوان نوظهور که برای استفاده از نانوذرات سرامیکی در دارورسانی، مورد توجه قرار گرفته اند:
فوتودینامیک درمانی (photodynamic therapy, PDT)
نانولایه های هیدروکسید مضاعف (layered double hydroxides, LDHs) شده

26. وظایف چندگانه نانوذرات سرامیکی
فوتودینامیک درمانی (photodynamic therapy, PDT)
PDT روشی برای معالجه بیماریهای مختلف نظیر بیماریهای غده ای، قلبی، پوستی و چشمی محسوب می شود.
PDT عامل جذب مواد حساس به نور (سیلیکا) توسط بافت های تشخیصی (بافت های سرطانی) بعد از پرتوزایی نوری است.

27. وظایف چندگانه نانوذرات سرامیکی
LDH ها به دسته ای از مواد سرامیکی با لایه های آنیونی مربوط می شوند که از لایه های باردار شده هیدروکسید فلزی و مجموعه تنظیم کننده آنیونی تشکیل شده اند.
کاتیون های فلزی در LDH شامل Mg2+ ، Zn2+، Ni2+، Cu2+، Al3+ و Fe3+ است.
آنیون های درون لایه ای می تواند CO32-، NO3– و SO42– باشند.

28. وظایف چندگانه نانوذرات سرامیکی
LDH ها زیست جذب پذیر هستند.
قابلیت بالایی در تبادل یون، رشد زیاد و انحلال پذیری وابسته به pH، دارند.
این خصوصیات LDH را به منظور تحویل دارو و ژن، پرآتیه نشان می دهد.
LDH، از طریق افزودن محلول باز قوی به محلول حاوی کاتیون های فلزی، ساخته می شوند.
اندازه آنها به راحتی توسط pH، دما و زمان واکنش، قابل کنترل است.

29. وظایف چندگانه نانوذرات سرامیکی
داروی ضدسرطان متوترکسات متصل بهLDH در شرایط آزمایشگاهی اثر ضدسرطانی خیلی بیشتری در مقایسه با دوکسوربیوسین که به طور بالینی استفاده می شود، دارد.
این اتفاق به دلیل جذب سلولی زیاد دارو از طریق اندوسیتوزهای وابسته به کلاترین و آزاد سازی کنترل شده درون سلول است.
ممکن است LDH های در ابعاد نانومتر، دارورسانی بهترو سمیت کمتری داشته باشند.

30. نانو داربست های سرامیکی برای دارورسانی و احیای بافت ها
داربست های سرامیکی، مشابه همتاهای نانو ذره خود، پتانسیل زیادی در دارورسانی کنترل شده دارند.
در ابتدا این داربست ها به عنوان ساختارهای حفاظتی برای کنترل و هدایت رفتارهای سلولی توسط محیط، تقلید و طراحی شدند.
نمونه آن، داربست های فسفات کلسیم هستند.
این داربستها ساختار و ترکیب شیمیایی استخوان طبیعی را تقلید می کنند.

31. نانو داربست های سرامیکی برای دارورسانی و احیای بافت ها
داربست های فسفات کلسیم استحکام ساختاری اولیه را برای سلول های استخوانی فراهم می کنند.
این داربستها باعث تکثیر و تمایز می شوند و می توانند در تجمع نهایی بافت جدید، کمک کنند.
این گونه داربست ها محیط درون بدن سلول ها را کاملتر از نانوذرات، شبیه سازی می کنند.

32. نانو داربست های سرامیکی برای دارورسانی و احیای بافت ها
توسعه نانوداربست های با خصلت زیست تقلیدی، نیازی ضروری به نظر می رسد.
استخوان در ابعاد نانو، ترکیبی از فیبرهای کلاژن و کریستال های فسفات کلسیم است که هر دو جزء، نانو هستند.

33. نانو داربست های سرامیکی برای دارورسانی و احیای بافت ها
منافع ساختاری نانوداربست های سرامیکی:
منافذ زیاد
نسبت حجم به سطح بالا
مساحت سطح زیاد
پایداری ساختاری بالا
زمان زوال طولانی
این ویژگی ها نانوداربست های سرامیکی را به سیستمی نیرومند برای ذخیره سازی و رهاسازی دارو در محل برای اهداف ضدعفونی و ضدالتهابی، تبدیل می کند.

34. نانو داربست های سرامیکی برای دارورسانی و احیای بافت ها
بیشتر نانو داربست های سرامیکی سیستم‌های دارویی چندکاره (تحویل دارو، هدایت رشد سلولی یا تولید بافت و محافظت مکانیکی) محسوب می شوند.
محافظت های مکانیکی ایجاد شده توسط داربست های سرامیکی، نسبت به داربست های پلیمری فراتر از حد انتظار است.

35. نانوداربست های سرامیکی برای تحویل دارو
کاربردها
مواد و ساختار
سرامیک
بهبود بازده بارگیری دارو و آزادسازی طولانی مدت آنتی بیوتیک ها برای ایمپلنت های ارتوپدی، تحویل فاکتور رشد
سطوح نانولوله ای
تیتانیا
تحویل کنترل شده فاکتور رشد و تحریک رشد استخوان جدید
سیمان فسفات کلسیم (CPC) نانوداربستهای متخلخل
فسفات کلسیم (CaP)
بهبود ظرفیت بارگیری و تحویل دارو
نانوکره های سلیکا ضمیمه شده به داربستهای شیشه ای
سیلیکا

36. نانولوله تیتانیا
نانولوله های تیتانیا و داربست های پایه فسفات کلسیم به منظور تحویل دارو و فاکتور رشد مورد بررسی قرار گرفته اند.
ساختارهای نانولوله تیتانیا با عرض دهها نانومتر و طول لوله ای با چند صد نانومتر، رشد استخوان را بیشتر از انواع تیتانیم های متداول، افزایش می دهند.
نوعی از نانو لوله تیتانیومی می‌تواند آنتی بیوتیک ها و فاکتور رشد را بعد از ایمپلنت شدن، آزاد کند.

37. نانولوله تیتانیا
نمونه ای از موارد استفاده نانو لوله تیتانیا به عنوان سامانه تحویل دارو:
در این حالت آنتی بیوتیک پنی سیلین روی نانو ساختارها بارگیری می شود.
این سیستم های تحویلی، آزادسازی تاخیری آنتی بیوتیک در طی سه هفته را نشان می دهند.
این عمل با یک انفجار کوچک اولیه، و بعد از جذب فیزیکی نانو لوله تیتانیا آزاد سازی کامل دارو در ١٥٠ دقیقه انجام می شود.
این سیستم زیست سازگار، به همراه استئوبلاست یا سلول های تشکیل دهنده استخوان تست شده و نشان می دهدکه..
این ماده پتانسیل بالایی برای محافظت از رشد استخوان دارد.

38. نانولوله تیتانیا نانولوله های تیتانیم
پروفایل رهاسازی پنی سیلین/ استرپتومایسین هم رسوب شده در محلول بافر فسفات

39. نانولوله تیتانیا
نانو لوله تیتانیا با اتصال گروه های آمین یا متیل تغییر می یابد.
ایمپلنت های اورتوپدی که از این سیستم استفاده می کنند...
بازده بارگیری دارو را افزایش داده و رهاسازی طولانی مدت دارو را موجب می شوند.
به موازات آنتی بیوتیک ها، فاکتورهای رشد هم به طور موفقیت آمیزی می توانند برای بهبود چسبندگی استئوبلاست، به ساختارهای نانولوله ای تیتانیا ضمیمه شوند.

40. بحث و نتیجه گیری
روزانه تحقیقات زیادی بر نانومواد سرامیکی اعم از نانوذرات و نانو داربست ها انجام می شود.
چالش هایی که نانوفازهای سرامیکی با آن مواجه اند جدی است.
سمیت نانو مواد یک نگرانی رو به افزایش است.
خواص برجسته نانوفازهای سرامیکی و پیشرفت های پیوسته در فهم متابولیسم و شیوه های حذف آنها از بدن....
راه های امیدوار کننده ای را برای تشخیص، فهم و درمان بسیاری از بیماری ها، پیشنهاد می کند.