طراحی سامانه دارویی آهسته رهش 5 - فلوئوراسیل با استفاده از نانوذرات مغناطیسی کیتوسان در ماتریس گلیسرول مونولئات

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ورامین-پیشوا، ورامین، ایران

3 گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ورامین-پیشوا، ورامین، ایران

چکیده
هدف پژوهش: امروزه با افزایش سرطان، بسیاری از دانشمندان برآنند که این بیماری را درمان کنند و به همین جهت داروهای متعددی در این زمینه تولید شده است که اثرات جانبی برروی بافت های غیر هدف دارند، یکی از راههای غلبه بر این مشکل استفاده از نانوذرات کیتوسان به عنوان حامل داروها می باشد زیرا کیتوسان به عنوان یک ترکیب غیرسمی دارای خاصیت زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بوده و کاربرد های بسیاری در زمینه داروسازی و پزشکی دارد. روش: در این تحقیق داروی 5-فلوئوراسیل به عنوان یک داروی ضد سرطان سینه، با استفاده از نانوذرات مغناطیسی کیتوسان که درون ماتریس گلیسرول مونولئات پوشش داده شده است برای دارورسانی هدفمند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: سپس جهت مطالعه ویژگیهای سطحی نانو جاذب اصلاح شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، برای بررسی ساختار از طیف سنجی مادون قرمز و برای تعیین مقاومت حرارتی آنالیز وزن سنجی-حرارتی، جهت تجزیه تحلیل ساختار نمونه از طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، برای بررسی خواص مغناطیسی نانو ذره سنتز شده از دستگاه مغناطیس سنج و جهت تشخیص نوع فاز تشکیل شده در شبکه ماتریس گلیسرول مونولئات از میکروسکوپ نوری پلاریزه استفاده شد. همچنین مطالعه رهایش اسانس در محیط برون-تنی میزان 90% در طول 30 ساعت را نشان داد. نتیجه گیری: نانوذرات مغناطیسی کیتوسان در ماتریس گلیسرول مونولئات تهیه شده در شرایط بهینه با ساختار کروی و پایداری حرارتی بالا، می تواند به عنوان حاملی مناسب برای مصارف دارویی و علی الخصوص داروی 5-فلوئوراسیل به کار رود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Design of Magnetic Chitosan nanoparticles for Targeted Cancer Therapy using 5-Fluorouracil in Glycerol-Moonoleate

نویسندگان English

Maryam Asgarzadeh 1
Shadab Shahsavari 2
Ali Vaziri Yazdi 1
Elham Moniri 3
1 Department of Chemical engineering, Science and Research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Chemical engineering, Varamin-Pishva branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
3 Department of Chemistry, Varamin-Pishva branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
چکیده English

Aim: Most scientists are trying to treat cancer, and in this regard were produced numerous anticancer drugs, that adverse effects on non-target tissue. To overcome this, drugs freight to magnetic nanoparticles Chitosan and its carboxymethyl secondary coumpands are biopolymers that are non-toxic, biodegradable therefore found applications in biomedical field. We explain here that glycerol monooleate covered magnetic nanoparticles (GMO-MNPs) capable of transporting hydrophobic anticancer drugs. Method: In the present study, we have expanded 5-fluorouracil (5-FU) that loaded on chitosan MNPs for targeted cancer therapy. Results: The modified nano-adsorbent was then characterized by Fourier Infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), elemental analysis of CHN (9) and thermal weighing analysis (TGA). Lab conditions such as pH, contact time were optimized. To analyze the structure of the sample, X-ray diffraction spectroscopy was used to investigate the magnetic properties of the nanosized particles synthesized by the magnetometer and to detect the phase type formed on the monolayer glycerol matrix network using a polarizing light microscope. Also, the study showed essential oil release in the external environment of 90% for 30 hours. Conclusion: The optimized magnetic nanoparticles according to SEM image, exhibited segregated nanoparticles with sub-spherical smooth morphology and also the high thermal stability of 5-Fluorouracil nanoparticles which indicated a well-established structure of nanoparticles.

کلیدواژه‌ها English

Chitosan
Gelycerol Moonoleate
Magnetic nanoparticles
Targeted delivery
5-Fluorouracil
Wu M. and Huang Sh., Magnetic nanoparticles in cancer diagnosis, drug delivery and treatment, Molecular and Clinical Oncology, 7, 738–746, 2017.
2- Abou-Jawde R., Choueiri T., Alemany C. and Mekhail T., An overview of targeted treatments in cancer, Clinical therapeutics, Clin Ther., 25, 2121-2137, 2003.
3- Longley D., Harkin P., and Johnston P., 5-fluorouracil: mechanisms of action and clinical strategies, Nature reviews Cancer, 3, 330, 2003.
4- Dilnawaz F., Singh A., Mohanty C., Sahoo K., Dual drug loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles for targeted cancer therapy, Biomaterials, 31, 3694–3706, 2010.
5- Felt F., Mayer JM., Plazonet B., Buri P., Gurny R., Topical use of chitosan in ophthalmology: tolerance assessment and evaluation of precorneal retention, International Journal of Pharmaceutics, 180, 185-93, 1999.
6- Ericsson B., Eriksson P., Lofroth J., Engstrom S., Cubic phases as delivery systems for peptide drugs, ACS Symposium Series, 469, 251-265, 1991.
7- Lübbe A., Alexiou C., and Bergemann C., Clinical applications of magnetic drug targeting, Journal of Surgical Research, 95, 200-206, 2001.
8- Jun Jie W., Wu Zeng Z., Zhong Xiao R., Xie T., Lin Zhou G., Zhan X., and Ling Wang Sh., Recent advances of chitosan nanoparticles as drug carriers, International journal of nanomedicine, 6, 765, 2011.
9- Kumar K., Shah M., Ketkar A., Mahadik, and Paradkar A., Effect of drug solubility and different excipients on floating behaviour and release from glyceryl monooleate matrices, International journal of pharmaceutics, 272, 151-160, 2004.
10- Bagheri G., Dorkoosh F., Vasheghani-Farahani E., Ardjmand M., Formulation and Optimization of Controlled Release of Olanzapine by Glycerol Monooleate, Medical journal of Tabriz university, 36, 51-59, 2015.
11- Jafari M, Assadpoor E, Bhandari B and He Y, Nano-particle encapsulation of fish oil by spray drying, Journal of Food Research International, 41, 172–183, 2008.
12- Wulandari O. et al., Preparation and Characterization of Chitosan-coated Fe3O4 Nanoparticles using Ex-Situ Co-Precipitation Method and Tripolyphosphate/Sulphate as Dual Crosslinkers, Conf. Ser.: Material Science Engineering, 2018.
13- Zarzycki R, Modrzejewska Z, Nawrotek K, Drug release from hydrogel matrices, Chemical Engineering, 17, 117-36, 2010.
14- Jianjun Z., Fu M., Zhang M., Xu L., and Gao Y., Synthesis of oxidized glycerol monooleate-chitosan polymer and its hydrogel formation for sustained release of trimetazidine hydrochloride, International journal of pharmaceutics, 465, 32-41, 2014.
15- Patel DM., Harshvadan Jani R., Patel CN., Design and evaluation of colon targeted modified pulsincap delivery of 5-fluorouracil according to circadian rhythm, International Journal of Pharmaceutical Investigation 1, 172-81, 2011.
16- Glavcheva-Laleva Z., Varadinova V., Kerekov St., Pavlov D., Glavchev Iv., Application of waste glycerol from biodiesel productionfor obtaining of modifiers for reduced friction of different motor oils, Bulgarian Chemical Communications, 47, 118-123, 2015.
17- Meyer D., Shin G., Kong M., Dewhirst and Chilkoti A., Drug targeting using thermally responsive polymers and local hyperthermia, Journal of controlled release, 74, 213-224, 2001.
18- Ericsson B., Eriksson P., Lofroth J., Engstrom S., Cubic phases as delivery systems for peptide drugs, ACS Symposium Series, 5, 251-265, 1991.
19- Trickler W., Nagvekar A., and Dash A., The in vitro sub-cellular localization and in vivo efficacy of novel chitosan/GMO nanostructures containing paclitaxel, Pharmaceutical research, 26, 1963-1973, 2009.
20- Bagheri G., Dorkoosh F., Vasheghani-Farahani E., Ardjmand M., Design of controlled release of Olanzapine by using Glycerol Monooleate in Sol-gel Systems, New Cellular and Molecular Biotechnology Journal, 5, 81-88, 2015.
21- Loebinger MR., Kyrtatos PG., Turmaine M., Price AN., Pankhurst Q., Lythgoe MF., Janes SM., Magnetic resonance imaging of mesenchymal stem cells homing to pulmonary metastases using biocompatible magnetic nanoparticles, Cancer Research, 69, 8862-7, 2009.