محققان دانشگاه تربیت مدرس موفق به ساخت نانوحاملی هوشمند شده‌اند که قابل کاربرد در حوزه‌ی پزشکی و داروسازی به ویژه درمان سرطان‌هاست. این نانوحامل پلیمری است و در صورت استفاده از آن، علاوه بر کاهش میزان مورد نیاز داروی مصرفی، عوارض جانبی ناشی از آن نیز کاهش می‌یابد.
دانشگاه تربیت مدرس: کاهش عوارض جانبی داروهای ضدسرطان به کمک پلیمر هادی نانوساختار
متوترکسات (MTX)، یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین داروهای ضدسرطان در شیمی درمانی است که به طور گسترده برای درمان انواع مختلف بدخیم؛ نظیر سرطان‌های خونی (لوسمی)، ریه، تخمدان، روده بزرگ و… مصرف می‌شود. با توجه به این که اثرگذاری این دارو بسیار بالا بوده و مصرف آن با عوارض زیادی همراه است، رهاسازی کنترل شده‌ی آن بر اساس استفاده از مواد پلیمری هوشمند، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این طرح تلاش شده است تا با ساخت یک پلیمر هادی نانوساختار، این دارو درون آن قرار گرفته و تحت شرایط کنترل شده و در بافت هدف رهاسازی دارو صورت گیرد.
به گفته‌ی احسان شمائلی، دانشجوی مقطع دکتری شیمی تجزیه دانشگاه تربیت مدرس، پلیمرهای هادی از مهم‌ترین مواد هوشمندی هستند که علاوه بر مزیت زیست‌سازگاری، امکان کنترل رهاسازی دارو را با کمک یک محرک الکتریکی-شیمیایی خارجی فراهم می‌کنند. با این حال بارگذاری داروهای ضدسرطان در این پلیمرها با مشکلاتی از قبیل بازده پایین و یا پایداری کم پلیمر تهیه شده مواجه است. در این کار تحقیقاتی داروی متوتروکسات با روشی ساده در ساختار پلی پیرول نانوساختار، به عنوان پلیمر هادی هوشمند، قرار گرفته و عوامل مؤثر در رهاسازی این دارو مورد بررسی قرار گرفته است.
پلیمریزاسیون الکتریکی پلی‌پیرول در حضور MTX به تنهایی، پلیمری با کیفیت بسیار پایین، ناپایدار و با میزان داروی بارگذاری شده‌ی بسیار پایین را سبب می‌شود. اما با حضور ماده‌ی فعال سطحی کاتیونی ستیل پیریدینیوم (CP)، این مشکلات مرتفع شده و مقدار داروی بارگذاری شده افزایش چشمگیری دارد. از طرفی با کنترل دما و pH محیط و نیز زمان و میزان پتانسیل اعمال شده می‌توان اندازه و ساختار نانوحامل را نیز کنترل کرد.
شمائلی در ادامه افزود: «با قرارگیری CPدرون شبکه‌ی پلی پیرول، سطح آب‌گریز پلی‌پیرول به عنوان بدنه‌ای برای اتصال زنجیره‌ی آب‌گریز CP عمل می‌کند. از طرفی، برهم‌کنش الکترواستاتیک بین CP کاتیونی با MTX آنیونی و نیز برهم‌کنش آروماتیکی بین CP با MTX سبب افزایش کارایی دوپ شدن دارو و درنتیجه افزایش ظرفیت پلیمر برای متوترکسات می‌شود».
به گفته‌ی احسان شمائلی، دانشجوی مقطع دکتری شیمی تجزیه دانشگاه تربیت مدرس، پلیمرهای هادی از مهم‌ترین مواد هوشمندی هستند که علاوه بر مزیت زیست‌سازگاری، امکان کنترل رهاسازی دارو را با کمک یک محرک الکتریکی-شیمیایی خارجی فراهم می‌کنند. با این حال بارگذاری داروهای ضدسرطان در این پلیمرها با مشکلاتی از قبیل بازده پایین و یا پایداری کم پلیمر تهیه شده مواجه است. در این کار تحقیقاتی داروی متوتروکسات با روشی ساده در ساختار پلی پیرول نانوساختار، به عنوان پلیمر هادی هوشمند، قرار گرفته و عوامل مؤثر در رهاسازی این دارو مورد بررسی قرار گرفته است.
پلیمریزاسیون الکتریکی پلی‌پیرول در حضور MTX به تنهایی، پلیمری با کیفیت بسیار پایین، ناپایدار و با میزان داروی بارگذاری شده‌ی بسیار پایین را سبب می‌شود. اما با حضور ماده‌ی فعال سطحی کاتیونی ستیل پیریدینیوم (CP)، این مشکلات مرتفع شده و مقدار داروی بارگذاری شده افزایش چشمگیری دارد. از طرفی با کنترل دما و pH محیط و نیز زمان و میزان پتانسیل اعمال شده می‌توان اندازه و ساختار نانوحامل را نیز کنترل کرد.
شمائلی در ادامه افزود: «با قرارگیری CPدرون شبکه‌ی پلی پیرول، سطح آب‌گریز پلی‌پیرول به عنوان بدنه‌ای برای اتصال زنجیره‌ی آب‌گریز CP عمل می‌کند. از طرفی، برهم‌کنش الکترواستاتیک بین CP کاتیونی با MTX آنیونی و نیز برهم‌کنش آروماتیکی بین CP با MTX سبب افزایش کارایی دوپ شدن دارو و درنتیجه افزایش ظرفیت پلیمر برای متوترکسات می‌شود».
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی فیلم‌های PPy/CP/MTX تولید شده در حضور دو غلظت مختلف CP
برای دستیابی به این نتایج، پلیمریزاسیون الکتریکی پلی‌پیرول در حضور MTX و ماده‌ی فعال سطحی کاتیونی ستیل پیریدینیوم (CP) به عنوان اصلاح‌گر انجام شد تا نانوحامل مورد نظر تولید شود. سپس سینتیک رهاسازی دارو در دماها و پتانسیل‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. سپس تجزیه و تحلیل سینتیکی بر اساس معادله‌ی سینتیکی آورامی انجام شد. همچنین ویژگی‌های فیلم پلیمری نانوساختار (PPy/CP/MTX) با روش‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FT-IR)، طیف سنجی جذب فرابنفش (UV) مطالعه شد.
بر اساس نتایج حاصل شده معادله‌ی حاکم بر سینتیک عملکرد این نانوحامل همخوانی بسیار خوبی با معادله‌ی آورامی دارد و می‌توان میزان رهاسازی دارو را با تغییرات دما و پتانسیل کنترل نمود. بطور کلی نتایج نشان داد که فیلم PPy/CP/MTX، امکان برنامه‌ریزی رهاسازی MTX را با تحریک الکتریکی می‌دهد.
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر نادر علیزاده مطلق- عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس- و احسان شمائلی است، در مجله‌ی Electrochimica Acta (جلد ۱۳۰، شماره۱، ماه آوریل، سال ۲۰۱۴، صفحات ۴۸۸ تا ۴۹۶) به چاپ رسیده است.
