30258

بررسي اثر پارامترهاي مختلف بر سنتز كرات متخلخل شيشه‌اي زيست‌فعال 5S45 به روش سل-ژل/ميكروامولسيون جهت دارورساني

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد متالورژي - سراميك

1399

1402/07/30

بيژن افتخاري يكتا - جعفر جوادپور

مواد و متالورژي

بهينه‌ سازي روش‌هاي درماني و كنترل عوارض جانبي داروها بر بدن بيمار، همواره مورد توجه بوده‌است. سيستم دارورساني كنترل‌شده برمبناي همين رويكرد توسعه يافته‌است. در بين حامل‌هاي دارو، شيشه‌هاي زيست فعال امكان درمان تركيبي (دارورساني و ترميم بافت) را فراهم مي‌كنند. هدف از اين پژوهش سنتز كرات شيشه‌اي زيست‌فعال مزومتخلخل 5S45 به روش سل-ژل/ميكروامولسيون بوده‌است. در اين پژوهش، ابتدا سل بر مبناي تركيب شيشه 5S45 تهيه شد. براي تامين سديم و كلسيم، از پيش‌ساز هاي متفاوت استاتي و نيتراتي استفاده شد. ژل خشك‌شده به وسيله آزمون XRD (پراش پرتو ايكس) و STA (آناليز حرارتي هم‌زمان) مشخصه‌يابي شد. دماي بالاي تجزيه تركيبات نيتراتي هنگام استفاده از پيش‌ساز‌هاي نيتراتي و عدم پايداري سل تهيه شده با پيش‌سازهاي استات، موانع اصلي براي ادامه پژوهش براساس تركيب 5S45 بود. سل برمبناي تركيب شيشه S58 نيز با استفاده از نمك‌ استات كلسيم و نيترات كلسيم تهيه و بررسي شد. زمان ژل شدن سل S58، ( 2±50 ) دقيقه بود و ويسكوزيته آن به‌وسيله رئومتر چرخشي اندازه‌گيري شد و افزايش 100 برابري ويسكوزيته در مدت زمان 30 دقيقه مشاهده شد. تزريق سل در امولسيون در دو زمان متفاوت 2±12 و 2±23 دقيقه انجام شد. مطابق نتيجه آزمون SEM (ميكروسكوپ الكتروني روبشي)، مورفولوژي كرات حاصل از تزريق در دقيقه 12، مطلوب‌تر بوده و اندازه كرات بين 1 تا 10 ميكرومتر تخمين زده ‌شد. تركيب عنصري نمونه‌ها قبل از تزريق و در هر مرحله از شستشو، توسط آناليز XRF (طيف سنجي فلورسانس اشعه ايكس) بررسي شد. درصد وزني كلسيم كرات تهيه شده با استفاده از نمك نيتراتي، پس از شستشو بسيار ناچيز بود درحالي كه در كرات حاصل از نمك استات كلسيم، برابر با 22 درصد وزني بود. مطابق آناليز BET (برونوئر-امت-تلر) كرات مزومتخلخل و داراي سطح ويژه m2/g 455 و ميانگين تخلخل 2/4 نانومتر بود. آزمون زيست فعالي كرات با غوطه‌وري در محلول شبيه‌ساز بدن به مدت 14 و 21 روز انجام شد. نتايج آن با استفاده از SEM و آزمون FTIR (طيف‌سنجي تبديل فوريه فروسرخ) بررسي شد. براساس مقايسه نتايج اين آزمون‌ها و تغييرات pH، رسوب مشاهده شده بر سطح كرات پس از غوطه‌وري احتمالا هيدروكسي آپاتيت است كه نشان از زيست‌فعالي نمونه دارد.

1402/10/03

Investigation of factors affecting the synthesis of porous 45S5 bioactive glass spheres by microemulsion/sol-gel method for drug delivery

10/21/2024 12:00:00 AM

The optimization and control of a drug’s side effects have always been a focal point of interest. This has led to the development of a controlled drug delivery system. Mesoporous bioactive glass spheres (MBGS) have emerged as a multifunctional delivery system among various drug carriers. The objective of this study is to synthesize bioactive glass mesoporous spheres using the sol-gel/microemulsion method. In this study, a sol was prepared based on the 45S5 glass composition using acetate and nitrate salts. The resultant powder was characterized by XRD and STA analysis. The high decomposition temperature of nitrate compounds in nitrate-based sol and the instability of the acetate-based-sol were the primary challenges in continuing the research based on compound 45S5. Sols based on the 58S glass composition were prepared using acetate and nitrate salts. The gelling time was approximately 50±2 minutes. The viscosity of the acetate-based sol, measured by a rotary rheometer, showed a hundredfold increase in 30 minutes. The injection was performed twice: at 12±2 and 23±2 minutes. SEM test results indicated that the morphology of the spheres obtained from the injection at 12 minutes was more desirable, with sphere sizes estimated between 1 and 10 microns. XRF analysis was used to investigate the elemental composition of the samples before injection and at each washing stage. The percentage of calcium in the spheres prepared using nitrate salt became zero after washing, while 22% of calcium was detected in the spheres obtained from calcium acetate. According to BET analysis, the spheres were mesoporous with a specific surface area of 455 m2/g and an average porosity of 4.2 nm. The bioactivity of the spheres was examined by immersing them in SBF solution for 14 and 21 days.

ميكروامولسيون، , كرات شيشه‌اي زيست‌فعال مزومتخلخل , اثر نمك پيش‌ماده , دارورساني

Mesoporous glass Sphere , drug delivery , sol-gel/microemulsion , precurser effect

Golnoosh Razavian

Bijan EftekhariYekta