شماره ركورد
34044
پديد آورنده
مصطفي سعيدي
عنوان
ساخت شبكه هيدروژل هوشمند نيمه درهم تنيده بر پايه كيتين در ابعاد ماكرو جهت كنترل رهايش داروي گاليك اسيد
مقطع تحصيلي
دكترا
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال تحصيل
1396
تاريخ دفاع
1404/07/21
استاد راهنما
محمدرضا مقبلي - اميد وحيدي
استاد مشاور
.
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
استفاده از شبكههاي هيدروژلي با ساختار نيمه درهمتنيده به عنوان سامانههاي رهايش دارو، كاربردهاي گستردهاي در حوزه پزشكي دارد. در اين پژوهش، از پليمر زيستسازگار و زيستتخريبپذير كيتوسان، بهمنظور تهيه شبكه هيدروژلي كيتوسان با حساسيت يگانه به عامل pH ، با بهرهگيري از مقادير مختلف گليسيرهيزيك اسيد به عنوان عامل شبكهكننده نوين استفاده شده است. در مرحله بعد، كوپليمر حساس به دما Poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid) در محيط آبي و در حضور كيتوسان شبكهايشده، پليمريزه گرديد تا ساختار نيمه درهمتنيدهاي از كيتوسان با حساسيت دوگانه نسبت به دما و pH حاصل شود. هيدروژلهاي سنتز شده، اعم از كيتوسان با حساسيت يگانه و دوگانه، براي رهايش كنترلشده گاليك اسيد، با هدف استفاده در كاربردهاي بالقوه پوستي، مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج آناليز طيفسنجي FTIR، تشكيل پيوندهاي هيدروژلي از طريق ايجاد پيوند آميدي بين گروههاي آميني كيتوسان و گروههاي كربوكسيليك گليسيرهيزيك اسيد را تأييد كرد. همچنين، حضور كوپليمر حساس به دما در ساختار نيمهدرهمتنيده كيتوسان نيز به وسيله اين آناليز اثبات شد. تحليل گرمايي (TGA) نشان داد كه سه پيك حرارتي در دماهاي °C 249 ، °C 290 و °C 379 به ترتيب مربوط به مونومر اكريليك اسيد، مونومر N-isopropyl acrylamide و پليمر كيتوسان است. نمونههاي هيدروژلي كيتوسان با حساسيت يگانه در دماي اتاق، در محدوده pH 4 تا 7، ميزان تورمي در بازه 137 تا 455 درصد از خود نشان دادند. افزايش تورم در محيطهاي اسيديتر (pH پايينتر) مشاهده شد كه در نتيجه، ميزان رهايش گاليك اسيد نيز افزايش يافت. در خصوص هيدروژلهاي نيمهدرهمتنيده، نسبت تورم در 5.5 pH= و دماهاي °C 15 ، °C 30، °C 45 در بازهاي بين 194 تا 413 درصد قرار گرفت. با افزايش دما و عبور از نقطه دماي بحراني محلول (LCST)، تغيير ساختار زنجيرههاي كوپليمر از حالت كلاف باز به گلبول رخ داد كه باعث افزايش ميزان تورم شد. نتايج آزمون رهايش دارو در دماي °C 45 نشان داد كه پيوندهاي هيدروژني بين مولكول گاليك اسيد و ساختار نيمهدرهمتنيده شكسته شده و در نتيجه، رهايش دارو تشديد ميگردد. علاوه بر اين، مطالعات زيستي حاكي از آن است كه اين هيدروژلها از زيستسازگاري مناسبي برخوردار بوده و نمونههاي حاوي گاليك اسيد نيز خواص ضدباكتريايي مطلوبي براي استفاده در كاربردهاي پوستي بالقوه از خود نشان ميدهند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/01
عنوان به انگليسي
Fabrication of a smart Semi-interpenetrating hydrogel network based on chitin at macroscopic scale for controlled release of Gallic acid drug
تاريخ بهره برداري
10/13/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مصطفي سعيدي
چكيده به لاتين
The capability of drug release through a hydrogel network with a semi-interpenetrating (Semi-IPN) structure has found widespread applications in medical fields. In this study, the biocompatible and biodegradable polymer Chitosan was employed to form a chitosan hydrogel network with single responsiveness to pH, using various concentrations of glycyrrhizic acid as a novel crosslinking agent. Subsequently, a temperature-sensitive copolymer, poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), was polymerized in an aqueous medium in the presence of crosslinked Chitosan, leading to the formation of a Chitosan Semi-IPN structure with dual sensitivity to both temperature and pH. These synthesized chitosan hydrogels including both the single and dual responsive were investigated for the controlled release of Gallic acid, with potential applications in skin-related therapies. FTIR analysis confirmed the formation of hydrogel bonds through the creation of amide linkages between the amino functional groups of chitosan and the carboxylic acid groups of Glycyrrhizic acid. This analysis also verified the incorporation of the temperature-sensitive copolymer into the Semi-IPN Chitosan network. Thermogravimetric analysis (TGA) revealed three thermal degradation peaks at 249 °C, 290 °C, and 379 °C, corresponding to the acrylic acid monomer, N-isopropyl acrylamide monomer, and chitosan polymer, respectively. The simple chitosan hydrogel samples exhibited swelling in the range of 137–455% at room temperature across different acidic environments (pH 4–7). Chitosan showed increased swelling in lower pH values, and the drug release results indicated that this enhanced swelling led to greater release of Gallic acid. Furthermore, the swelling ratio of the Semi-IPN Chitosan hydrogel samples at pH 5.5 and temperatures of 15 °C, 30 °C, and 45 °C ranged from 194% to 413%. As the temperature exceeded the lower critical solution temperature (LCST), a coil-to-globule transition occurred in the copolymer chains within the interpenetrated hydrogel network, resulting in increased swelling. Drug release data for Semi-IPN Chitosan hydrogel showed that at 45 °C, hydrogen bonds between Gallic acid molecules and the Semi-IPN network were disrupted, leading to intensified drug release. Additionally, biological studies demonstrated that the hydrogel samples possessed sufficient biocompatibility, and those loaded with gallic acid exhibited effective anti-bacterial activity, indicating their potential for dermatological applications.
كليدواژه هاي فارسي
شبكههاي هيدروژلي , كيتوسان , حساسيت يگانه , حساسيت دوگانه , گليسيرهيزيك اسيد , كوپليمر حساس به دما , ساختار نيمه درهم تنيده , رهايش گاليك اسيد
كليدواژه هاي لاتين
Hydrogel networks , Chitosan , Single responsiveness , Dual responsive , Glycyrrhizic acid , Temperature-sensitive copolymer , Semi-IPN structure , Release of Gallic acid
Author
Mostafa Saeedi
SuperVisor
Mohammad Reza Moghbeli