تهیه و ارزیابی سامانه تحویل دارو بر پایه پلیمر زیست تخریب پذیر (polycaprolactone (PCL و هیدروژل حاصل از غضروف فیل ماهی (Huso huso)

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
چکیده
فناوری رهایش کنترل شده داروهای پروتئینی و پپتیدی از ذرات زیست تخریب پذیر به عنوان یک حوزه برجسته جهت غلبه بر مشکلات مرتبط با فرمولاسیون ماکرومولکول‌ها ظهور کرده است. هدف از تحقیق حاضر ساخت میکرو ذرات بارگذاری شده با پروتئین با استفاده از پلیمر زیست تخریب پذیر PCL و هیدروژل حاصل از غضروف فیل ماهی و BSA به عنوان داروی مدل برای داروهای پروتئینی و پپتیدی نظیر GnRH بود. در این مطالعه روش امولسیون دوگانه به عنوان یکی از مناسب‌ترین روش‌های تهیه سامانه تحویل دارو برای پروتئین‌های محلول در آب انتخاب گردید. در تهیه امولسیون اول از اولتراسونیک و در امولسیون دوم از همزن مکانیکی استفاده گردید. در این مطالعه ۳ گروه شامل گروه ۱(PCL/hydrogel/BSA)، گروه ۲(PCL/BSA) و گروه ۳(PCL/Alginate/BSA) به عنوان سامانه تحویل دارو تهیه گردید. نتایج نشان داد شکل ذرات در همه گروه‌ها کروی بوده و ذرات بصورت منفرد در محیط آبی پراکنده شده بودند. همچنین مقایسه میانگین اندازه ذرات نشان داد ذرات تهیه شده در گروه ۱ بطورمعنی داری نسبت به سایر گروه‌ها اندازه کوچکتری داشتند بر اساس نتایج به دست آمده کارآیی انکپسوله شدن BSA در گروه ۱ به طور معنی داری بالاتر از سایر گروه‌ها بود؛ درحالیکه گروه ۲ کمترین درصد انکپسوله شدن را نشان داد. بر اساس نتایج به دست آمده، هیدروژل تهیه شده از غضروف فیل ماهی استفاده شده در گروه ۱ می‌تواند برای تهیه سیستم تحویل داروهای پروتئینی و پپتیدی پیشنهاد ‌گردد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


1. Muller RH, Keck CM. Challenges and solutions for the delivery of biotech drugs – a review of drug nanocrystal technology and lipid nanoparticles. J Biotechnol. 2004; 113:151–170.
2. Mukherjee B, Santra K, Pattnaik G, Soma G. Preparation , characterization and in-vitro evaluation of sustained release protein-loaded nanoparticles based on biodegradable polymers. Int J Nanomedicine. 2008;3:487–496.
3. Hermes RS, Narayani R. Polymeric alginate films and alginate beads for the controlled delivery of macromolecules. Trends biomater artif organs. 2002;15:54–56.
4. Benetti DD, Partridge GJ, Stieglitz J. Overview on status and technological advances in tuna aquaculture around the world. In Advances in tuna aquaculture. Elsevier Inc.; 2016. 1–19 p.
5. Zohar Y, Mylonas CC. Use of GnRHa-delivery systems for the control of reproduction in fish. Rev Fish Biol Fish. 2001;10:463–491.
6. Forniés MA, Mañanós E, Carrillo M, Rocha A, Laureau S, Mylonas CC, Zohar Y, Zanuy S. Spawning induction of individual European sea bass females (Dicentrarchus labrax) using different GnRHa-delivery systems. Aquaculture. 2001;202:221–234.
7. Ganji F, Vasheghani-Farahani E. Hydrogels in controlled drug delivery systems. Iran Polym J. 2009;18:63–88.
8. Crim LW, Evans DM. Influence of testosterone and/or luteinizing hormone releasing hormone analogue on precocious sexual development in the juvenile rainbow trout. Biol Reprod. 1983;29:137–142.
9. Okada H, Doken Y, Ogawa Y, Toguchi H. Preparation of three-month depot injectable microspheres of leuprorelin acetate using biodegradable polymers. Pharm Res. 1994; 11:1143–1147.
10. Mylonas CC, Fatira E, Karkut P, Papadaki M, Sigelaki I, Duncan NJ. Reproduction of hatchery-produced meagre Argyrosomus regius in captivity II. Hormonal induction of spawning and monitoring of spawning kinetics, egg production and egg quality. Aquaculture. 2015;448:44–53.
11. Vazirzadeh A, Hajimoradloo A, Esmaeili HR, Akhlaghi M. Effects of emulsified versus saline administration of GnRHa on induction of ovulation in rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Aquaculture. 2008;280:267–269.
12. Mugnier C, Guennoc M, Lebegue E, Fostier A, Breton B. Induction and synchronisation of spawning in cultivated turbot (Scophthalmus maximus L.) broodstock by implantation of a sustained-release GnRH-a pellet. Aquaculture. 2000;181:241–255.
13. Malik DK, Baboota S, Ahuja A, Hasan S, Ali J. Recent advances in protein and peptide drug delivery systems. Curr Drug Deliv. 2007;4:141–151.
14. Lamprecht A, Ubrich N, Pe MH. Influences of process parameters on nanoparticle preparation performed by a double emulsion pressure homogenization technique. Int J Pharm. 2000;196:177–182.
15. Neumann SM, Wittstock N, van der Schaaf US, Karbstein HP. Interactions in water in oil in water double emulsions: Systematical investigations on the interfacial properties and emulsion structure of the outer oil in water emulsion. Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Asp. 2018;537:524–531.
16. Schugens C, Laruelle N, Nihant N, Grandfils C, Jérome R, Teyssié P. Effect of the emulsion stability on the morphology and porosity of semicrystalline poly l-lactide microparticles prepared by w/o/w double emulsion-evaporation. J Control Release. 1994;32:161–176.
17. Biondi M, Ungaro F, Quaglia F, Netti PA. Controlled drug delivery in tissue engineering. Adv Drug Deliv Rev. 2008;60:229–242.
18. Sinha VR, Bansal K, Kaushik R, Kumria R, Trehan A. Poly-ε-caprolactone microspheres and nanospheres: An overview. Int J Pharm. 2004;278:1–23.
19. Loureiro M V., Vale M, Galhano R, Matos S, Bordado JC, Pinho I, Marques AC. Microencapsulation of isocyanate in biodegradable poly(ε-caprolactone) capsules and application in monocomponent green adhesives. ACS Appl Polym Mater. 2020;
20. Khoee S, Kardani M. Hydrogels as controlled drug delivery carriers. Polymerization. 2013;2:16-27 (in Persian).
21. Caruso G. Fishery Wastes and By-products: A resource to be valorised. J Fish. 2015;9:80–83.
22. http://www.fao.org/3/ca9229en/ca9229en.pdf
23. Varanko A, Saha S, Chilkoti A. Recent trends in protein and peptide-based biomaterials for advanced drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 2020;
24. Qiu J, Xu J, Xia Y. Nanobottles for Controlled release and drug delivery. Adv Healthc Mater. 2020;2000587:1–11.
25. Wu J, Ding Q, Dutta A, Wang Y, Huang YH, Wenga H, et al. An injectable extracellular matrix derived hydrogel for meniscus repair and regeneration. Acta Biomater. 2015;16:49–59.
26. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ. Protein measurement with Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951;193:256–275.
27. Te ZY, Yeoh WH, Shahidan MA, Shahidan NN. A Study on Chitosan Coated Polycaprolactone (Ch-PCL) microspheres prepared via double emulsion solvent evaporation method. Mater Sci Forum. 2020;1010:541–548.
28. Mylonas CC, Tabata Y, Langer R. Preparation and evaluation of polyanhydride microspheres containing gonadotropin-releasing hormone ( GnRH ), for inducing ovulation and spermiation in fish. J Control Release. 1995;35:23–34.
29. Vashist A, Vashist A, Gupta YK, Ahmad S. Recent advances in hydrogel based drug delivery systems for the human body. J Mater Chem B. 2014;2:147–166.
30. Filipović N, Veselinović L, Ražić S, Jeremić S, Filipič M, Žegura B, et al. Poly (ε-caprolactone) microspheres for prolonged release of selenium nanoparticles. Mater Sci Eng C. 2019;96:776–789.
31. Ogawa Y, Yamamoto M, Okada H, Yashli T ST. A new technique to efficiently entrap leuprolide acetate into microcapsules of polylactic acid or copoly (lactic/glycolic) acid. Chem Pharm Bull. 1988;36:1095–103.
32. Gao H, Wang YN, Fan YG, Ma JB. Synthesis of a biodegradable tadpole-shaped polymer via the coupling reaction of polylactide onto mono(6-(2-aminoethyl)amino-6-deoxy)-β- cyclodextrin and its properties as the new carrier of protein delivery system. J Control Release. 2005;107:158–173.
33. Yeo Y, Park K. Control of encapsulation efficiency and initial burst in polymeric microparticle systems. Arch Pharm Res. 2004;27:1–12.
34. Anseth KS, Metters AT, Bryant SJ, Martens PJ, Elisseeff JH, Bowman CN. In situ forming degradable networks and their application in tissue engineering and drug delivery. J Control Release. 2002;78:199–209.