بررسی ظرفیت آبگیری و رهایش دارویی نانوکامپوزیت با پایه پلیمری پلی یورتان و بخش های زیستی میوه انار

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

پیمان محمد زاده جهانی ¹ (استادیار دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بم ، بم، ایران.)
هوشنگ حمیدیان ² (دانشیار گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، کرمان ، ایران.)
علی بهراد وکیل آباد ³ (استادیار گروه سرامیک، پژوهشکده مواد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.)
مایده جعفری ⁴ (استادیار گروه سرامیک، پژوهشکده مواد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.)
سامیه فزونی ⁵ (کارشناسی ارشد، گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، کرمان، ایران)
حانیه شرفی نژاد ⁶ (کارشناسی ارشد، گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، کرمان، ایران)

تاريخ الإرسال : 01 الإثنين , شوال, 1443 تاريخ التأكيد : 16 الإثنين , جمادى الثانية, 1444 تاريخ الإصدار : 20 الخميس , رمضان, 1443

الکلمات المفتاحية: نانوکامپوزیت, زیست سازگاری, میان بر گوشتی انار, پلی یورتان, انتشار دارویی,

ملخص المقالة :

مقدمه: نانوکامپوزیت ها به دلیل دارا بودن خواص منحصر به فرد از جمله غیر سمی بودن و سازگاری زیستی به طور گسترده در پژوهش های علوم زیستی استفاده می شوند. در این تحقیق، نانوکامپوزیت جدید با استفاده از پلیمر پلی یورتان و قسمت میان بر گوشتی انار و ذرات نانو نقره تهیه شد.
روش: ترکیب نانوکامپوزیت حاوی پلیمر پلی یورتان، بخش میان بر گوشتی میوه انار و نانوذرات نقره به روش شیمیایی تر سنتز شد. خواص جذب آب و رهایش دارویی نانوکامپوزیت جدید بررسی شد. ترکیب پلی یورتال با درصد وزنی های مختلف از میان بر گوشتی انار بررسی گردید. با استفاده از سبزی خرد کن به مدت 2 دقیقه، متوسط اندازه 1 میلی متر بدست آورده شد.
یافته ها: بهترین ترکیب با کارایی بالا برای جذب (4.85 گرم بر گرم) و انتشار دارو (0.45 گرم بر لیتر) با استفاده از نانوکامپوزیت ترکیبی از پلیمر پلی یورتان با 5 گرم از بخش میان بر گوشتی انار و 1 گرم نانوذرات نقره نشانده شده بدست آورده شد. آنالیز SEM مورفورلوژی و نحوه پراکندگی نانوذرات را در کامپوزیت مشخص کرد. آنالیزهای FTIR و نیز XRD پیک های مختصه ذرات نقره را نشان دادند که نشان دهنده سنتز موفق نانوکامپوزیت از مواد سازگار با محیط زیست می باشد. بررسی دانه بندی نانوذرات نقره نشانده شده بر روی نانوکامپوزیت با استفاده از آنالیزهای تصاویر SEM (متوسط ابعاد حدود 50 نانومتر) و نیز بررسی دانه بندی کریستال ها با استفاده XRD با دانه بندی متوسط حدود 15 نانومتر بدست آورده شد. این موضوع نشان دهنده پخش شدگی مناسب نانوذرات در خمیره کامپوزیت بود که دلیل اصلی کارایی بالای نانوکامپوزیت در جذب و پخش دارو در محیط آبی تشخیص داده شد. دلیل این توزیع دانه بندی ریز و یکنواخت می تواند به دلیل خاصیت میسل سازی خمیره مواد ارگانیکی در فرایند سنتز باشد که با به تله انداختن کریستال های تشکیل شده از رشد بیشتر آن جلوگیری می کند. آنالیز UV-Vis برای اندازه گیری کمی جذب و انتشار دارو استفاده شد. طول موج ماکزیمم جذب سیپروفلوکساسین 270 نانومتر در آنالیز اسپکتوفتومتری UV-Vis بود.

المصادر:

[1]          Mohammadzadeh Jahani, P., et al., Recycling Silver from Sarcheshmeh Copper Anodic Sludge for Green Synthesis of Silver-Based Nanocomposites. Journal of Mineral Resources Engineering, 2021. 6(2): p. 123-138.

[2]          Jordan, J., et al., Experimental trends in polymer nanocomposites—a review. Materials science and engineering: A, 2005. 393(1-2): p. 1-11.

[3]          Berta, M., et al., Effect of chemical structure on combustion and thermal behaviour of polyurethane elastomer layered silicate nanocomposites. Polymer Degradation and Stability, 2006. 91(5): p. 1179-1191.

[4]          Sanchez, C., et al., Applications of hybrid organic–inorganic nanocomposites. Journal of Materials Chemistry, 2005. 15(35-36): p. 3559-3592.

[5]          Jeong, B., et al., Thermoreversible gelation of poly (ethylene oxide) biodegradable polyester block copolymers. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 1999. 37(6): p. 751-760.

[6]          Chen, T.K., J.Y. Chui, and T.S. Shieh, Glass transition behaviors of a polyurethane hard segment based on 4, 4 ‘-diisocyanatodiphenylmethane and 1, 4-butanediol and the calculation of microdomain composition. Macromolecules, 1997. 30(17): p. 5068-5074.

[7]          Zia, K.M., et al., Molecular engineering of chitin based polyurethane elastomers. Carbohydrate Polymers, 2008. 74(2): p. 149-158.

[8]          Manthiram, A., H.L. Marcus, and D.L. Bourell, Selective laser sintering using nanocomposite materials. 1995, Google Patents.

[9]          Fornes, T., et al., Nylon 6 nanocomposites: the effect of matrix molecular weight. Polymer, 2001. 42(25): p. 09929-09940.

[10]       Jose, A.J., M. Alagar, and A.S. Aprem, Thermal and barrier properties of organoclay-filled polysulfone nanocomposites. International Journal of Polymeric Materials, 2012. 61(7): p. 544-557.

[11]       Gyoo, P.M., S. Venkataramani, and S.C. Kim, Morphology, thermal, and mechanical properties of polyamide 66/clay nanocomposites with epoxy‐modified organoclay. Journal of applied polymer science, 2006. 101(3): p. 1711-1722.

[12]       Erdem, N., A.A. Cireli, and U.H. Erdogan, Flame retardancy behaviors and structural properties of polypropylene/nano‐SiO2 composite textile filaments. Journal of applied polymer science, 2009. 111(4): p. 2085-2091.

[13]       Alexandre, M. and P. Dubois, Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials. Materials science and engineering: R: Reports, 2000. 28(1-2): p. 1-63.

[14]       Merino, S., et al., Nanocomposite hydrogels: 3D polymer–nanoparticle synergies for on-demand drug delivery. ACS nano, 2015. 9(5): p. 4686-4697.

[15]       Xu, H., et al., Polymer encapsulated upconversion nanoparticle/iron oxide nanocomposites for multimodal imaging and magnetic targeted drug delivery. Biomaterials, 2011. 32(35): p. 9364-9373.

[16]       Abd-Rabou, A.A. and H.H. Ahmed, CS-PEG decorated PLGA nano-prototype for delivery of bioactive compounds: A novel approach for induction of apoptosis in HepG2 cell line. Advances in medical sciences, 2017. 62(2): p. 357-367.

[17]       Barikani, M., et al., Preparation and application of chitin and its derivatives: a review. Iranian Polymer Journal, 2014. 23(4): p. 307-326.

[18]       Feldman, D., Poly (Vinyl Alcohol) Recent Contributions to Engineering and Medicine. Journal of Composites Science, 2020. 4(4): p. 175.

[19]       Shirode, A.B., et al., Nanoencapsulation of pomegranate bioactive compounds for breast cancer chemoprevention. International journal of nanomedicine, 2015. 10: p. 475.

[20]       Heber, D., R.N. Schulman, and N.P. Seeram, Pomegranates: ancient roots to modern medicine. 2006: CRC press.

[21]       Benzie, I.F. and S. Wachtel-Galor, Herbal medicine: biomolecular and clinical aspects. 2011.

[22]       Gil, M.I., et al., Antioxidant activity of pomegranate juice and its relationship with phenolic composition and processing. Journal of Agricultural and Food chemistry, 2000. 48(10): p. 4581-4589.

[23]       Seeram, N., et al., Rapid large scale purification of ellagitannins from pomegranate husk, a by-product of the commercial juice industry. Separation and purification technology, 2005. 41(1): p. 49-55.

[24]       Larrosa, M., et al., Ellagitannins, ellagic acid and vascular health. Molecular aspects of medicine, 2010. 31(6): p. 513-539.

[25]       Mohseni, M.S., et al., Green synthesis of Ag nanoparticles from pomegranate seeds extract and synthesis of Ag-Starch nanocomposite and characterization of mechanical properties of the films. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2020. 25: p. 101569.

[26]       Ibraheem, D.R., et al., Ciprofloxacin-Loaded Silver Nanoparticles as Potent Nano-Antibiotics against Resistant Pathogenic Bacteria. Nanomaterials, 2022. 12(16): p. 2808.

[27]       Ganjouzadeh, F., S. Khorrami, and S. Gharbi, Controlled cytotoxicity of Ag-GO nanocomposite biosynthesized using black peel pomegranate extract against MCF-7 cell line. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2022. 71: p. 103340.

[28]       Amjad, A., A. Anjang Ab Rahman, and M.S.Z. Abidin, Effect of nanofillers on mechanical and water absorption properties of alkaline treated jute fiber reinforced epoxy bio nanocomposites. Journal of Natural Fibers, 2022: p. 1-17.

[29]       Zafar, N., et al., Moringa concanensis-Mediated Synthesis and Characterizations of Ciprofloxacin Encapsulated into Ag/TiO2/Fe2O3/CS Nanocomposite: A Therapeutic Solution against Multidrug Resistant E. coli Strains of Livestock Infectious Diseases. Pharmaceutics, 2022. 14(8): p. 1719.

[30]       Asadi, S., et al., Ciprofloxacin-Loaded Titanium Nanotubes Coated with Chitosan: A Promising Formulation with Sustained Release and Enhanced Antibacterial Properties. Pharmaceutics, 2022. 14(7): p. 1359.

[31]       Badinezhad, M., M. Soleimani, and S. Jafari, Stimuli responsive nano-composite co-delivery of Doxorubicin and ciprofloxacin using HPLC-UV combined spectroscopy methods. Materials Today Communications, 2022. 30: p. 103128.

[32]       Rami, M.R., et al., Synthesis of magnetic bio-nanocomposites for drug release and adsorption applications. South African Journal of Chemical Engineering, 2022. 42: p. 115-126.

[33]       Shariatinia, Z. and M. Ziba, Smart pH-responsive drug release systems based on functionalized chitosan nanocomposite hydrogels. Surfaces and Interfaces, 2022. 29: p. 101739.

[34]       Amjad, A., et al., Effect of nanofillers on mechanical and water absorption properties of alkaline treated flax/PLA fibre reinforced epoxy hybrid nanocomposites. Advanced composite materials, 2022. 31(4): p. 351-369.

[35]       Beygi, M., et al., Mechanical and Thermal Expansion Properties of Wood-PVC/LDPE Nanocomposite. Fibers and Polymers, 2022: p. 1-8.

[36]       Slowing, I.I., et al., Mesoporous silica nanoparticles as controlled release drug delivery and gene transfection carriers. Advanced drug delivery reviews, 2008. 60(11): p. 1278-1288.

[37]       Khan, Y.A., et al., Chitosan-alginate hydrogels for simultaneous and sustained releases of ciprofloxacin, amoxicillin and vancomycin for combination therapy. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2021. 61: p. 102126.

[38]       Orsu, P. and S. Matta, Fabrication and characterization of carboxymethyl guar gum nanocomposite for application of wound healing. International Journal of Biological Macromolecules, 2020. 164: p. 2267-2276.

[39]       Zafar, N., et al., Synthesis and characterization of potent and safe ciprofloxacin-loaded Ag/TiO2/CS nanohybrid against mastitis causing E. coli. Crystals, 2021. 11(3): p. 319.

[40]       Singh, J., S. Kumar, and A.S. Dhaliwal, Controlled release of amoxicillin and antioxidant potential of gold nanoparticles-xanthan gum/poly (Acrylic acid) biodegradable nanocomposite. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 2020. 55: p. 101384.