توصيفگر ها :
سرطان پوست , ميكروسوزن , فتوترمال , بيسموتن , دارورساني
چكيده فارسي :
پوست بزرگترين اندام بدن انسان و مسئول بسياري از عملكردهاي اساسي بدن ميباشد. با گسترش روزافزون فعاليتهاي اقتصادي بشر و صدمه به لايه اوزون سالانه تهداد بيماران مبتلا به سرطان پوست افزايش مييابند. بيشتر ژنها و داروها قابليت عبور از لايه شاخي پوست را نداشته و باعث ميشوند كه درمان تومور به طور كامل و برگشت ناپذير صورت نگيرد. ميكروسوزن بعنوان يك روش با كمترين ميزان تهاجم در نظر گرفته ميشود كه ميتواند به راحتي از لايه شاخي پوست عبور كرده، دارو و ژن را به بافت موردنظر برساند. از طرف ديگر، روشهاي درماني ديگر مانند فتوترمال درماني با ميكروسوزن حاوي دارو يا ژن تركيب شده و اثرات درماني آن را بهبود داده است. در اين مطالعه ميكروسوزنهاي بر پايه پليمر با داروي ضد سرطان دوكسوروربيسين و عامل فتوترمال همچون نانوذرات دوبعدي بيسموت تركيب شده و در درمان تومورهاي سطحي پوست بهكارگرفته ميشوند. نانوذرات دوبعدي بيسموت به دليل سطح بيشتر براي جذب نور، انتخاب مناسبي براي فتوترمال درماني هستند. در اين تحقيق ابتدا بيسموتن توسط روش لايه برداري در فاز مايع سنتز شد. سپس، خواص شيميايي، ساختاري، مورفولوژي و اپيتيكي آن ارزيابي شد. با تابش ليزر با طول موج 808 نانومتر و توان 1/5 وات بر سانتيمتر مربع خواص فتوترمال آن مورد سنجش قرار گرفت. سپس بيسموتن به ميزان يك و دو درصد وزني در ميكروسوزن از جنس تركيب پليمري پليوينيلالكل و كيتوسان با درصد وزني يكسان به همراه داروي دوكسوربيسين بارگذاري شد. خواص آنتي باكتريال، قابليت اتصال به پوست، خواص ضد باكتري و مسير مرگ سلول توسط آزمايشهاي متعددي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه بيسموتن با ضخامت 18 نانومتر و %85/57 وزني بيسموت سنتز شد. خواص اپتيكي حاكي از قابليت جمع آوري نور در محدوده فروسرخ نزديك توسط اين نانوذره ميباشد. همچنين با كاهش ضخامت صفحات شكاف باند افزايش يافت. تغييرات دما بعد از تابش ليزر با طول موج 808 نانومتر به مدت ده دقيقه به بيش از 25 درجه سانتيگراد رسيد كه نشان دهنده بازده مطلوب بيسموتن سنتز شده ميباشد. نانوكامپوزيت حاوي يك درصد وزني بيسموتن قابليت زيست سازگاري و ضد باكتري خوبي از خود نشان داد و تحت ارزيابيهاي بعدي قرار گرفت. بعد از تابش ليزر با طول موج 808 نانومتر به مدت 8 دقيقه دماي آن به 44 درجه سانتيگراد رسيد كه در مقايسه با ميكروسوزن كنترل تغيير دمايي در حدود 10 درجه سانتيگراد داشته است. نتايج فلوسايتومتري حاكي از ميزان %58/5 آپوپتوز در سلولهاي سرطاني بعد از تابش ليزر به ميكروسوزن حاوي يك درصد بيسموتن ميباشد كه با اضافه كردن دارو اين مقدار به %95/5 رسيد. اين مطالعه پتانسيل استفاده از نانوذرات دوبعدي در فتوترمال درماني و ضرورت بهينه سازي آنها در استفادههاي پزشكي را برجسته ميكند.
چكيده انگليسي :
The skin is the largest organ of the human body and is responsible for many essential bodily functions. With the increasing economic activities of humans and the damage to the ozone layer, the number of skin cancer patients is rising annually. Most genes and drugs cannot penetrate the stratum corneum of the skin, which prevents complete and irreversible tumor treatment. Microneedles are considered a minimally invasive method that can easily pass through the stratum corneum and deliver drugs and genes to the target tissue. Additionally, other therapeutic methods, such as photothermal therapy, have been combined with drug- or gene-loaded microneedles to enhance their therapeutic effects. In this study, polymer-based microneedles were combined with the anticancer drug doxorubicin and a photothermal agent, such as two-dimensional bismuth nanoparticles, for the treatment of superficial skin tumors. Two-dimensional bismuth nanoparticles are an ideal choice for photothermal therapy due to their large surface area for light absorption. In this research, bismuthene was first synthesized using liquid-phase exfoliation. Its chemical, structural, morphological, and optical properties were then evaluated. Photothermal properties were assessed by laser irradiation at a wavelength of 808 nm and a power of 1.5 W/cm². Subsequently, bismuthene at concentrations of 1% and 2% by weight was incorporated into microneedles made of a polymer composite of polyvinyl alcohol and chitosan in equal weight percentages, along with doxorubicin. Antibacterial properties, adhesion to the skin, antibacterial efficacy, and cell death pathways were evaluated through various tests. Results showed that bismuthene was synthesized with a thickness of 18 nm and a bismuth content of 85.57% by weight. Optical properties indicated its ability to capture near-infrared light. Additionally, as the thickness of the sheets decreased, the bandgap increased. Temperature changes after 10 minutes of laser irradiation at 808 nm exceeded 25°C, demonstrating the desirable efficiency of the synthesized bismuthene. The nanocomposite containing 1% by weight of bismuthene exhibited good biocompatibility and antibacterial properties and was subjected to further evaluations. After 8 minutes of laser irradiation at 808 nm, its temperature reached 44°C, which represented an approximate 10°C increase compared to control microneedles. Flow cytometry results indicated that apoptosis in cancer cells reached 58.5% following laser irradiation of microneedles containing 1% bismuthene, which increased to 95.5% with the addition of the drug. This study highlights the potential use of two-dimensional nanoparticles in photothermal therapy and the necessity of optimizing their applications in medical treatments.