توصيفگر ها :
ذرات سيليكاي متخلخل , دارو رساني , نانوذرات سيليكا , مزو متخلخل , دوپنت , مواد زيستي , كيتوسان , پوششدهي الكتروفورتيك
چكيده فارسي :
چكيده
در اين پژوهش، ذرات سيليكاي متخلخل دوپشده با مس بهمنظور كنترل آزادسازي دارو سنتز شده و به كمك پليمر زيستسازگار كيتوسان بهصورت پوششهايي بر سطح فولاد ضدزنگ اعمال گرديد. پوششدهي به روش الكتروفروتيك انجام شد و نمونهها با نسبتهاي مختلفي از پودر سيليكا-مس (0، 0٫2، 0٫3، 0٫4 و 0٫5 گرم) و مقدار ثابت 0٫3 گرم كيتوسان تهيه گرديدند. در اين مطالعه، بهمنظور بررسي تأثير مقدار نانوذرات سيليكا-مس بر خواص زيستي و دارورساني، مقدار كيتوسان بهعنوان فاز زمينه پليمري ثابت در نظر گرفته شد تا تغييرات مشاهدهشده تنها بهواسطهي نانوذرات بررسي و مقايسه گردد. مقادير انتخابشده بر اساس مطالعات پيشين روي تركيبات مشابه و همچنين توانايي تعليقپذيري و پايداري در محلول الكتروفروتيك تنظيم شدند؛ بهگونهاي كه از يكسو تجمع نانوذرات در پوشش ايجاد نشود و از سوي ديگر، تغييرات محسوس در عملكرد پوششها قابلبررسي باشد. هدف از اين تحقيق بررسي تأثير مقدار نانوذرات سيليكا-مس بر خواص زيستي و عملكرد رهايش دارويي پوششها بوده است. براي ارزيابي ساختار سطحي و تركيب عنصري، از آزمونهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي ميدان گسيلي (FE-SEM) و طيفسنجي انرژيپاشي (EDS) استفاده شد. نتايج حاصل از تصاوير FE-SEM نشان داد كه با افزايش مقدار سيليكا-مس، مورفولوژي سطح پوششها متخلخلتر و ناهمگنتر شده و ساختارهاي رسوبي بيشتري در شرايط غوطهوري در محلول شبيهسازيشده بدن (SBF) مشاهده گرديد. همچنين تحليلهاي EDS حاكي از افزايش شدت عناصر كلسيم و فسفر در نمونههاي داراي سيليكا-مس بود كه نشاندهنده زيستفعالي بالاتر اين پوششهاست. در مقابل، در محلول PBS، نمونههاي حاوي سيليكا-مس كاهش پايداري بيشتري از خود نشان دادند كه در قالب افزايش تخريب سطحي و كاهش پيكهاي عنصري مؤيد اين مسئله بود. آزمايش بارگذاري و رهايش دارو در محيطهاي PBS و SBF نيز نشان داد كه تمامي نمونهها داراي رهايش دو مرحلهاي شامل رهايش اوليه سريع و سپس رهايش آهسته بودند. نمونههاي حاوي نانوذرات سيليكا-مس، بهويژه نمونه با مقدار 0٫3 گرم، بيشترين ظرفيت بارگذاري دارو و رهايش آهستهتر و يكنواختتري را نسبت به نمونه فاقد نانوذره از خود نشان دادند. در مجموع، نتايج اين مطالعه نشان داد كه نانوكامپوزيت سيليكا-مس/كيتوسان ميتواند با تنظيم مقدار نانوذرات، خواص زيستتخريبپذيري، زيستفعالي و رفتار رهايش دارو را به صورت هدفمندي كنترل كند و در كاربردهاي دارورساني و مهندسي بافت، بهويژه در توليد پوششهاي زيستفعال و قابل تخريب، گزينهاي مناسب تلقي شود
چكيده انگليسي :
Abstract
In this study, copper-doped porous silica particles were synthesized for drug release control and applied as coatings on stainless steel surfaces with the help of the biocompatible polymer chitosan. The coating was performed by the electrophoretic method, and samples were prepared with different ratios of silica-copper powder (0, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5 g) and a fixed amount of 0.3 g of chitosan. In this study, in order to investigate the effect of the number of silica-copper nanoparticles on biological properties and drug delivery, the amount of chitosan was considered as a fixed polymer matrix phase so that the changes observed only by nanoparticles could be investigated and compared. The selected values were adjusted based on previous studies on similar compounds, as well as the ability to suspend and stabilize in electrophoretic solution; In such a way that on the one hand, no accumulation of nanoparticles occurs in the coating, and on the other hand, noticeable changes in the performance of the coatings can be examined. This study aimed to investigate the effect of the number of silica-copper nanoparticles on the biological properties and drug release performance of the coatings. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) tests were used to evaluate the surface structure and elemental composition. The results of FE-SEM images showed that with increasing the amount of silica-copper, the surface morphology of the coatings became more porous and heterogeneous, and more sedimentary structures were observed under conditions of immersion in simulated body fluid (SBF). EDS analyses also indicated an increase in the intensity of calcium and phosphorus elements in samples containing silica-copper, which indicates higher bioactivity of these coatings. In contrast, in PBS solution, samples containing silica-copper showed a greater decrease in stability, which was confirmed by increased surface degradation and a decrease in elemental peaks. Drug loading and release experiments in PBS and SBF media also showed that all samples had a two-stage release, including an initial rapid release and then a slow release. Samples containing silica-copper nanoparticles, especially the sample with a dose of 0.3 g, showed the highest drug loading capacity and a slower and more uniform release compared to the sample without nanoparticles. Overall, the results of this study showed that the silica-copper/chitosan nanocomposite can be targeted to control the biodegradability, bioactivity, and drug release behavior by adjusting the number of nanoparticles and can be considered a suitable option in drug delivery and tissue engineering applications, especially in the production of bioactive and degradable coatings.