شماره راهنما :
1834 دكتري
پديد آورنده :
مغني زاده ترشيزي، عباس
عنوان :
سنتز نانوذرات هسته-پوسته فريتي بارگذاري شده با دارو به منظور
درمان ترمبوز
گرايش تحصيلي :
مهندسي پزشكي (بيومواد)
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ف، 151ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فخرالدين اشرفي زاده، ژاله ورشوساز
استاد مشاور :
مهشيد خرازيها
توصيفگر ها :
نانوذرات مغناطيسي , رگ مصنوعي , لخته خون , ميدان مغناطيسي , ترومبكتومي , رهايش دارو , فرايند سايش
استاد داور :
مجيد طباخيان،سعيد شيباني،شيدا لباف
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/09/12
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/17
چكيده فارسي :
ايجاد لخته خون در مويرگ¬ها يكي از دلايل اصلي سكته مغزي و يا قلبي است. بعد از ايجاد ترمبوز وريدي، جدا شدن و حركت لخته بسمت ريه مي¬تواند باعث انسداد ريوي و نهايتاً منجر به مرگ گردد. روش¬هاي رايج كنوني براي جلوگيري از حركت و درمان لخته محدوديتهاي ذاتي دارند. هدف از اين پژوهش، مطالعه و ارزيابي دو روشي غيرتهاجمي جديد جهت ممانعت از حركت لخته و سايش مكانيكي-شيميايي آن با نانوذرات مغناطيسي حامل دارو ميباشد. در اين پژوهش، روش زيست نگهداشت مغناطيسي لخته ابداع و مطالعه شده كه در آن با استفاده از نانوذرات مغناطيسي حامل داروي ترمبوليتيك تحت ميدان مغناطيسي، نه تنها لخته را در جاي خود نگه داشته بلكه باعث حل شدن آن نيز ميشود. تكنيك نانوترمبكتومي مغناطيسي بر مبناي سايش و انحلال لخته با نانوذرات مغناطيسي حامل دارو نيز مطالعه شده است. در اين راستا، نانوذرات هسته-پوسته فريت روي-سيليكا با استفاده از دو روش همرسوبي و استبر سنتز شد و داروي استربتوكيناز در آن بارگذاري شد. براي تجزيه و تحليل تكنيك زيست نگهداشت مغناطيسي لخته در شرايط برون تني، مدار هيدروليكي مشابه با شرايط رگ ونكاوا طراحي و ساخته شد تا تأثير پارامترهاي مهم اين فرايند شامل ميدان مغناطيسي (1/0، 2/0 و 3/0 تسلا)، دوز نانوذرات (01/0، 05/0 و 1/0 گرم)، فشار سيال (80،120 و 180 ميلي¬متر جيوه) و دبي سرعت جريان سيال (5/2، 5 و 5/7 ليتر بر دقيقه ) در نگهداشت مغناطيسي اندازههاي مختلف لخته بررسي گردد. نتايج نشان ميدهد كه با افزايش پارامترهاي شدت ميدان مغناطيسي و دوز نانوذرات مغناطيسي به حداكثر مقادير آنها، ميتوان 100 درصد لختهها را بي¬حركت و حدود 61 درصد از وزن لختهها را حل كرد؛ نرخ نگهداشت و انحلال لخته بطور مستقيم با شدت ميدان مغناطيسي ارتباط دارد. در حاليكه لختههاي كوچك با اعمال ميدان مغناطيسي 2/0 تسلا نگهداشته ميشوند، براي نگهداشت لختههاي بزرگتر نياز به ميدان مغناطيسي قويتر (3/0 تسلا) ميباشد.بعلاوه، با افزايش شدت ميدان مغناطيسي از كمترين مقدار 1/0 به 3/0 تسلا، راندمان حل شدن لختههاي بزرگ از9/30 به 4/61 درصد افزايش مييابد (در آزمايش ها P-value<0.05 در نظر گرفته شده است). افزايش فشار و دبي جريان تأثير معكوس بر نگهداشت مغناطيسي لختهها دارند. براي پژوهش در مورد سايش لخته با نانوذرات حامل دارو، دستگاه نانو ترمبكتومي مغناطيسي طراحي و ساخته شد. نتايج تصاوير ميكروسي¬تي اسكن، ام آر آي و اندازه¬گيري با امواج فراصوتي فركانس بالا امكان پذير بودن اين فرايند را تأييد ميكنند. اندازه گيري با روش پراكندگي ديناميكي نور نشان دهنده آن است كه اندازه دبري (تراشه) هاي حاصل از فرايند نانوترمبكتومي مغناطيسي در محدوده كمتر از 800 نانومتر است كه خطر ابتلا به آمبولي ديستال را به عنوان نگراني از استفاده از تكنيكهاي فعلي آتروكتومي از بين ميبرد. نتايج نشان ميدهد كه ميدان مغناطيسي 3/0 تسلا بيشترين تأثير را در فرايند نانو ترمبكتومي مغناطيسي دارد، در حالي كه افزايش دوز ذرات نانو مغناطيسي از 10 تا 50 ميلي گرم بر ميلي ليتر سبب افزايش سايش لخته از 42 به 85 درصد مي شود، افزايش بيشتر از 50 ميلي¬گرم بر ميلي ليتر، تأثيري در كاهش ميزان لخته ندارد. همچنين رابطه مستقيمي بين فركانس چرخش ميدان مغناطيسي و ميزان سايش لخته وجود دارد، بطوريكه افزايش فركانس چرخش ميدان مغناطيسي از 10 تا 40 دور بردقيقه، سبب افزايش ميزان سايش لخته از 23 به حدود 90 درصد افزايش پيدا مي كند. تصاوير ميكروسكوپي نيروي اتمي نيز نشان دهنده عدم آسيب به رگ مصنوعي در اين روش است. تكنيكهاي پيشنهادي براي نگهداشت مغناطيسي لخته و نانوترمبكتومي مغناطيسي علاوه بر غيرتهاجمي بودن، قابليت منحصربفردي براي ممانعت از حركت لختهها به سمت اندام حياتي و از بين بردن لخته¬ها فراهم ميآورند و بعلاوه پيش بيني ميشود يك روش ممتاز براي از بين بردن ساير رسوبات در رگ¬ها خواهند بود.
چكيده انگليسي :
Blood clots in the capillaries are one of the main causes of stroke or heart attack. After thrombosis, a blood clot detaching and moving towards the lungs can cause pulmonary obstruction and ultimately lead to death. Current approaches for preventing the movement and dissolving clots have inherent limitations. This research aimed to evaluate two new non-invasive approaches to prevent clot movement and mechanical-chemical abrading of clots by drug-carrying magnetic nanoparticles. In this study, a magnetic immobilizing clot technique was developed. In the presented technique, a clot is immobilizing and dissolving by using magnetic nanoparticles carrying a thrombolytic drug under a magnetic field. The technique of magnetic nano-thrombectomy based on abrading and dissolving of clots by magnetic nanoparticles carrying the drug has also been investigated. With respect to that, zinc ferrite core-shell nanoparticles were synthesized using co-precipitation and stober methods and streptokinase was loaded in it. To analyze the magnetic immobilizing technique of the clot in-vitro conditions, a hydraulic circuit similar to the condition of the ven cava vessel was designed and prototyped to study the effect of significant parameters including magnetic field (0.1, 0.2, and 0.3 Tesla), dose magnetic nanoparticles (0.01, 0.05 and 0.1 mg), fluid pressure (80, 120 and 180 mmHg) and fluid flow rate (2.5, 5 and 7.5 l/min) in different clot sizes. The results show that by increasing the magnetic field strength and the dose of magnetic nanoparticles to their maximum values, 100% of the clots can be immobilized and about 61% of the clot weight can be dissolved. The rate of clot immobilizing and dissolution is directly related to the strength of the magnetic field. While small clots are immobilized by applying a magnetic field of 0.2 T, a stronger magnetic field (0.3 T) is required to immobilized larger clots. In addition, by increasing the magnetic field strength from a minimum of 0.1 to 0.3 T, the dissolution efficiency of large clots increases from 30.9% to 61.4% (P-Value <0.05 is considered in experiments). There is a reverse relationship between clot immobilizing and process parameters including pressure and flow rate. To investigate clot abrading by magnetic nanoparticles carrying a thrombolytic agent, a magnetic nano-thrombectomy device was designed and prototyped. The results of microscopy images, MRI, and high-frequency ultrasound measurements confirm the feasibility of this process. Dynamic light scattering measurements indicate that the size of the debris resulting from the magnetic nano-thrombectomy process is in the nano range (less than 800 nm) that reduces the risk of distal embolism as a concern of current thrombectomy techniques. The results show that the magnetic field of 0.3 T has the greatest effect on the process of magnetic nano-thrombectomy. While increasing the dosage of nanomagnetic particles from 10 to 50 mg/ml increases clot abrading from 42 to 85%, increasing the dosage of nanomagnetic particles to more than 50 mg does not have any effect on abrading the clot. There is also a direct relationship between the rotational frequency of the magnetic field and the amount of clot abrading, so that increasing the frequency of rotation of the magnetic field from 10 to 40 rpm increases the rate of clot abrading from 23 to about 90%. Atomic force microscopic images also do not show any damage to the artificial vessel. The magnetic-clot-immobilizing technique provides a unique technique to prevent clots from moving toward vital organs. In addition, the magnetic-nano-thrombectomy technique has a unique potential in removing other deposits in the arteries.
استاد راهنما :
فخرالدين اشرفي زاده، ژاله ورشوساز
استاد مشاور :
مهشيد خرازيها
استاد داور :
مجيد طباخيان،سعيد شيباني،شيدا لباف