رهايش كنترل شده‌ي ايكارين از هيدروژل طبيعي كيتوزان-آلژينات به منظور درمان ضايعه‌هاي استخواني در مهندسي بافت استخوان

controlled release of Icariin from natural chitosan-alginate hydrogel for bone defects repair in bone tissue engineering

از آن‌جا كه ترميم طبيعي بافت استخوان پس از ايجاد ضايعه، يك فرايند مرحله‌اي و منظم است، ساخت يك سامانه‌ي چندمنظوره با قابليت رهايش كنترل‌شده‌ي داروهاي القاكننده‌ي ترميم استخوان با قوام مكانيكي موثر، گام بزرگي در درمان ضايعه‌هاي استخواني مي‌باشد. ايكارين، ماده موثره‌ي گياه هربا اپيمدي، يكي از داروهاي گياهي پركاربرد چيني، به‌عنوان يك داروي القاگر استخوان‌سازي شناخته شده است. در اين پژوهش داروي ايكارين درون هيدروژل طبيعي كيتوزان-آلژينات به‌عنوان يك هيدروژل محرك استخوان‌سازي بارگذاري شد. همچنين به منظور كاهش رهايش انفجاري اوليه در محل ضايعه و رهايش آهسته‌تر ايكارين از سايكلودكسترين‌ها به‌عنوان مولكول‌هاي دوگانه‌دوست با قابليت تشكيل كمپلكس‌درون‌جاي استفاده شد. نتايج برون‌تني نشان داد به‌دليل خاصيت جذب آب بالا در هيدروژل كيتوزان-آلژينات، تورم قابل ملاحظه‌اي مشاهده مي‌شود كه رهايش اوليه‌ي ناگهاني دارو از هيدروژل ناشي از اين پديده تورم، سريع و زياد بوده است. در حالي كه رهايش كمپلكس درون‌جاي ايكارين-بتاسايكلودكسترين از هيدروژل به مراتب آهسته تر از رهايش ايكارين آزاد از هيدروژل است و همچنين در حضور بتاسايكلودكسترين رهايش انفجاري سامانه به نصف كاهش پيدا كرد. با توجه به رهايش طولاني‌مدت ايكارين در حضور بتاسايكلودكسترين از هيدروژل و نزديك شدن به ترميم طبيعي استخوان، اين سامانه مي‌تواند يك سامانه مفيد در درمان ضايعه‌هاي استخواني باشد.

After bone injury, normal bone remodeling is a gradual and orderly process, the construction of a multistage system with controlled release of bone repair induction agents with effective mechanical stability is a major challenges in the treatment of bone defects. Icarin, as an effective component of herba epimedii, is one of the most widely used herbal medicines known as bone induction drugs. In this study, icarin was loaded into the natural chitosan-alginate hydrogel as a osteogenic stimulator hydrogel. Also, in order to reduce the initial burst release at the site of the defect and the slower release of icarin, the β-cyclodextrin was used as amphiphilic molecule capable of inclusion complex formation. In Vitro results showed that due to the high water absorption in chitosan-alginate hydrogel, considerable swelling was observed that the initial release of the drug from the hydrogel caused by this swelling phenomenon was rapid and high. While the release of the icariin-β-cyclodextrin inclusion complex from hydrogel is much slower than the release of free icariin from hydrogel, it also reduced the burst release of the system in the presence of β-cyclodextrin. Regarding its long-term release of Icarin in the presence of β-cyclodextrin from Hydrogel and its close to natural bone regeneration, this system can be a useful system for the treatment of bone defects.