ساخت و مشخصه‌يابي دو سامانه پيوسته رهايش نانو و ميكروذره‌اي به‌منظور رهايش كنترل‌شده داروي آتورواستاتين براي كاربرد در مهندسي بافت استخوان

Synthesis and Characterization of Two Sustained Release Systems of Micro- and Nano-sized Particles for Controlled Release of Atorvastatin for Bone Tissue Engineering Applications

اهداف: استفاده از داروها در القاي استخوان‌زايي به‌همراه داربست‌هاي مهندسي بافت، به‌عنوان رويكردي نوين در ترميم استخوان آسيب‌ديده بسيار مورد توجه است. اخيراً در ميان انواع داروهاي حوزه ترميم استخوان، استاتين‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اين پژوهش، به‌منظور دست‌يابي به رهايش كنترل‌شده براي داروي آتورواستاتين، دو سامانه پيوسته‌ رهايش شامل نانونيوزوم‌ها و ميكروكرات ژلاتين ساخته و مقايسه شدند. مواد و روش‌ها: نانونيوزوم‌ها به روش هيدراسيون فيلم نازك و ميكروكرات ژلاتين با روش تشكيل امولسيون سنتز شدند. يافته‌ها: مورفولوژي، اندازه و توزيع ابعاد، بازدهي تهيه حامل‌ها، بازده و درصد بارگذاري دارو و درنهايت پروفيل رهايش دارو از آنها در طول يك هفته ارزيابي شد. نتايج حاكي از تشكيل نيوزوم‌هاي نسبتاً كروي با ميانگين ابعاد 653/52نانومتر و بازده بارگذاري 81/34% و تشكيل ميكروكرات ژلاتين با ميانگين ابعاد 37/5ميكرومتر و بازده بارگذاري 78/93% بود. نتيجه‌گيري: پروفيل رهايش دارو از حامل‌ها نشان داد كه سامانه ژلاتيني رهايش انفجاري كمتري نسبت به نيوزوم دارد و نيوزم‌ها از پايان روز اول رهايش آهسته‌تري نسبت به ژلاتين فراهم نموده است. اگرچه انتخاب يكي از دو سامانه به‌عنوان سامانه بهينه، نيازمند مطالعات سلولي روي آنها بوده و انتخاب بر مبناي پروفيل رهايش متناسب با شدت آسيب و سرعت ترميم است.

Aims Using osteoinductive agents in combination with tissue engineering scaffolds is considered as a new approach to bone repair. Recently, statins have attracted great attention among a variety of drugs used in bone repair. In order to achieve a sustained release of Atorvastatin from bone scaffolds, two systems, including nanoniosomes and gelatin microspheres, were synthesized and compared. Materials and Methods Nanoniosomes and gelatin microspheres were prepared by thin-film hydration and single emulsion technique, respectively. Findings The prepared systems were characterized for morphology, size, carriers’ preparation efficiency, encapsulation efficiency, and drug loading. Also, release profiles of them were evaluated over a period of one week. The results indicated the formation of relatively spherical niosomes with the diameter of about 653.52nm and encapsulation efficiency of 81.34%, and formation of gelatin microspheres with the diameter of about 37.5μm and the encapsulation efficiency of 78.93%. Conclusion The results showed that gelatin microspheres had a lower burst release than niosomes, and niosomes had more sustained release than gelatin microspheres after 24hr to 1 week. Albeit, selection of the optimal system requires cellular studies and also the selection must occur according to the severity of the damage and the rate of repair.