تهيه و بهينه سازي نانوذرات نشان دار كيتوسان و بررسي رهايش آن ها از سامانه تراپوستي

Preparation and Optimization of Labeled Chitosan Nanoparticles and Evaluation of their Release from Transdermal Drug Delivery System

نانوذرات پليمري زيست سازگار كاربردهاي گسترده اي در مهندسي زيست پزشكي دارند. در پژوهش حاضر، نانوذرات كيتوسان به روش ژل شدن يوني با درنظرگرفتن دو عامل موثر نحوه افزودن محلول تري پلي فسفات ) TPP ( به كيتوسان و اعمال شوك گرمايي تهيه شدند. با درنظرگرفتن دو متغير غلظت كيتوسان و غلظت TPP ، متوسط اندازه نانوذرات و مقدار بازده تهيه آنها با استفاده از روش پاسخ سطح و طرح مركب مركزي بهينه سازي شد. بازده غلظت دو محلول كيتوسان و TPP براي بهينه سازي در پنج سطح، براساس مطالعات پيشين و پيش آزمون هاي انجام شده به ترتيب بين 0/5 mg/L تا 2/5 mg/L و 0/25 mg/L تا 1/25 mg/L معين شد. نانوذرات به دست آمده در شرايط بهينه، با غلظت كيتوسان و TPP به ترتيب 25 / 1 و 0/6 mg/L ، داراي متوسط اندازه عددي 54 nm و بازده تهيه % 62 بودند. از نظر شك لشناسي، نانوذرات در شرايط بهينه كروي بودند و بار سطحي آنها نيز 31 mV بود. براي بررسي احتمال خروج نانوذرات كيتوسان از چسب آكريلي مصرفي در سامانه هاي تراپوستي، نانوذرات نشان دار كيتوسان با استفاده از واكنش ميان گروه ايزوتيوسيانات در مولكول فلويورسين ايزوتيوسيانات ) FITC ( و گروه آمين نوع اول در كيتوسان تهيه شدند. تشكيل پيوند با دستگاه FTIR تاييد شد. متوسط اندازه عددي نانوذرات نشان دار كيتوسان 70 nm به دست آمد. در نهايت نشان داده شد، نانوذرات كيتوسان، بدون روش هاي افزايش نفوذ، قابليت خروج از چسب آكريلي ندارند.

Biocompatible nanoparticles are widely used in biomedical engineering. In this study, chitosan nanoparticles were prepared using ionic gelation method in view of two determining factors namely method of adding chitosan into the tripolyphosphate (TPP) solution and thermal shock application. With regard to the concentration of chitosan and TPP solutions as two variables, the mean particle size of chitosan nanoparticles and their preparation yield were optimized using response surface method. According to previous studies and some preliminary experiments, the chitosan and TPP solution concentration ranges were determined to be 0.5-2.5 mg/mL and 0.25-1.25 mg/mL, respectively. The optimum values of 1.25 mg/mL and 0.6 mg/mL were obtained for chitosan and TPP solution concentrations in the order given. The optimized response value for the chitosan nanoparticles size was found to be 54 nm and preparation yield was 62%. The zeta potential of resulting spherical nanoparticles was around 31 mV. Chitosan-fluorescein isothiocyanate (FITC) polymer was prepared based on the reaction between isothiocyanate functional group of FITC and primary amine functional group of chitosan. FTIR analysis was performed to demonstrate the presence of new bond formation. Labeled chitosan nanoparticles were prepared in the optimized condition using chitosan-FITC polymer. The release behavior of the labeled chitosan nanoparticles from transdermal patches was evaluated. The mean size of chitosan-FITC nanoparticles was determined to be 70 nm. Finally, it was shown that the chitosan nanoparticles were not able to release from acrylic adhesive film without using a method to speed up their diffusion.