دانلود پایان نامه ارشد : مدل‌سازی رهایش دارو از یک سیستم پلیمری دوفازی زیست تخریب پذیر

دانشگاه یزد

دانشکده فنی و مهندسی

گروه مهندسی شیمی و پلیمر

پایان نامه

برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

مهندسی پلیمر- صنایع پلیمر

مدل‌سازی رهایش دارو از یک سیستم پلیمری دوفازی  زیست تخریب پذیر

استاد راهنما:

 دکتر محمد جواد صراف شیرازی

استاد مشاور:

 دکتر علی هدایتی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده 

با پیشرفت دانش‌ها و علوم مختلف، مرزهای دانش به‌هم رسیده و در برخی از زمینه‌ها ما شاهد آمیختگی علوم مختلف هستیم. یکی از زمینه‌های مهم و بسیار کاربردی و گسترده            ” مهندسی سیستم‌های رهایش دارو” است که مرز مشترکی با بسیاری از علوم ازجمله: داروسازی، بیولوژی، بافت شناسی، آنالیز ریاضی، مهندسی پلیمر، مهندسی بیومتریال و … دارد. این زمینه یکی از جوان‌ترین موضوعات مطرح در علوم روز دنیا است و امروز سهم عمده از تحقیقات مهندسان را به خود اختصاص داده است. هدف از طراحی این سامانه‌ها کاهش تکرار مصرف، افزایش اثر دارو و کاهش عوارض ناشی از آن است.

در این پایان­نامه به بررسی و مدل‌سازی فرآیند حاصل از رهایش دارو از هموپلیمر(پلی ɛ- کاپرولاکتون)، کوپلیمر( پلیDL لاکتید –کو- گلایکولیداسید) و مخلوطی از این دو پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر پرداخته شده‌است. فرایند درنظر گرفته شده برای این سامانه نفوذ همراه با واکنش شیمیایی است، به این معنی که دارو از راه واکنش شیمیایی اتفاق افتاده درون پلیمر(شامل تخریب پلیمر که اساساً براساس هیدرولیز) آزاد می‌شود و از طریق نفوذ به محیط بیرون رهایش می‌یابد. بنابراین مدل براساس تخریب پلیمر پایه‌گذاری گردیده، معادلات تخریب پلیمر توسط معادلات ممان ساده سازی گردیده و در نهایت معادلات حاکم همراه با شرایط مرزی و اولیه به روش تفاضل محدود- ضمنی حل عددی گردیده است. این مدل قادر است میزان رهایش دارو را در مکان و زمان مشخص پیش‌بینی نماید. جهت تعیین میزان دقت مدل پیشنهادی از نتایج تجربی موجود در مقالات برای داروی پاکلیتاکسل استفاده گردیده است. که باتوجه به نتایج حاصل از مدل و مقایسه با مقادیر تجربی، میزان دقت بالای مدل ارائه شده تأیید می‌گردد.

کلمات کلیدی: رهایش دارو، دوفازی، پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر، مدل‌سازی، نفوذ، واکنش شیمیایی

فهرست مطالب

عنوان                        صفحه

          فصل اول: مقدمه و کلیات… 1

          مقدمه. 3

1-1   سامانه‌های آزادسازی کنترل شده دارو 3

1-1-1     تفاوت بین سیستم‌های نوین وسنتی.. 4

1-2   مکانیسم رهایی.. 5

1-3   فرآیندهای ارتقاء دهنده یا مانع شونده از رهایش…. 7

1-4   پلیمر در داروسازی  8

1-4-1     پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر. 9

1-5   تخریب پلیمر  9

1-6   فرسایش پلیمر. 10

1-6-1     فرسایش سطحی و حجمی.. 12

1-6-2     طبقه بندی پلیمرهای زیست فرسایش پذیر سنتزی.. 13

1-6-2-1     پلی استرها 13

1-6-2-1     پلی ارتواسترها 14

1-6-2-3     پلی انیدریدها 14

1-6-2-4     دیگر پلیمرهای زیست فرسایش پذیر. 14

1-7   هدف از پژوهش…. 15

1-8   ساختار کلی پایان­نامه. 16

          فصل دوم: پیشینه تحقیق… 17

2-1   مدل‌سازی ریاضی.. 19

2-2   تئوری‌های واقع بینانه ماشینی نگری.. 19

2-2-1     تئوری‌های براساس قانون نفوذ فیک…. 20

2-4-2     تئوری‌های مربوط به تورم پلیمر. 28

2-3   مدل‌های ریاضی تجربی و نیمه تجربی.. 29

2-3-1     معادلات Peppas 29

2-3-2     مدل Hopfenberg. 30

2-4-1     مدل Cooney. 30

2-3-4     شبکه‌های عصبی مصنوعی.. 31

2-4   روش‌های مدل‌سازی برای فرسایش و تخریب پلیمر. 31

2-4-1     مدل‌های وابسته به پدیده‌شناسی.. 33

2-4-2     مدل‌های احتمالی.. 34

2-4-3     مدل‌های بر اساس نفوذ و واکنش شیمیایی.. 36

2-4-3-1    مدل های بر اساس غیر مونت‌کارلو. 36

2-4-3-2    مدل‌های بر اساس مونت‌کارلو. 41

2-5   پروفیل رهایش…. 42

2-6   عوامل تأثیر گذار بر رهایی.. 43

2-6-1     تأثیر PVP روی الگوی رهایش…. 43

2-6-2     دمای انتقال شیشه‌ای.. 44

2-6-3     osmolarity  محیط کشت رهایی.. 45

2-6-4     PH محیط کشت رهایی.. 45

2-6-5     دمای محیط کشت رهایی.. 46

2-6-5-1     تأثیر دمای نهفتگی روی تخریب ذرات PLGA.. 47

2-6-6     اثر شدید PH روی تخریب پلیمر. 47

2-7   مروری کلی بر تحقیقات گذشتگان.. 48

          فصل سوم: داده‌های تجربی.. 59

3-1   مواد. 61

3-1-1     پلیمر پلی (D,L- لاکتید- کو-گلیکولید) اسید. 61

3-1-1-1    فرایندهای فیزیکی-شیمیایی اتفاق افتاده در DDSs بر پایۀ PLGA.. 62

3-1-2     پلیمر پلی (ε- کاپرولاکتون) 63

3-1-3     داروی پاکلیتاکسل.. 63

3-1-4     محلول بافر فسفات سالین.. 64

3-2   تهیه نمونه‌ها 65

3-3   تعیین میزان رهایش…. 66

3-4   مقادیر تجربی.. 67

          فصل چهارم: مدل پیشنهادی.. 69

4-1   قانون دوم نفوذ فیک همراه با واکنش شیمیایی.. 71

4-1-1     مدل‌سازی تخریب پلیمر. 72

4-1-2     مدل‌سازی رهایش دارو 75

4-2   مدل‌سازی عددی.. 76

4-2-1     معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی.. 77

4-2-1-1    روش تفاضل محدود. 77

4-2-1-2    روش ضمنی.. 77

4-3   روش حل معادلات… 79

4-4   مقادیر موردنیاز جهت مدل‌سازی.. 81

          فصل پنجم: تحلیل و بحث… 83

5-1   فاز خالص PCL.. 85

5-1-1     میزان تخریب پلیمر. 85

5-1-2     میزان رهایش دارو 88

5-1-3     محاسبه‌ی خطا 89

5-2   فاز خالص PLGA.. 90

5-2-1     میزان تخریب پلیمر. 90

5-2-2     میزان رهایش دارو 92

5-2-3     محاسبه‌ی خطا 93

5-3   ترکیب دوفاز به صورت 50/50. 94

5-3-1     میزان رهایش دارو 94

5-3-2     محاسبه‌ی خطا 95

          فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات… 97

6-1   نتایج.. 99

6-2   پیشنهادات… 101

پیوست 1. 103

پیوست2 109

مراجع   111

مقدمه

آنچه از شنیدن نام دارو برای اولین بار به ذهن خطور می‌کند شاید چیزی فراتر از قرص، کپسول و یا آمپول نباشد! در حالیکه دنیای دارو و روش‌های انتقال آن به بدن به همین‌ها خلاصه نمی‌گردد. معمولاً داروها به دو طریق گوارشی(ورود از طریق دهان و جذب به سمت خون در طول لوله گوارشی) وغیر گوارشی( تزریق، قطره‌های چشمی و …) وارد بدن می‌شوند. ورود دارو از این روش‌ها مشکلات و محدودیت‎‌هایی را به دنبال دارد و به همین دلیل محققان در پی راه‌هایی بودند که بتواند مشکلات فوق را تا حد زیادی حل کند. به دنبال این تلاش‌ها سیستم‌های رهایش کنترل شده دارو مطرح شد که دارای مزایای زیادی است. مهمترین این مزایا شامل توانایی حفظ غلظت دارو در حدی نسبتاً ثابت برای مدتی مشخص، قابلیت تنظیم سرعت آزادشدن دارو وابسته به محل دارورسانی، امکان رساندن دارو به یک عضو یا بافت خاص، توانایی رساندن چندین مادۀ دارویی با یک فرمولاسیون، امکان دارورسانی در ابعاد نانومتری و… این سیستم‌ها انقلابی را در زمینه درمان بسیاری از بیماری‌ها ایجاد نموده و درحال پیشرفت روز افزون است ]1[.

1-1.سامانه‌های آزاد سازی کنترل شده دارو(CDDS[1])

سامانه‌های آزاد سازی کنترل شده دارو (CDDS)، ابزار نوین رهایش مواد دارویی در بدن انسان به‌شمار می‌روند و کاربردهای فراوان و متعددی را در زمینه علوم و فناوری داروسازی یافته‌اند. این سامانه‌ها مزایای فراوانی را از جمله ایجاد آثار مثبت سینتیک دارو، کاهش دفعات مصرف دارو، تنظیم سطح نوسانات مقدار دارو در خون، کاهش آثار جانبی، کاهش مقدار تجمع و انباشت دارو در بدن، بهبود و اصلاح زیست‌دسترس‌پذیری برخی از داروها و در نهایت افزایش بازدهی درمان در مقایسه با سامانه‌های متداول دارورسانی موجب می‌شوند[2]. از معایب این سیستم‌ها می‌توان به کاهش امکان انعطاف و تصحیح دز، خطر آزادسازی سریع یا ناگهانی دارو، نقص در تکنولوژی ساخت اشاره نمود]3[.

سیستم‌های نوین دارورسانی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند که شامل:

1. سیستم‌های با رهایش کنترل شده [2] : در این سیستم‌ها سرعت آزادسازی دارو از شکل دارویی، به طرق مختلف تحت کنترل درآمده و بر اساس مکانیسمی از پیش تعیین شده در محدوده زمانی مشخص و با سرعت معین از شکل دارویی آزاد می‌گردد.
2. سیستم‌های دارورسانی هدفمند[3] : در این سیستم‌ها دارو به وسیله روش‌های گوناگون به بافت‌هایی که از نظر فارماکودینامیکی مطلوب هستند منتقل شده و اثر خود را صرفاً و اختصاصاً در آن منطقه اعمال می نمایند]1[.

1-1-1. تفاوت بین سیستم‌های نوین و سنتی

در سیستم دارورسانی و قرص‌های سنتی میزان دارو در خون از پروفایلی همانند شکل 1-1 a) تبعیت می‌کند، به این ترتیب که میزان دارو پس از هربار استعمال بالا می‌رود و سپس تا استعمال بعدی دارو این میزان پایین می‌آید، نکته مهمی که در روش‌های دارورسانی سنتی بدنبال آن بودند، نگه داشتن میزان دارو در خون بین حالت ماکزیمم (که نشان‌دهنده قسمت سمی) و حالت مینیمم (که پایینتر از آن دارو بدون تأثیر می‌باشد) بود.                 

 هدف از طراحی سیستم‌های دارورسانی کنترل شده استعمال دراز مدت دارو می‌باشد. همانطور که از شکل 1-1b) مشخص است در سیستم‌های دارورسانی کنترل شده میزان دارو در خون برای یک دوره طولانی بین حالت مطلوب ماکزیمم و مینیمم بطور ثابت باقی می‌ماند.

                  شکل 1-1 : میزان دارو در خون a) سیستمهای دارورسانی سنتی b) سیستم‌های دارورسانی نوین]1[.

1-2. مکانیسم رهایی

توصیف روشی که مولکول‌های دارو حمل شده یا رها شده‌اند و به عنوان فرایند یا رویدادی است که نرخ رهایی را تعیین می‌کند. در جدول (1-1) لیست مکانیسم‌های رهایی آورده شده است ]4[.

جدول 1-1 : فرایندهای گزارش شده به عنوان مکانیسم‌های رهایی یا فرایندهای نرخ کنترل شده در رهایش دارو]4[.

مثال: انتقال از طریق منافذ پرشده با آب مهم‌ترین روش رهایی برای داروی به‌صورت کپسول درآمده است. که معمولاً یک زیست دارو، مانند پروتئین یا پپتید که بسیار آبدوست برای انتقال از طریق فاز پلیمر عمل می‌کند، عمومی‌ترین روش برای انتقال از طریق منافذ پرشده با آب، نفوذ است. یعنی حرکت‌های تصادفی مولکول‌های مشتق شده، توسط گرادیان پتانسیل شیمیایی که  اغلب توسط گرادیان غلظت (تراکم) می‌تواند تقریب زده شود.

راه دیگر انتقال از طریق منافذ پر شده با آب، از طریق انتقال گرما است که توسط یک نیرو مانند فشار اسمزی مشتق شده است]5[. فشار اسمزی ممکن توسط نفوذ آب ایجاد شود درون یک سیستم متورم نشده، انتقال دارو مشتق شده توسط این نیرو تلمبه زنی اسمزی نامیده می‌شود. انتقال اسمزی تنها به طول بستگی دارد اما نفوذ انتقال یافته به هردو طول و مساحت وابسته است.

تعداد صفحه : ۱۴۵

قیمت : 14700تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***