بخشی از مقاله
چکیده
سوختگی نوعی آسیب به گوشت یا پوست است که از جمله عوامل معلولیت و مرگومیر در دنیاست. سوختگی در اثر انفجار، مایعات داغ، سرما و موادشیمیایی حاصل میگردد که بر اثر شدت آن اثرات متفاوتی روی پوست دارد. امروزه ساختارهای نانولیفی به دلیل دارا بودن خواصی از قبیل بالابودن نسبت سطح به حجم و تخلخل بالا کاربرد ویژهای در درمان سوختگی پیدا کردهاند. در این تحقیق بستر نانولیفی پلیوینیلپایرولیدون/ ژلاتین با استفاده از روش الکتروریسی تولید شد. خصوصیات فیزیکی و مکانیکی این ساختار نانولیفی با انجام آزمایشهایی ازقبیل میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM، طیفسنجی مادون قرمز - - FTIR و استحکام کششی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. از سیلورسولفادیازین به عنوان داروی آنتیباکتریال در طی فرایند الکتروریسی در ساختارنانولیفی استفاده شد. نتایج آزمایش آنتی باکتریال حاکی از آن بود که این ساختار در برابر باکتری گرم منفی - - Escherichia coli و باکتری گرم مثبت - - Staphylococcus aureus خواص ضدباکتری خوبی از خود نشان میدهد. شایان ذکر است که این بستر در تست رهایش دارو، رهایش کوتاه مدت دارد.
کلید واژه- الکتروریسی،پلیوینیلپایرولیدون، ژلاتین، سوختگی، سیلورسولفادیازین
مقدمه
سوختگی بر اثر عوامل متعددی از جمله سرما، مواد شیمیایی، امواج رادیواکتیو و مایعات داغ حاصل میگردد که عمق آن وابسته به دما، ضخامت پوست و مدت زمان اثرگذاری است. با توجه به عمق آسیب، سوختگی را میتوان به سه دسته درجه یک، دو و سه تقسیم بندی کرد. امروزه نانو تکنولوژی کاربرد وسیعی در زمینههای مختلفی اعم از مهندسی بافت، پوشش زخم، فیلتراسیون، حسگرهای پیشرفته و رهایش دارو دارد.[1] پمادهای آنتیبیوتیک همراه با پوششزخم مناسب از جمله بهترین روش برای درمان سوختگی محسوب میشوند. نیترات نقره، مافناید استات، جنتامایسین، سیلورسولفادیازین و بتادین جزو مواد آنتیبیوتیک هستند.
برای استفاده از پوشش زخم خصوصیات مکانیکی مناسب، توانایی بالا در جذب مواد ترشح شده و مکانیزم نگهداری رطوبت حائز اهمیت است. امروزه ساختارهای نانولیفی به عنوان پوشش زخم برای کاربرد رهایش دارو توجه محققین را به خود جلب نموده اند. الکتروریسی محلولهای پلیمری حاوی دارو یک روش مطلوب برای تولید پوشش زخم است. بدین منظور وی شاو و همکارانش از سلولز و سدیم آلجینات حاوی سیلورسولفادیازین برای کاربرد پوشش زخم استفاده کردند.[2]ژلاتین یک پلیمر زیست سازگار، زیست تخریب پذیر و آبدوست است که به دلیل داشتن خواصی از قبیل آنتی ژن برای ترمیم پوست استفاده میشود.
اما به دلیل پایین بودن خواص مکانیکی و پایداری حرارتی این پلیمر لازم است که با پلیمر مصنوعی ترکیب شود.[3-4] در این تحقیق از پلی وینیل پایرولیدون به دلیل دارا بودن خواصی از قبیل زیستسازگاری، زیست تخریب-پذیری و خواص مکانیکی مطلوب مورد استفاده قرار گرفت و نمونههای پلی وینیل پایرولیدون/ ژلاتین الکتروریسی شدند. به علاوه سیلورسولفادیازین به عنوان داروی آنتیباکتریال در ساختارنانولیفی به کارگرفته شد. سپس مورفولوژی، خواص مکانیکی، خواص آنتی باکتریال و رهایش داروی لایه نانولیفی حاوی دارو مورد مطالعه قرار گرفت.
تجربیات
الکتروریسی PVP/Gel و تهیه نانوالیاف
پلیمرهای پلیوینیل پایرولیدون و ژلاتین با وزن ملکولی 360000 و 50000 دالتون از شرکت Sigma-Aldrich تهیه شدند. همچنین اسید استیک از شرکت Merck و سیلورسولفادیازین از شرکت دارویی عماد درمان پارس خریداری شدند. محلولهای پلیوینیل پایرولیدون/ ژلاتین با غلظت 9 درصد وزنی/ حجمی با ترکیب درصدهای متفاوت 0/100، 10/90، 20/80، 30/70 و 40/60 تهیه گردیدند. به منظور تهیه نمونه حاوی دارو، ساختار نانولیفی بهینه از لحاظ خواص مکانیکی مطلوب، قطرکم و تخلخل بالا انتخاب شده و سپس سیلورسولفادیازین با سه درصد متفاوت - 0/1، 0/2 و - 0/3 نسبت به وزن پلیمر به محلول پلیمری جهت انجام فرایند الکتروریسی اضافه گردید. لازم به ذکر است که سیلورسولفادیازین به مدت 90 دقیقه با استفاده از دستگاه اواتراسونیک حمامی 40kHz دیسپرس شد. ولتاژ اعمالی 10/5 kV، نرخ تغذیه 0/58 ml/h و فاصله ریسندگی 16 cm بود.
اندازه گیری ها
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با استفاده از دستگاه - SEM, HITACHI S -4160 - تهیه شد. به منظور اندازهگیری قطر و تخلخل ساختارهای نانولیفی نرم افزار ImageJ مورد استفاده قرار گرفت. طیف مادون قرمز تمامی نمونهها - پلیمرها، دارو و ترکیب دارو با پلیمر - در محدوده - - 500-4000Cm-1 با دستگاه اسپکتروفتومتر - BOMEM-MB100 - اندازه گیری شد . همچنین استحکام کششی ساختارهای نانولیفی به ابعاد 20×5 میلیمتر با وزنه 20 نیوتن و سرعت 10 میلیمتر بر دقیقه با استفاده از دستگاه ZWICK 1432 اندازه گیری شدند. خواص آنتی باکتریال نمونهها در برابر باکتری گرم منفی - - E. coli ATCC 35218 و باکتری گرم مثبت - S. aureus ATCC 29213 - با استفاده از روش انتشار دیسک مورد بررسی قرار گرفت.
نمونههای حاوی دارو و همچنین نمونه پلیوینیل پایرولیدون/ ژلاتین به عنوان نمونه شاهد به شکل دایره و با قطر یک سانتی متر بر روی محیط موردنظر قرار گرفتند. تمامی نمونه ها به مدت 24 ساعت در داخل انکوباتور با دمای 37 درجه سانتی گراد نگهداری شده و سپس قطر هاله عدم رشد اندازهگیری شد. به منظور تعیین پروفایل رهایش ساختارهای نانولیفی حاوی دارو نیز نمونههای دایرهای شکل به قطر 13 و ضخامت 1 میلیمتر در ظرفهای حاوی 10 میلیلیتر محلول فسفات بافر سالین - - pH=7/4 قرار داده شدند. رهایش دارو با استفاده از دستگاه اسپکتوروفتومتر - - Shimadzu, UV mini 1240 اندازهگیری شد.
شکل 1 نشاندهنده منحنی کالیبراسیون است که از قانون بیرلامبرت برای تعیین معادله خط با هدف محاسبه غلظت داروی آزاد شده در زمانهای مختلف استفاده گردید. غلظتهای 1 ppm، 2/5، 5، 7/5 و 10 از سیلورسولفادیازین در حلال هیدروکلریکاسید به منظور ترسیم منحنی کالیبراسیون استفاده شد و در نهایت پروفایل رهایش دارو در زمانهای مختلف 35، 70، 105، 140، 210، 1380، 1680و1800 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است که ماکزیمم جذب این دارو در طول موج 215 نانومتر است.
بحث و نتایج
میانگین قطر و تخلخل نمونه ها به همراه نتایج آزمایش خواص مکانیکی در جدول شماره 2 ارائه شده است. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونهها در شکل 2 قابل مشاهد است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دادهاست که با افزایش درصد پلیمر طبیعی در نمونهها قطر کاهش و تخلخل افزایش پیدا کردهاست. ژلاتین به عنوان یک پلیمر طبیعی دانسیته بار بالایی دارد. وقتی بار حمل شده توسط فیبرها بیشتر باشد در میدان الکتریکی بیشتر کشیده شده و باریک میشود. این فرضیه توضیح میدهد که چرا با افزایش درصد ژلاتین میانگین قطر الیاف کاهش مییابد. در بین نمونه ها نمونه 4 به عنوان نمونه بهینه انتخاب گردید. از میان سه درصد داروی ذکر شده، 0/1درصد دارو بهترین شرایط را برای الکتروریسی داشت که تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی این نمونه درشکل2 - نمونه - 6 قابل مشاهده است.
همچنین نتایج آزمایش مکانیکی نشان داد که با افزایش درصد ژلاتین نیرو تاحد پارگی کاهش یافته است زیرا ژلاتین به عنوان یک پلیمر طبیعی ذاتا پلیمر ضعیفی است و سبب کاهش نیروی لازم برای پارگی میشود. همچنین ماکزیمم نیرو و مدول الاستیسیته نمونه حاوی دارو به ترتیب 16/48 cN و 22/58 MPa به دست آمد که نشان دهنده عدم تاثیر گذاری دارو بر روی خواص مکانیکی نمونه نانولیفی می باشدطیف مادون قرمز پلیمر پلیوینیلپایرولیدون، ژلاتین، پلیوینیل پایرولیدون/ژلاتین و همچنین پلیوینیل پایرولیدون/ژلاتین/سیلورسولفادیازین در شکل 3 نشان داده شده است. عدد موجی مربوط به گروههای عاملی منحصر به فرد در جدول3 ارائه شده است.[5-6-7] با توجه به نمودارها میتوان اظهار کرد که این دوپلیمر هیچ برهمکنش خاصی با یکدیگر نداشتهاند. با توجه به حضور گروههای عاملی مربوط به دارو در ترکیب دو پلیمر میتوان نتیجه گرفت که دارو در این ترکیب حضور دارد و برهمکنشی میان دارو و پلیمر وجود نداشته است.
