پاورپوینت مقادیرداروبه روش HPLC

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 2 :

نام درس:سمینارموضوعی روز
موضوع تحقیق:مقادیرداروبه روش HPLC

اسلاید 3 :

شرح کامل دستگاه HPLC

اسلاید 4 :

کروماتوگرافی لغتی یونانی به معنی رنگ نگاری است که ترکیبی از دو واژه “کروما” به معنی رنگ و “گروفین” به معنی نوشتن است. در سال ۱۹۰۳ برای اولین بار از این روش جداسازی مواد رنگی استفاده شد که این کار توسط میخائیلسوئت انجام گرفت. اما امروزه از این روش برای جداسازی مواد بی رنگ چون گازها استفاده میشود یکی از پرکاربردترین روشهای جداسازی مواد در آزمایشگاه کروماتوگرافی است و در مواقعی که جداسازی به روشهای دیگر ناممکن است به راحتی میتوان از این روش استفاده کرد، زیرا اختلافاتهای جزئی موجود در رفتار اجسام باعث تسهیل جداسازی در جریان عبور آنها از یک سیستم کروماتوگرافی میشود.

این روش بسیار ساده و سریع است به طور مثال آزمایشی که ممکن است با استفاده از روش ستون تقطیر چندین روز به طول بینجامد، میتواند به کمک کروماتوگرافی در عرض زمانی بسیار کوتاه انجام گیرد، وسایل مورد لزوم آن نیز ارزان قیمت است. از میان تکنیک های جداسازی، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (high performance liquid chromatography -hplc)، بیشترین رشد و کارایی را داشته است و سالیانه میلیونها دلار صرف خرید و فروش دستگاههای hplc در دنیا می شود. علت این رشد را می توان به حساسیت بالا، تعیین مقدار کمی با صحت بالا، قابلیت آنالیز نمونه های غیرفرار و حساس به دما که با تکنیکgc (کروماتوگرافی گازی) امکانپذیر نیستند، نسبت داد.

اسلاید 5 :

كروماتوگرافی HPLC یكی از تكنیكهای بسیار خوب جداسازی تجزیه ای است زیرا این روش از حساسیت بالا جهت اندازهگیری كمی و شایستگی مناسبی جهت جداسازی گونههای ناپایدار در مقابل گرما میباشد. این نوع كروماتوگرافی دامنه وسیعی در زمینه های مختلف جداسازی از جمله آمینواسیدها، پروتئین ها، و نوكلئیك اسیدها هیدروكربنها، كربوهیدراتها، داروها، ترپنوئیدها ، حشرهكش ها، آنتیبیوتیكها، استروئیدها دارد. در اين روش اجزاي يك مخلوط به دليل متفاوت بودن سرعت حركت آنها به هنگام عبور از يك ماده از هم جدا مي شوند  در همه ي روش هاي كروماتوگرافي دو فاز وجود دارد . يكي از فازها بدون حركت است و فاز ساكن ناميده مي شود و فاز ديگر كه پيوسته جريان دارد و یک حلال است را فاز متحرك می نامند. به علت آن که ، مواد با درجات گوناگون به فازهاي ساکن تمايل دارند، ميتوان از اين خاصيت جهت جداسازي آنها از يکديگر استفاده نمود. زمان مورد نياز براي حرکت هر جزء در فاصله مشخص را ميتوان براي تجزيههاي کيفي به کار برد. همچنين مقدار اندازهگيري شده براي هر جزء جدا شده نيز جهت تجزيه کمي سودمند است.

اجزاء دستگاه HPLC
1-      مخزن حلال2-  پمپ3-  فشارسنج4-  پیش ستون5-  سیستم ورود نمونه  ( تزریق کننده)6-  ستون7-  آشکار ساز(ردیاب)8-  ثبات (آنالیزور)9-  مخزن جمع آوری10-  مانیتور11- پرینتر
وظایف اجزاء دستگاهHPLC

 •مخزن نمونه : در این مخزن که جنس آن از پلاستیک یا فلز ضد زنگ است  موادی را که میخواهیم  اجزاء آن را شناسایی کنیم  درون آن می ریزیم . پمپ : این پمپ مواد مجهول را از مخزن به فشارسنج انتقال می دهد که سرعت پمپاژ آن توسط تکنسین دستگاه بسته به نوع مواد مجهول تنظیم می شود حداکثر فشار پمپ در HPLC 60 بار  در دقیقه است .

•فشارسنج :فشار سنج  سرعت ورود مواد به داخل ستون HPLC را نشان می دهد و بسته به نوع مواد  می توان آن را تنظیم کرد .

4 - پیش ستون : به علت گران قیمت بودن ستون های HPLC درون این دستگاه یک سری پیش ستون تعبیه شده است که هنگام ورود نمونه ابتدا مواد از پیش ستون عبور میکنند پیش ستون  لوله ای است که با ماده ای مخصوص پر شده است و عمل برداشت و حذف ترکیبات مزاحمی را انجام می دهد که ممکن است سبب انهدام ستون اصلی شود

اسلاید 6 :

5 –ستون : در HPLC اغلب از ستونهاي پر شده با ذرات ريز فاز ساکن استفاده ميشود. به همين علت سطح بيشتري از فاز ساکن در ستون در معرض اجزاء نمونه قرار ميگيرد و در نتيجه راندمان جداسازي در اين روش بيشتر از ساير روشهاي کروماتوگرافي است جنس ستون فولاد ضد زنگ یا شیشهای كه به طول cm100,50,30,25,15,10 و با قطر 2-6mm پر میشوند. مایع با سرعت جریان مناسب با پمپ وارد سیستم شده تا فشار ورودی افزایش داده شود. فاز متحرك دركل  دارای مخلوطی از حلالهای قطبی نظیر الكل و غیر قطبی نظیر هیدروكربنها است كه باید طوری انتخاب شود كه در آشكارساز مزاحمت ایجاد  نكند.

6- آشکار ساز :در آشکار ساز ردیابی مقادیر نمونه به کمک ثبت پی درپی جذب فرابنفش ،طیف جرمی ، ضریب شکست ،فلئورسانس (فلئورسانس:بازدادن پرتوهای نورانی بی درنگ پس از دریافت انرژی تابشی)

7- ثبات (کروماتوگرام )  : نموداري از پاسخ و هدایت الکتریکی امکان پذیر است  سیستم ناقل  جهت ثبت نتایج شامل سیم متحرکی است که از میان جریان محلول و نمونه حل شده  عبور می نماید  این امر سبب رسوب بر روی سیم می شود .رسوب حاصل تحت فرایند پیرولیز(تجزیه گرمایی)  قرار گرفته و مقدار آن بطور خودکار بر روی صفحه کروماتوگرام ثبت می شود. آشکارساز بر حسب زمان، حجم فاز متحرک يا فاصله است. اطلاعات مفيدي نظير ميزان پيچيدگي نمونه، تعداد اجزاء موجود در نمونه، مشخصات کيفي اجزاي نمونه، درک کمي از درصد گونهها موجود در نمونه و مشخصههاي کارايي ستون، به سادگي از کروماتوگرام قابل حصول هستند.

- مخزن جمع آوری :پس از انجام عملیات آشکار سازی وثبت اطلاعات مواد به صورت جدا از هم و به تفکیک وارد مخازن جمع آوری  می شوند

9 – مانیتور :تمام  دادها ، پردازش ها وخروجی اطلاعات روی صفحه مانیتور قابل مشاهده می باشد

1-  پرینتر : تمام  اطلاعات از جمله نوع ماده ، جنس ماده، مقدار  و زمان آن را بر اساس استانداردی خواص روی کاغذ  کروماتو گرام چاپ می کند . فاز متحرک : از یک یا چند حلال تشکیل شده است ،این حلال باید خالص باشد و اگر برای جدا نمودن مواد، از چند حلال استفاده می کنید  نباید بیش از سه نوع حلال مخلوط ومصرف نمود و باید توجه داشت که میزان مخلوط کردن آنها به میزان عدد100 باشد

اسلاید 7 :

اندازهگيري ميزان ماده موثره دكسترومتورفان در اشكال دارويي موجود در بازار دارويي ايران بهروش HPLC
كنترل كيفي و كمي اشكال دارويي از مباحث مهم در ارتباط با فرمولاسيون و صنعت داروسازي ميباشد. تعيين دقيق مقدار ماده موثره در تركيبات دارويي موجود در بازار دارويي، ميتواند در تعيين طول تاريخ مصرف، كنترل دارو از لحاظ بازدهي بدني و در نهايت تعيين كارايي و اثردهي دارو مفيد باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسي مقدار ماده موثره دكسترومتورفان در اشكال دارويي موجود در بازار دارويي ايران بود. مواد و روش كار: ابتدا اشكال مختلف دارويي دكسترومتورفان با چند شماره سريال متفاوت انتخاب شد. ماده موثره آنها براساس روش استاندارد فارماكوپه (USP) استخراج گرديد و با استفاده از روشHPLC و آشكار ساز فلورسانس اندازهگيري گرديدند.

نتايج: نتايج حاصل از اندازهگيري مقدار دكسترومتورفان در 40 نمونه شكل دارويي دكسترومتورفان بهترتيب؛ قرصها بين 124-104 درصد، قطرهها بين 92-87 درصد، شربتهاي ساده بين 119-91 درصد و شربتهاي تركيبي بين 120-109 درصد مقدار موجود در برچسب هر يك از اين فرآوردهها بودند. بحث و نتيجهگيري: نتايج حاصله از اندازهگيري 40 نمونه شكل دارويي دكسترومتورفان در مقايسه با مقدار ماده موثره مورد ادعاي لابراتوارهاي داروسازي توليد كننده اين فرآوردهها، نتايج قابل قبول و افزون بر برچسب دارويي در مورد اشكال دارويي قرص و شربتها را نشان ميدهد در حالي كه مقدار ماده موثره در قطرههاي خوراكي كمتر از مقادير مورد ادعا است.

اسلاید 8 :

اندازه گیری استامینوفن درپلاسمابه روش HPLC
استامینوفن یک داروی ضددردوضدتب بوده تجویزبیش ازحداین داروممکن است به کبدوگاهی کلیه صدمه بزندوتعیین غلظت آن درپلاسماازاهمیت خاصی برخورداراست.استامینوفن بانام شیمیایی N-استیل پاراامینوفنل ضدالتهابی ویکی ازپرمصرف ترین وکم خطرترین داروهادرجهان است.سمیت استامینوفن از اسپیرین وحتی ازفناستین که قبلادرداروهای تجاری بوده است وازدسته مشتقات پاراامینوفنل بوده است کمتربوده است واین داروبه خوبی برروی بیماران تحمل شده است

تعیین مقداربه روش کروماتوگرافی باکارایی بالا(HPLCمنحنی استاندارددرمحدوده ی غلظتی 5الی 30میکروگرم برمیلی لیتراستامینوفن رسم شده است برای منحنی استانداردضریب همبستگی برابرr*r=.9966شیب خطی برابراست با.0625وعرض ازمبدابرابراست با.0624بدست امد.

اسلاید 10 :

رابطه مقدار ویتامین های A و E خون با پسوریازیس به وسیله دستگاه HPLC
پسوریازیس بیماری مزمن، شایع، التهابی و پرولیفراتیو پوست است که عوامل ژنتیک و محیط در بیماری زایی و هم چنین دوره آن، نقشی اساسی دارند. هدف از این مطالعه تعیین سطوح سرمی ویتامین A و E در بیماران مبتلا به پسوریازیس و مقایسه آن با گروه شاهد بوددر این مطالعه مورد شاهدی ۳۰ بیمار مبتلا به پسوریازیس و ۳۰ فرد فاقد بیماری های پوستی مورد بررسی قرار گرفتند. روش سنجش سطوح ویتامین های A و E با استفاده از HPLC (کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا) بود.

مقادیر P<۰.۰۵ دارای اعتبار آماری در نظر گرفته شد●مشخصات دموگرافیک، شامل سن و جنس، بین گروه شاهد و مورد متناسب شده بود. سطح سرمی ویتامین A در گروه شاهد ۱.۰۹±۰.۲۷ و در گروه پسوریازیس ۱.۰۸±۰.۳۶ بود که بیان گر تفاوت آماری معنی دار بین دو گروه نبود. سطح سرمی ویتامین E در گروه شاهد ۱۵.۵۲±۸.۳۶ و در گروه پسوریازیس ۹.۰۲±۵.۴۱ بود (p=۰.۰۰۱). مقایسه سطوح سرمی ویتامین A و E در بیماران مبتلا به پسوریازیس به تفکیک وسعت درگیری (شامل کمتر از ۲۵ درصد و بین ۲۵-۷۵ درصد درگیری سطح پوست) تفاوت آماری معنی داری نشان نداد● نتیجه گیرینشان می دهد که سطح سرمی ویتامین E مشخصا در بیماران مبتلا به پسوریازیس نسبت به گروه شاهد متناسب شده از نظر سن و جنس کمتر است، اگر چه سطح ویتامین A بین گروه شاهد و مورد تفاوت معنی دار آماری نداشت

اسلاید 11 :

بررسی باقیمانده های آنتی بیوتیکی تتراسایکلین و اکسی تتراسایکلین ‏ در عسل های تولیدی برخی کندوهای عسل استان خوزستان با استفاده ‏ از روش ‏HPLC
تتراسایکلین ها در درمان بیماری لوک آمریکایی و اروپایی در زنبوران عسل به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند.  عدم توجه زنبورداران به توصیه های دامپزشکی در خصوص میزان و زمان مصرف دارو سبب افزایش بیش از حد مجاز باقی مانده ها، در عسل می گردد.  با توجه به عوارض حاصل از این باقی مانده ها، نظیر مقاومت دارویی، ازدیاد حساسیت در مصرف کنندگان و ..، در مطالعه ی حاضر باقی مانده دو داروی تتراسایکلین و اکسی تتراسایکلین در برخی نمونه های عسل مصرفی در خوزستان به روش HPLC بررسی گردید.  تعداد 60 نمونه عسل از زنبورستان های استان خوزستان جمع آوری و مراحل آماده سازی جهت  جستجوی باقی مانده داروهای تتراسایکلین و اکسی تتراسایکلین صورت گرفت.

 بدین منظور 5 گرم عسل را جهت استخراج در 25 میلی لیتر بافر مک ایوان حل کرده و کاملاً هموژن نموده و از صافی عبور داده و پس از کالیبره کردن دستگاه HPLC ، مقدار 20 میکرولیتر از آن به دستگاه تزریق شد.  سپس میزان باقی مانده داروهای مورد مطالعه، در عسل، تعیین شد.  این بررسی نشان داد که 14 (23/33درصد) نمونه ی عسل فاقد هر دو باقی مانده تتراسایکلین و اکسی تتراسایکلین بود حال آن که 31 (51/66درصد)  نمونه دارای هر دو نوع باقی مانده بود.  میانگین و خطای معیار باقی مانده ی دارویی تتراسایکلین و اکسی تتراسایکلین در نمونه ی عسل های حاوی باقی مانده آنتی بیوتیکی به ترتیب 31/38±119/23 و 37/02±167/636 میکروگرم بر کیلوگرم بود و در مجموع 46 (76/67 درصد) نمونه از مجموع 60 نمونه ی عسل مورد بررسی در مطالعه ی حاضر، از نظر باقی مانده آنتی بیوتیکی، مثبت بوده و اختلاف معنی داری با مقدار صفر اعلام شده از سوی اتحادیه ی اروپا، کدکس الیمانتاریوس و نیز سازمان غذا و دارو داشتند (P≤0/05).

اسلاید 12 :

رهايش دارو در رگ ها
پروفايل رهايش دارو با توجه به نوع بيماري و شرايط بيمار يك منحني ويژه است . سامانه رهايش داروي تشكيل شونده در محل، سامانه نويني است كه در آنها، ابتدا دارو با يك حلال و يك پلمير مخلوط ميشود و محلولي بهوجود ميآيد سپس به بافت هدف تزريق ميشود. پس از مدتي حلال از اين سامانه خارج ميشود و تودهاي ژل شكل تشكيل ميشود كه حاوي دارو و پليمر است . با مرور زمان، پليمر تخريب ميشود و دارو رهايش مي يابد. متغيرهايي مانند نوع و غلظت دارو، پليمر و مواد افزودني در اين سامانهها به داروساز كمك ميكند تا دارو را با توجه به نياز بيمار طراحي كند. براي طراحي يك پروفايل رهايش خاص با توجه به وجود متغيرهاي زياد ، انجام آزمايشهاي گسترده جهت دستيابي به پروفايل مطلوب، ضروري است .

انجام اينگونه آزمونها زمان بر و پرهزينه است. لذا مدلسازي رفتار رهايش با توجه به متغيرهاي ورودي سامانه به ارزان و دقيق شدن طراحي يك فرمولاسيون كمك خواهد كرد.در اين مطالعه، با استفاده از دادههاي آزمايشگاهي ، پروفايلهاي رهايش با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي مدلسازي شده و توانمندي مدل در طراحي سامانه رهايش دارو نشان داده شد. ميزان دارويي كه براي بيمار تجويز ميشود وابسته به پارامترهاي گوناگوني نظير جنسيت ، سن ، وزن بيمار و نوع بيماري است. به همين دليل پروفايل رهايش داروي تجويز شده ، بايد به گونهاي مطلوب طراحي شود. براي رسيدن به پروفايل رهايش مطلوب، سامانههاي رهايش دارو مطرح ميشوند كه از يك ديدگاه به دو دسته سامانههاي سنتي رهايش دارو و سامانههاي نوين رهايش دارو تقسيم ميشوند.

اسلاید 13 :

مقداراستامینوفن درخون

اسلاید 14 :

از ساليان دور سامانههاي سنتي رهايش دارو كه  مورد استفاده قرار گرفته ، نياز بيماران را تا حد بسيار بالا تامين ميكنند. اما عليرغم متداول بودن اين گونه سامانهها ، معايب قابل توجهي در آنها مشاهده ميشود. از مهمترين معايبي كه اين سامانهها دارند، پروفايل رهايش غير قابل تغيير متناسب با شرايط بيمار، عوارض جانبي و بازده پايين است. بهدليل وجود چنين معايبي ، ايده سامانههاي نوين رهايش دارو، به ويژه در درمان بيماريهاي خاص، مطرح شده است و استفاده از اين دسته سامانههاي رهايش دارو ديري نيست كه توسعه يافته است. از مزاياي سامانههاي نوين رهايش دارو مي توان به قابل تغيير بودن پروفايل رهايش دارو متناسب با نوع بيماري كه توسط فرمولاتور با تغيير در وروديهاي اين سامانهها پديد ميآيد، رهايش دارو در بافت مورد نظر ، عدم نوسانات در پروفايل رهايش دارو و بازده بالاي اين گونه سامانهها، اشاره كرد.

در اين تحقيق ، از سامانه رهايش داروي تشكيل شونده در محل بر پايه پليمر زيست تخريب پذير PLGA استفاده شده است . سامانه رهايش داروي تشكيل شونده در محل داراي سه جزء اصلي است : 1-دارو 2- حلال 3- پليمر. در اين سامانهها، ابتدا دارو كه معمولا به صورت جامد است در يك حلال آلي حل ميشود و تشكيل يك محلول ميدهد. سپس پليمر نيز كه به صورت مايع تهيه شده است در يك سرنگ و محلول دارو درسرنگي ديگر آماده مي شوند. با استفاده از سرنگهاي دو سويه مخصوص، اين دو فاز مايع يعني محلول دارو و محلول پليمر بارها به سوي هم رانده ميشوند تا مخلوط همگني از محتويات اين دو سرنگ تهيه شود. پس از آن، اين مخلوط در يكي از دو سرنگ ذخيره ميشوند و سپس توسط پزشك در بافت هدف تزريق ميشوند. در ساعتهاي اوليه ، در مجاورت مولكول آب در بافت حلال از اين سامانه خارج ميشود و  توده اي نيمه جامد و ژل مانند كه حاوي پليمر و دارو است ، تشكيل ميشود. سپس با تخريب پليمر دارو آزاد ميشود كه نرخ رهايش دارو متناسب  با اين نرخ تخريب است. به منظور طراحي يك پروفايل رهايش دقيق و مطلوب ، نياز است تا رفتار سامانه رهايش دارو شناخته شود و از ديدگاه رياضي تابع انتقال آن بهدست آيد

اسلاید 15 :

استانداردهاي موجود و مقالات استخراج شود. در مقالات مختلفي كه به سنجش داروي بتامتازون با روش HPLC پرداختهاند از حلالهاي مختلف و با نسبتهاي گوناگون به عنوان فاز متحرك استفاد اندازهگيري غلظت دارو و تعيين درصد داروي آزاد شده غلظت دارو در نمونههاي برداشته شده از محيط رهايش، به كمك كروماتوگرافي مايع كارآمد اندازهگيري مي شود. از هر فرمول، سه نمونه تحت آزمون رهايش قرار گرفته و هر نمونه سه بار كروماتوگرافي شد. بنابراين غلظت مورد استفاده در رسم آزمونهاي رهايش، ميانگين سه غلظت به دست آمده از كروماتوگرافي است. براي تعيين درصد داروي آزاد شده، ابتدا غلظت محلول با انجام محاسبات زير به درصد داروي آزاد شده نسبت به زمان به دست ميآيد[7].كه در آن An سطح زير پيك متوسط دارو در nامين نمونه برداري، 1Cn غلظت محلول رهايش بر حسب mg/ml قبل از n امين نمونه برداري، mnt جرم داروي موجود در محيط رهايش قبل از n امين نمونه برداري، mn مقدار داروي آزاد شده بين 1n- امين و n امين نمونه برداري، Mn مقدار داروي آزاد شده از آغاز آزمون رهايش تا قبل از nامين نمونه برداري، 0M جرم اوليه دارو در فرمول و Mt درصد داروي آزاد شده از فرمول هستند

شبيه سازي شبكههاي عصبي مصنوعي

براي شبيه سازي اين سامانه رهايش دارو از شبكههاي عصبي مصنوعي استفاده شد. دلايل استفاده از شبكههاي عصبي مصنوعي ، نا مشخص بودن تاثيرات پارامترهاي ورودي سامانه رهايش دارو به صورت مستقل بر خروجي، احتمال تاثير گذاري وروديها بر يكديگر و غير خطي بودن رفتار سامانه رهايش به ازاي تغييرات در ورودي اين سامانه رهايش دارو هستند. به طور كلي ، هنگاميكه يك سامانه ، مانند سامانه رهايش داروي اخير با پيچيدگي در تابع انتقال همراه است ، بهترين گزينه براي تخمين تابع تبديل استفاده از شبكههاي عصبي مصنوعي است . علاوه بر آن پيش بيني پروفايلهاي رهايش دارو در حوزه تغييرات ورودي پس از تخمين تابع انتقال فقط با استفاده از اين روش امكانپذير است . ايده اخير به فرمولاتور كمك مي كند تا شبيه سازي پروفايلهاي رهايش دارويي را كه تا به حال در آزمايشگاه نمونه آنها ساخته نشده اند ، انجام دهد،   قوانين حاكم بر سامانه رهايش دارو را   استخراج كند ،  يك مدل رياضي براي آن سامانه ارائه كند و پارامترهاي اين مدل را با استفاده از شبكههاي عصبي مصنوعي پيش بيني و شبيه سازي كند. با بهره گيري از اين مدل فرمولاتور خواهد توانست فرمولاسيونهاي جديد دارويي را طراحي كند.

اسلاید 16 :

آماده سازي دادهها

در اين سامانه دارويي، نوع پليمر، نوع دارو، وجود يا عدم وجود افزودني (اتيل هپتانوآت)،  تابش يا عدم تابش اشعه گاما بر نمونهها و غلظت دارو به عنوان ويژگيها مقرر شد و به عنوان دادههاي خروجي حقيقي، ميزان درصد رهايش دارو بر زمان در دسترس بود. با كدبندي دادههاي ورودي، ماتريس ورودي و سپس ماتريس هدف آماده شد. ماتريس ورودي شامل 6 سطر و تعداد ستونها به ميزان 16 برابر تعداد نمونهها بوده است. در اين بخش، ماتريس خروجي شامل يك سطر بود كه اين سطر ميزان رهايش دارو در هر نمونه به ازاي 16 زمان متفاوت سنجش بوده است. ماتريس ورودي p نامگذاري شد. سطر اول اين ماتريس نوع پليمر است. باتوجه به دادههاي در دسترس در اينجا، 3 ارزش براي اين ويژگي درنظر گرفته شده است. زيرا حين انجام آزمايشهاي اين سامانه دارويي از 3 نوع پليمر استفاده شده است.

سطر دوم اين ماتريس نوع دارو است كه براي اين سطر 2 ارزش درنظر گرفته شده است، زيرا همانطوركه در روش اول ذكر شد در آزمايشهاي انجام شده از دو نوع دارو، بتامتازون و بتامتازون استات استفاده شده است. سطر سوم اين ماتريس وجود يا عدم وجود افزودني است و با 2 ارزش درنظر گرفته شده است زيرا برخي از نمونهها حاوي افزودني اتيل هپتانوآت نبودند. سطر چهارم اين ماتريس كه معرف تابش يا عدم تابش اشعه گاما  است داراي 2 ارزش است. سطر بعدي (پنجم) كه معرف درصد ذخيرهسازي دارو در نمونه است داراي 3 ارزش است. در برخي نمونههاي آزمايش شده ميزان درصد ذخيرهسازي دارو شامل توالي 5، 10 و 15 درصد است و در اكثريت نمونههاي آزمايش شده ميزان درصد ذخيرهسازي دارو شامل توالي 5، 7 و 10 درصد است. به همين دليل است كه براي اين سطر از ويژگيها، 3 ارزش درنظر گرفته شده است.

اسلاید 17 :

سطر پاياني اين ماتريس (يعني سطر ششم) معرف زمان است به علت يكسانسازي زمان در همه  نمونهها ميزان رهايش هر نمونه در 16 زمان متفاوت (زمان صفر تا پايان) درنظر گرفته شده است.ماتريس خروجي t نامگذاري شده است اين ماتريس شامل يك سطر و 16 برابر نمونهها ستون است و ميزان رهايش دارو براي هر نمونه در 16 زمان سنجش متفاوت لحاظ شده است.طراحي ساختار شبكهيك شبكه عصبي مصنوعي با شش گره در ورودي ، يك گره در خروجي و دو لايه پنهان كه هر لايه داراي پنج گره پردازشي هستند ، طراحي شد و به عنوان بهترين ساختار براي شبيه سازي اين سامانه رهايش دارو پيشنهاد شد.در اين تحقيق براي شبيهسازي از Toolbox مربوط به شبكههاي عصبي نرمافزار MATLAB كه nntool نام دارد، استفاده شد.اين شبكه با 40 داده آموزش و 10 داده آزمايش شبيه سازي شد و به منظور اطلاع از نتايج حاصل شده از شبكههايي اجرا شده در اين نرمافزار، منحنيهاي خروجي به صورت همزمان براي دادههاي واقعي و دادههاي شبيهسازي شده رسم شدند و در هر بار اجرا ضريب همبستگي(Correlation Factor) محاسبه ميشد.

نتايج 

پس از آموزش و آزمون شبكه طراحي شده با ساختار فوق ، ضريب همبستگي 9969/ R= 0 اصل شد. سپس (Sum Squared Error performance function( SSEبه عنوان شاخص ديگري از شبكه محاسبه شد و نتيجه آن 3984 /SSE=0 بود. همچنين پارامتر (Mean Squared Error performance function( MSE به ميزان 

4-10*0735/6= MSEمحاسبه شد. به علت كوچك بودن مقادير خروجي پس از نرماليزه شدن، پارامتر ديگر شبكه، 0183/MAE= 0 محاسبه شد كه در آن MAE: Mean Absolute Error performance function  است. كوواريانس ميان دادههاي خروجي حقيقي و اطلاعات خروجيشبيهسازي شده ماتريسي دو در دو بهدست آمد كه سه درايه آن به ارزش 0964/0 و يك درايه به ارزش 0970/0 هستند. با استناد به مقادير فوق و رويت نظري منحنيهاي حاصل از شبيهسازي و قياس آنها با منحنيهاي خروجي حقيقي ميتوان ادعا كرد كه شبكهاي با خطاي بسيار مناسب و با performance بسيار خوب اين سامانه دارويي را شبيهسازي كرده است.در پروفايل رهايش نمونه اي ترسيم شده است كه در آن از پليمر H ، داروي بتامتازون استات %(10) و ماده افزودني اتيل هپتانوات است. به اين نمونه اشعه گاما تابيده شده است. اين پروفايل رهايش با نقاط آبي رنگ نمايش داده شده است كه از داده هاي آزمايشگاهي بهدست آمده است. منحني قرمز رنگ، پروفايلي است كه از شبيه سازي نمونه

اسلاید 18 :

فوق توسط شبكههاي عصبي مصنوعي بهدست آمده است.در پروفايل رهايش نمونهاي مشاهده ميشود كه در آن از پليمر L ، داروي بتامتازون استفاده شده است و اين نمونه افزودني اتيل هپتانوآت و تابش اشعه گاما داشته است. در اين نمونه %5 دارو ذخيره شده است. اين پروفايل رهايش با نقاط آبي رنگ نمايش داده شده است كه از داده هاي آزمايشگاهي بهدست آمده است. منحني قرمز رنگ ، پروفايلي است كه از شبيه سازي نمونه فوق توسط شبكههاي عصبي مصنوعي بهدست آمده است.در نمونههاي فوق و در تمام نمونههاي ديگري كه پروفايل رهايش آنها در اينجا درج نشده است ، يك شبيه سازي دقيق مشاهده ميشود. اين نتايج به ما نشان مي دهد كه ميتوانيم به اين شبكه عصبي مصنوعي براي پيشبيني رفتار سامانه دارويي اعتماد كنيم. با كمك اين شبيه سازي ما توانستيم قوانين كلي را كه در اين سامانه رهايش دارو وجود دارد استخراج كنيم.

تاثير نوع پليمر

در پروفايل رهايش داروي بتامتازون استات براي پليمرهاي با اوزان ملكولي متفاوت H,L,M رسم شده است كه اين نمونهها حاوي %5 دارو هستند و همچنين اتيل هپتانوآت به آنها اضافه شده است و تابش اشعه گاما نيز داشته اند، شكل (6.) براي داروي %10 با استناد به اين پروفايلهاي رهايش مي توان نتيجه گرفت كه با كاهش وزن مولكولي پليمر رهايش هر دو نوع دارو افزايش مي يابد و با افزايش وزن مولكولي پليمر ميزان رهايش انفجاري دارو كاهش مي يابد. همچنين مي توان دريافت كه تغيير در نوع پليمر باعث كاهش قابل توجه رهايش انفجاري داروي بتامتازون استات ميشود. تاثير نوع دارو در پروفايل رهايش داروي بتامتازون و بتامتازون استات براي نمونههايي كه حاوي %5 ذخيره سازي دارو هستند بر پايه پليمر H و افزودني اتيل هپتانوآت و تابش اشعه گاما دارند ترسيم شده است.

اسلاید 19 :

به علت تاثيرات پيچيده و غير خطي وروديهاي سامانه رهايش دارو بر پروفايل رهايش (خروجي سامانه رهايش دارو) بهدست آوردن تابع انتقال سامانه با استفاده از روشهاي معمول رياضي امكان پذير نيست. بهترين گزينه براي تخمين تابع انتقال اين سامانهها استفاده از شبكههاي عصبي مصنوعي است. شبكههاي عصبي مصنوعي برنامههاي كامپيوتري هستند كه جهت شبيه سازي برخي از كاربردهاي مغز انسان جهت فراگيري الگوريتمهاي متفاوت كه ميتوانند از تجربه آموخته شوند، طراحي ميشوند. مدلهاي شبكههاي عصبي مصنوعي اطلاعات قابل ملاحظهاي از ويژگيهاي پردازش مغز انسان مانند روابط غيرخطي، توانايي بالا در انجام امور به صورت موازي، خوشفكري، تحمل و پذيرش عيبها و شكستها، فراگيري، توانايي در اداره كردن اطلاعات پيچيده (فازي )Fuzzy و غير دقيق و قابليتهاي ديگرشان براي تعميم بخشيدن، دارند. بنابراين شبكههاي عصبي مصنوعي ميتواند جهت حل مسائل پيچيده واقعي زندگي به عنوان يك الگوي طبقهبندي شده، دستهبندي، توابع تخمين و بهينه سازي استفاده شود. در اين تحقيق به منظور تخمين تابع انتقال سامانه رهايش داروي تشكيل شونده در محل بر پايه پليمر زيست تخريب پذير PLGA و پيش بيني پروفايلهاي رهايش داروي جديد (پيش فرمولاسيون) از روش شبكههاي عصبي مصنوعي استفاده شده است.

تهيه فرمولاسيونبراي تهيه فرمولاسيونها، از دو نوع پليمر زيست تخريب پذير H504 RG (که در اين تحقيق L ناميده مي شود) و 756  ( RGكه در اين تحقيق H ناميده مي شود) و تركيب دو پليمر مذبور با نسبت يك به يك (كه در اين تحقيق M ناميده ميشود) و همچنين دو نوع دارو: بتامتازون و بتامتازون استات استفاده شد. گروهي از فرمولاسيونها تحت تابش گاما با دوز 25 kGy استريل شدند. در تهيه يك گروه از فرمولاسيونها از مخلوط دو پليمر فوق  با نسبت 1:1 استفاده شد. تركيبات تهيه شده حاوي %33 پليمر، %5 وزني اتيل هپتانوآت و 5، 7، 10 و 15 درصد وزني دارو هستند. براي تهيه فرمولها، ابتدا مقدار مشخص پليمر و دارو توزين شده و سپس حلال (NMP) و اتيل هپتانوآت، با وزن مشخص، به آن اضافه شد و بر روي همزن قرار گرفته و به آن 48 ساعت زمان داده شد تا به صورت يك محلول كاملا هموژن و يكنواخت در آيد و سپس بررسيهاي بعدي بر روي نمونهها صورت گرفت. 

آزمون رهايش دارو

براي بررسي رهايش دارو در محيط In vitro ، از محلول بافر فسفات (PBS) به عنوان محيط رهايش استفاده شد. مقدار مشخصي از هر يك از فرمولاسيونهاي تهيه شده به داخل ظرف شيشهاي استوانهاي شكل كه حاوي ml 20 محلول PBS است تزريق شد و ظروف شيشهاي در انكوباتور با دماي ثابت ­C 37 نگهداري شد. در نوبتهاي زماني مشخص مقدار ml 2 از محلول برداشته شده و با همان حجم از محلول PBS تازه جايگزين ميشد. به دليل عدم كارايي روش اسپكتروسكوپيUV در سنجش غلظت داروي بتامتازون استات در حين رهايش از سامانه دارورساني، استفاده از روش HPLC ، مطرح و بررسيهاي لازم در اين مورد آغاز شد. در ابتدا لازم بود كه فاز متحرك مورد استفاده و نسبتهاي آن براي ارزيابي داروي بتامتازون استات، سرعت جريان مورد نياز، طول موج مناسب و غيره، با توجه به شكل (8) پروفايلهاي رهايش دو دارو براي نمونههايي با %5 دارو بر پايه پليمر M و شرايط فوق و شكل (9) پروفايلهاي رهايش دو دارو براي نمونههايي با %5 دارو و بر پايه پليمر L و شرايط فوق ترسيم شده است. از تمامي اشكال فوق مي توان به سادگي نتيجه گرفت كه رهايش داروي بتامتازون استات از سامانهها بيشتر از داروي بتامتازون است.

اسلاید 20 :

تاثير افزودني

پس از مطالعه آزمايشهاي انجام شده و شبيه سازي اين سامانه رهايش دارو نتيجه گرفتيم كه اضافه كردن اتيل هپتانوآت بر رهايش دو نوع دارو در سامانه بر پايه پليمر H ، تاثيري ندارد . اما رهايش انفجاري داروي بتامتازون از سامانه بر پايه M با افزودن اتيل هپتانوآت كاهش چشمگيري داشته است.

تاثير ميزان ذخيره سازي دارو

 پروفايلهاي رهايش داروي بتامتازون بر پايه پليمر H است كه نمونههاي آن حاوي اتيل هپتانوآت و تابش اشعه گاما هستند و به ترتيب براي ذخيره سازي دارو %5  %10 و %15 رسم شده اند. با بررسي اين نمودارها و نمودارهاي ديگر كه در اينجا رسم نشده اند ، نتيجه مي گيريم كه براي داروي بتامتازون با افزايش ذخيره سازي دارو در سامانه ، رهايش دارو كمتر ميشود.اين فرايند براي داروي بتامتازون استات نيز انجام گرفت اما قانوني راجع به رهايش داروي اخير از آن استخراج نشد.

بحث

تاثيرات نوع پليمر بر سامانه رهايش دارو در اين تحقيق در بالا بررسي شد. در مقاله اي از آستانه و همكاران نتايج مشابهي راجع به پليمرهايي كه در اين تحقيق به كار رفته، بهدست آمده است و اين تاثيرات اغلب پيچده هستند. در مقاله ديگري از آستانه و همكاران ، بار ديگر نتايج حاصل از بررسي تاثيرات پليمرهاي با اوزان مولكولي گوناگون بر سامانههاي رهايش دارو با نتايج حاصل از اين تحقيق شباهت دارد.

در تحقيقي كه توسط زارع و همكاران بر روي تاثيرات افزودني بر پروفايل رهايش دارو انجام گرفته است ، ذكر شده كه در حضور افزودني رهايش اوليه (انفجاري) كاسته ميشود. اين نتايج بهدست آمده ، با آنچه كه در اين تحقيق حاصل شده است ؛ انطباق دارد.

در مقايسه با مقالاتي كه در آنها شبيه سازي با استفاده از شبكههاي عصبي مصنوعي انجام گرفته است، با توجه به ميزان داده هاي ورودي و خروجي ، دقت و صحت شبكه اجرا شده مورد تاييد و قابل قبول است.