عنوان پایان‌نامه
اثر افزودنی های نانو متری بر روی پارامترهای رئولوژیکی ومکانیکی و قابلیت نگه داری و رهایش دارو در زیست چسب ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1149;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53706
- تاریخ دفاع
- ۲۱ خرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- میثم کشاورز
- استاد راهنما
- بابک کفاشی
- چکیده
- هدف از انجام این پروژه تحقیقاتی بررسی نحوه اثرگذاری افزودنیهای نانومتری (سلولزی و غیرسلولزی) بر خواص رئولوژیکی، قابلیت نگهداری / رهایش دارو و استحکام چسبندگی پلیمرهای زیست چسب به صورت In-Vitro می باشد. ژل مورد بررسی در این مطالعه بر پایه یکی از انواع پلیمرهای زیست چسب سلولزی شامل میکروکریستالین سلولز(MCC)، نمک سدیم کربوکسی متیل سلولز(NaCMC) و فسفات بافر سالینPBS) ) بعنوان محیط انحلال است. بررسیهای رئولوژیکی ژل مورد نظر بوسیله رئومتر نوسانی انجام شد. در این مطالعه از سه نوع افزودنی نانومتری (خاک رس طبیعی، سیلیکا و نشاسته) که در سامانه های کنترلی رهایش دارو کاربرد دارند استفاده شد. طراحی آزمایش و بررسی اثرات متغیرها بر روی خصوصیات پلیمر زیست چسب مورد مطالعه در این آزمایش، توسط روش پاسخ صفحه ای (Response surface design method) انجام شد. ویسکوزیته ثابت ژل تهیه شده باعث مقاومت ساختاری کافی ژل در تماس با محیط بیولوژیک میشود، از این رو این ژل گزینه مناسبی برای کاربرد بعنوان سامانه زیست چسب کنترل کننده دارو در تماس با بافت مخاطی است. از آنجاییکه استفاده از نانوذرات باعث افزایش سطح موثر بین پلیمر و مخاط و افزایش نیروهای بین مولکولی میشود، از اینرو باعث بالابردن پارامترهای ویسکوالاستیک و درنتیجه افزایش برهمکنش پلیمر و مخاط میشود. با توجه به نتایج آنالیزهای رئولوژیکی مربوط به پارامترهای ویسکوالاستیک و پارامترهای ساختاری و رفتاری ژل مخاط چسب موردنظر مشخص شد که برای هرکدام از افزودنیها، غلظت افزودنیها، فرکانس اعمالی روی نمونه، نوع افزودنی و برهمکنش دوبه دوی این فاکتورها بیشترین اثر را روی پارامترهای ویسکوالاستیک ژل و درنهایت برهمکنش پلیمر و مخاط دارد. همچنین نحوه اثرگذاری افزودنیهای سلولزی و غیر سلولزی بر روی شاخص جریان ژل پلیمری متفاوت است. نتایج آنالیزهای رئولوژیکی حاکی از آن است که ترکیب درصد ژل پلیمری بیشترین اثر را روی میزان تنش تسلیم آن دارد و نوع و درصد نانوفیلر اثرچندانی روی آن ندارد. میزان رهایش داروی نمونه نیز تابعی از توان دوم غلظت افزودنی است، و برای هر سه نوع افزودنی مورد استفاده، در یک مقدار غلظت بحرانی از افزودنی، میزان رهایش دارو به مقدار کمینه ی خود میرسد. در نهایت اثر این افزودنیها بر استحکام چسبندگی ژل به صورت رئولوژیکی انجام شد و با استفاده از مفهوم هم افزایی رئولوژیکی (Rheological synergism)، نوع نیروهای برهمکنش بین پلیمر، مخاط و افزودنی در نمونه های آزمایشی مشخص و بررسی شد. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که متغیرهای آزمایش بیشترین اثر را روی عملکرد ژلهای متشکل از افزودنیهای معدنی دارند.
- Abstract
- The aim of this study was the effects of nanometric additives on rheological properties (G', G", ?', n, ?o and yield stress), mucoadhesion strength and drug release characteristics of bioadhesive gels composed of cellulose derivatives. The Mucoadhesive gel was composed of microcrystalline cellulose (MCC), sodium carboxymethylcellulose (NaCMC) and phosphate buffered saline (PBS, PH=7.4 at 20 °C) as dissolution medium. The rheological characterization of this bioadhesive was performed by using the oscillatory rheometery. The commonly nanoadditives such as montmorillonite-clay, porous silica and porous starch were used in this study. The RSM design methodology (D-optimal method) was performed for designing of rheological and drug release experiments and by using of this method obtained results was analysed. Finally evaluation of nanoadditives effects on mucoadhesion strength was performed using frequency sweep method. Constant steady state viscosity of this bioadhesive in all concentrations and types of nanoadditives lead to appropriate structural stability, hence; it was suitable for using as controlled drug delivery systems in contact with biological tissues. Since nanoparticles increase the surface interaction area between bioadhesive/mucus molecules and intermolecular forces, the viscoelastic properties and interaction parameter would increase. Based on the analysis of variance tables (ANOVA), it was found that for of the filler, nanoadditive concentration and its type, applied frequency, and binary interaction of these parameters have larger effects on the bioadhesive interaction parameters. The effect of gel combination on the zero shear viscosity and yield stress of bioadhesive is higher compared to effect of concentration and type of nanoadditives. The drug release of cellulosic bioadhesives is affected by square of nanoadditives concentration. The type of bonding between bioadhesive, mucus and fillers was determined by the rheological properties.
