1. مقدمه
فناوري نانو جنبههاي مختلف دنياي امروز را تحت تأثير خود قرار
داده است. انتقال کنترل شده دارو به اندام هدف، يکي از کاربردهاي مهم
نانوفناوري است. ميتوان داروها را به کمک حاملهاي مختلف به اندام هدف
رساند. استفاده از حاملهاي مختلف به عنوان ناقلهاي دارو در حال گسترش
است. با روشهاي معمول مصرف دارو، نظير مصرف خوراکي و تزريقي، دارو به
سراسر بدن توزيع خواهد شد، و تمام بدن تحت اثرات دارو قرار خواهد گرفت و
عوارض جانبي دارو بروز خواهد کرد. بنابراين، براي دستيابي به يک اثر خاص،
نياز به مصرف مقادير زيادي از دارو ميباشد. با نانوفناوري مي توان به
دارورساني هدفمند دست يافت و زمان، مکان و سرعت آزادسازي دارو در بدن را
کنترل نمود. سيستمهاي دارورساني جديد عوارض جانبي کمتر، کارايي بيشتر و
راحتي بيمار را به دنبال خواهند داشت.
2. نانو حاملها
حاملهاي مختلفي را ميتوان به عنوان ناقلهاي دارو در دارورساني مورد
استفاده قرار داد. از آنجا که دارو نقش درماني دارد، بايد تا رسيدن به محل
هدف در بدن محافظت شود و خواص شيميايي و بيولوژيکي خود را حفظ کند. برخي از
داروها به شدت سمي بوده و ميتوانند سبب اثرات جانبي منفي شده، و اگر حين
آزاد شدن تخريب شوند، اثر درماني آنها کاهش مييابد. به عنوان مثال؛ در
شيميدرماني داروهاي مصرفي تا حدي سمياند، و افزايش مقدار آنها ميتواند
اثر معکوس بگذارد و حتي به مرگ بيمار بيانجامد. به بيان ديگر، اگر دارو
بتواند مستقيما به بافت هدف برسد، و بر روي ساير قسمتهاي بدن تاثير
نگذارد، به مراتب مؤثرتر خواهد بود. در ادامه به برخي از حاملها دارو
اشاره خواهد شد.
2-1- مايسل
يکي از حاملهايي که به طور گسترده در دارورساني هدفمند به کار
مي رود، مايسل است. مايسلها از تجمع خودبخودي کوپليمرهاي آمفيفيلي در
محلولهاي آبي به وجود ميآيند.
مولکول آمفيفيلي
پليمر مولکول بسيار بزرگي است که از به هم
پيوستن مولکولهاي کوچک که مونومر ناميده ميشوند، به وجود ميآيد. کلمه
پليمر از کلمه يوناني (Poly) به معني چند و (Meros) به معناي واحد يا قسمت
به وجود آمده است. اين مولکولهاي بلند، از اتصال و به هم پيوستن هزاران
واحد کوچک مولکولي (مونومر) تشکيل شدهاند.
سادهترين انواع پليمرها، هموپليمرها هستند که از زنجيرههاي پليمري متشکل
از واحدهاي تکراري منفرد تشکيل شدهاند. به اين معني که اگر A يک واحد
تکراري باشد (منومر باشد)، يک زنجيره هموپليمري، ترتيبي به صورت… AAA در
زنجيره مولکولي پليمر خواهد داشت. به عبارت ديگر، ميتوان براي هموپليمرها
فرمول عمومي An را در نظر گرفت. هموپليمرها به صورت خطي، شاخهاي و مشبک
ميباشند.
انواع هموپليمرها
حال آنکه کوپليمرها، پليمرهايي هستند که
از پليمريزاسيون دو يا چند مونومر مختلف و مناسب با يکديگر به وجود
ميآيند. با اين روش، ميتوان پليمرها را با ساختمانهاي متفاوت به وجود
آورد. کوپليمرهاي آمفيفيلي، کوپليمرهايي هستند که بطور همزمان، داراي دو
بخش آبگريز و آبدوست ميباشند، و به همين جهت، به آنها آمفي فيلي يا
دوقطبي ميگويند.
در حقيقت؛ مايسلها داراي يک سر آبدوست (قطبي) و يک دُم آبگريز (غيرقطبي)
ميباشند که در محلولهاي آبي به صورت خودبخودي تجمع مييابند. مايسلها
در محيط آبي به نحوي جهتگيري ميکنند که انتهاي آبگريز مايسلها از محلول
آبي رانده شده و ايجاد يک فاز آبگريز داخلي يا هسته آبگريز نمايند. در
حالي که انتهاي آبدوست مايسلها به طرف خارج، يعني محلول آبي متمايل شده و
يک تاج آبدوست را به وجود خواهند آورد.
مايسل
از اين رو، ميتوان داروهاي آبگريز را با قرارگيري آنها در داخل مايسل به
بافت هدف رساند و اثرات جانبي موجود را کاهش داد. ميتوان از مايسلها به
عنوان ناقلها، جهت رساندن دوز زياد داروهاي ضدسرطاني به تومورها و بافت
هدف استفاده نمود، و در عين حال اثرات جانبي آنها را به حداقل رساند.
قرار گيري دارو در مايسل
در نهايت؛ محتويات مايسلها (داروي موجود
در آنها) تحت شرايط محيطي ويژه، نظير دما، نور UV، اعمال ميدان مغناطيسي يا
pH در بافت هدف آزاد خواهند شد.
شکل و اندازه مايسل، به طول زنجير پليمري، نوع شاخه يا گروه متصل به زنجير،
نوع الکتروليت، غلظت يوني، استحکام يوني، دماي موثر و pH بستگي دارد.
2-2- ليپوزمها
يکي ديگر از ناقلهايي که به طور گسترده در دارورساني هدفمند به کار مي
رود، ليپوزوم است. ليپوزومها از نوعي وزيکول با دو لايه ليپيدي، مشابه
آنچه که در غشاء سلولي ديده ميشود، تشکيل شدهاند. شکل زير يک ليپيد را
نشان ميدهد.
مولکول ليپيد
به طور کلي، دو لايه ليپيد در فاز آبي به گونهاي جهتگيري ميکنند که بخشي از فاز آبي در داخل محفظه کروي محصور شود و ليپوزوم حاصل گردد. در اين ميان، ليپيدها گروهي از ترکيبات شيميايي با زنجيره آلکيلي غيرقابلانحلال در آب و گروه قطبي محلول در آب هستند. بنابراين، بخشي از اين مولکول آبگريز، و بخش ديگر آبدوست است؛ که به مولکولي با چنين خاصيت دوگانهاي، مولکول آمفيفيلي ميگويند (شکل زير).
ليپوزوم
به طور کلي ليپوزومها توانايي رساندن داروهاي آبگريز، آبدوست و آمفيفيلي (دوگانهدوست) را دارند. در حقيقت، داروهاي آبگريز در بخش غيرقطبي ليپوزوم قرار ميگيرند. حال آنکه داروهاي آبدوست در فاز آب داخلي ليپوزوم قرار خواهند گرفت، و داروهاي آمفي فيلي (دوگانهدوست) در حد فاصل بخش آب داخلي و بخش آبگريز قرار خواهند گرفت.
2-3- نانوذرات
ناقل ديگري که در دارورساني هدفمند کاربرد فراوان دارد، نانو ذرات شامل
نانوکپسول و نانواسفر است. اين ناقلها قادر هستند که دارو را جذب و کپسوله
نموده، و به اين ترتيب دارو را عليه تخريب آنزيمي و شيميايي محافظت
نمايند.
نانوکپسولها سيستمهاي وزيکولي هستند که دارو را در حفرهاي محصور کرده و
با يک غشاء پليمري احاطه ميکنند. در حالي که در نانواسفرها، دارو به صورت
فيزيکي و يکنواخت در ماتريس پليمري پراکنده شده است، در حقيقت دارو در درون
نانواسفر به صورت پراکنده قرار گرفته است. در سالهاي اخير، توجه قابل
ملاحظهاي به نانوذرات پليمري زيستتخريبپذير، به عنوان سيستمهاي مناسب
براي دارورساني اختصاص يافته است. در شکل زير، دارو که به صورت ذرات کروي
قرمز رنگ نشان داده شده است، در درون نانوکپسول و نانواسفر جاي گرفته است.
راست: نانوکپسول- چپ: نانواسفر
2-4- درختسانها
يکي ديگر از ناقلهاي مورد استفاده در دارورساني درختسان (دندريمر)
ميباشد. دندريمرها، ماکرومولکول باريک، شاخه شاخه و متقارن هستند که از يک
هسته مرکزي، واحدهاي منشعب شده به صورت درخت، و تعدادي گروه عاملي تشکيل
شدهاند. هسته مرکزي و واحدهاي داخلي آن، محيط داخل حفره براي قرارگيري
دارو را به وجود ميآورند. با اتصال گروههاي عاملي هدفمند به سطح اين
ماکرومولکولها، ميتوان حلاليت و رفتار شيميايي آنها را کنترل کرد. در شکل
زير، دارو که به صورت ذرات کروي قرمز رنگ نشان داده شده است، در منافذ
موجود در درون دندريمر جاي گرفته است.
دندريمر
2-5- کريستال مايع
ناقل ديگري که در دارورساني هدفمند مورد استفاده قرار ميگيرد،
کريستالهاي مايع است. کريستالهاي مايع از لحاظ مولکولي بين حالت جامد و
مايع قرار دارند، در نتيجه همزمان خصوصيات جامد و مايع را دارا هستند.
دارو ميتواند در بين مولکولهاي کريستال مايع کپسوله شده ( قرار گيرد) و
با تغيير فاز در نتيجه اعمال محرک، دارو از سيستم آزاد خواهد شد.
3. نتيجهگيري
نانوفناوري در دارورساني از جمله موارد رو به گسترش است. نانوذرات مختلف
دارويي با تغيير ناقلها حاصل خواهند شد، و امکان ايجاد تغيير در خصوصيات
دارويي را به وجود خواهند آورد. به طور کلي، بازار نانودارورساني به طور
شگفتانگيزي رو به جلو ميرود. از اين رو، با استفاده از نانوفناوري
ميتوان به دارورساني هدفمند دست يافت و با مصرف کمتر دوز دارو و کاهش
اثرات جانبي، راحتي بيمار را بدست آورد.