تهیه و ارزیابی نانوالیاف مخلوط پلی کاپرولاکتون حاوی سیمواستاتین و نانوذرات شیشه زیست فعال جهت رهایش کنترل شده دارو در بازسازی استخوان

امروزه نانوالیاف کاربردهای وسیعی در زمینه پزشکی از جمله سیستم های رهایش دارو و مهندسی بافت پیدا کرده اند. برای کاربردهای بازسازی استخوان، نانوالیاف کامپوزیتی حاوی فاز غیرآلی به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی و بیولوژیکی، بسیار مطلوب می باشد. نشان داده شده است که قرار دادن سرامیک های زیست فعال از جمله کلسیم فسفات و شیشه های زیست فعال در کامپوزیت ها کارآیی بهتری در رشد و تمایز سلول های استخوانی دارد. به علاوه، استفاده از بیوپلیمرها به عنوان ماتریس کامپوزیت، باعث تولید آسان و انعطاف پذیری مکانیکی بیشتر کامپوزیت می گردد. در میان فازهای غیرآلی، شیشه های زیست فعال به دلیل زیست فعالی زیاد برای تشکیل فاز هیدروکسی آپاتیت استخوان مانند بر روی سطح مواد، بهترین گزینه می باشند. نشان داده شده است که قرار دادن دارو در نانوکامپوزیت ها، کارآیی آن ها را بهبود می بخشد. سیمواستاتین یکی از اعضا خانواده استاتین ها می باشد که به عنوان داروی کاهنده کلسترل خون استفاده می شده و نشان داده شده است که می تواند تشکیل استخوان را تحریک کند. در این تحقیق وب نانوالیاف پلی کاپرولاکتون(pcl)/ پلی اتیلن گلیکول(peg) حاوی نانوذرات شیشه زیست فعال (bg) و داروی سیمواستاتین تولید شد تا ایجاد یک سیستم رهایش دارو کند. نانوالیاف peg/pcl به طور موفقیت آمیز به روش الکتروریسی از محلول مخلوط پلیمرها و حاوی مقادیر مختلف bg (0 تا 20%) و مقادیر مختلف peg در مخلوط حلال های کلروفرم/متانول 75/25 (v/v) تولید شدند. سیمواستاتین قبل از الکتروریسی با مقادیر مختلف (6/0، 6 و 12%) نسبت به وزن پلیمر، به محلول پلیمری اضافه شد. نتایج نشان داد که ویسکوزیته محلول پلیمری با افزایش مقدار نانوذره افزایش یافت که باعث افزایش قطر الیاف مشاهده شده توسط sem شد. بعلاوه ویسکوزیته محلول پلیمری با افزایش نسبت peg کاهش یافت، در نتیجه نانوالیاف با قطر کوچکتر و یکنواختی کمتر تولید شدند. همچنین نتایج sem نشان داد که مقدار دارو، تاثیر معنی داری بر قطر الیاف دارد. نتایج آزمایشات مکانیکی نشان داد که استحکام کششی الیاف به مقدار bg بستگی داشت بگونه ای که با اضافه کردن نانوذرات شیشه زیست فعال از 0 تا 15%، استحکام کششی بطور معنی داری افزایش یافت اما با افزایش درصد نانوذره تا 20%، کاهشی در استحکام کششی مشاهده شد که احتمالاً به دلیل آگلومره شدن bg در نانوالیاف پلیمری می باشد. آنالیز حرارتی dsc به منظور بررسی تاثیر bg بر خواص ساختاری و فیزیکی نانوالیاف و واکنش شیمایی احتمالی پلیمر و دارو استفاده شد. نتایج dsc نشان داد که با افزایش مقدار bg، کریستالینیتی پلیمر افزایش یافت، این نتایج همچنین نشان داد که پیک ذوب دارو در نانوالیاف حاوی دارو ناپدید شده است که نشان دهنده قرار گرفتن دارو به حالت آمورف در نانوالیاف می باشد. نتایج آزمایش تخریب پذیری مشخص کرد که حضور bg و اضافه کردن peg نرخ تخریب پذیری وب نانوالیاف را افزایش می دهد که این به دلیل افزایش خاصیت آبدوستی نانوالیاف می باشد. نرخ رهایش دارو در محیط بافر فسفات با 4/7=ph مطالعه و مقدار داروی حل شده در این محیط با استفاده از اسپکتروفتومتری uv تعیین شد. نتایج رهایش نشان داد که نرخ رهایش دارو تحت تاثیر مقدار bg و نسبت peg می باشد. با افزایش مقدار bg، نرخ رهایش اولیه کاهش یافت اما مقدار داروی آزاد شده در طولانی مدت افرایش یافت. همچنین با افزایش نسبت peg نرخ رهایش دارو افزایش یافت که این به دلیل افزایش نرخ تخریب پذیری نانوالیاف می باشد. تصاویر sem و آنالیز xrd تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت را بر روی سطح وب نانوالیاف حاوی نانوذره، بعد از غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن (sbf) به مدت سه روز نشان می دهد. تصاویر sem مشخص کرد که با ادامه قرار دادن نمونه ها در sbf، به مدت 14، 21 و 28 روز، سطح نانوالیاف با لایه هیدروکسی آپاتیت پوشانده شده است. تحقیقات ما نشان داد که این نانوالیاف کامپوزیتی جدید می تواند سیمواستاتین را با رفتار کنترل شده ای رهایش دهد و توانایی تشکیل لایه آپاتیت را بر روی سطح خود در محلول بیولوژیکی و بنابراین پتانسیل خوبی در کاربردهای بازسازی استخوان دارد.