مدل سازی ریاضی سیستم های زیست تخریب پذیر آزادسازی دارو

دارورسانی روش یا فرآیندی برای توزیع ترکیبات دارویی در بدن انسان یا حیوان است و هدف اصلی این نوع سیستم ها کنترل زمان و مکان آزادسازی دارو و کاهش عوارض جانبی آن می باشد. از این رو امروزه پلیمرهای زیست تخریب پذیر به عنوان مهمترین حامل های ترکیبات دارویی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش یک مدل ریاضی برای سیستم های آزادسازی دارو از پلیمر زیست تخریب پذیر پلی(لاکتیک اسید) توسعه می یابد. پارامترهایی که فرآیند تخریب این پلیمر را پیچیده می کنند خودکاتالیستی بودن واکنش هیدرولیز آن و افزایش درجه بلورینگی پلیمر در حین فرآیند تخریب می باشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر فرآیند تبلور بر تخریب پلیمر و آزادسازی دارو می باشد. از این رو، دو مدل آزادسازی دارو یکی بدون درنظر گرفتن فرآیند تبلور و دیگری با درنظر گرفتن آن و بر اساس مدل های ارائه شده توسط وانگ و همکارانش به دست آورده شد. نتایج حاصل از این دو مدل با داده های تجربی گزارش شده در مراجع علمی مقایسه شد. خطای متوسط به دست آمده برای پیش بینی تخریب پلیمر برابر 77/0 برای مدل بدون تبلور و 76/0 درصد برای مدل با فرآیند تبلور می باشد که نشان دهنده این حقیقت است که هر دو مدل تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی تخریب پلیمر دارند. اما به طور کلی مدل همراه با فرآیند تبلور نسبت به مدل بدون فرآیند تبلور تطابق بهتری با داده های تخریب پلیمر داشت. خطای متوسط برای پیش بینی مدل آزادسازی دارو در مدل بدون درنظر گرفتن تبلور 3/1 درصد و برای مدل با درنظر گرفتن تبلور برابر 38/3 درصد به دست آمد. بنابراین مدل با درنظر گرفتن فرآیند تبلور تغییرات غلظت دارو را به خوبی مدل بدون فرآیند تبلور پیش پینی نمی کرد. همچنین اثر پارامترهای مهم مدل بر سینتیک تخریب پلیمر و آزادسازی دارو از آن بررسی شد. افزایش نسبت ثابت واکنش غیرکاتالیستی به ثابت واکنش کاتالیستی باعث افزایش سرعت تخریب پلیمر و همچنین سرعت آزادسازی دارو از آن می شود. با افزایش ضریب نفوذ آب به درون پلیمر سرعت واکنش هیدرولیز افزایش یافته که به دنبال آن سرعت تخریب پلیمر و سرعت آزادسازی دارو از پلیمر بیشتر می شود. افزایش ضریب نفوذ مونومر باعت کاهش اثر واکنش کاتالیستی شده و سرعت تخریب پلیمر و متعاقب آن سرعت آزادسازی دارو از پلیمر کاهش می یابد. به علاوه، با افزایش ضریب نفوذ دارو تخلخل سیستم بیشتر شده و با نفوذ بیشتر آب سرعت آزادسازی دارو از پلیمر نیز افزایش می یابد.