موسیلاژها گروهی از پلیمرهای طبیعی پایه گیاهی هستند که در صنایع غذایی برای تهیه ی ژل، به عنوان پایدارکننده و عامل سوسپانسیون و در صنایع داروئی به عامل پخش کننده ی دارو در تهیه ی قرص استفاده می شوند. در این پژوهش به توسعه و بهبود روش های موجود بر پایه ی دی اکسیدکربن فوق بحرانی، جهت فرآوری موسیلاژ دانه ی ریحان، به عنوان یک پلی ساکارید زیست تخریب پذیر و فراوان در طبیعت، جهت استفاده های پزشکی (تولید ساختار پلیمری متخلخل و ترسیب دارو جهت رهایش کنترل شده) پرداخته شده است. از تصویربردای با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) جهت بررسی کیفی و مشاهده ی ساختار محصولات، آنالیز ftir جهت بررسی ساختار شیمیایی محصولات، تست bet جهت تعیین سطح ویژه، تست های hplc و جذب uv جهت تعیین میزان بارگذاری دارو و zetta sizer جهت تعیین توزیع اندازه ذرات استفاده شده است. ماتریس های پلیمری در این پژوهش با استفاده از روش جایگزینی آب با حلال آلی و خشک نمودن با استفاده از آون و دی اکسیدکربن فوق بحرانی تهیه و با هم مقایسه شده اند. از دو حلال استون و اتانول به عنوان عامل جایگزین کننده استفاده شده است. تصاویر sem محصولات نشان می دهد ساختار تولید شده با استفاده از اتانول به عنوان عامل جایگزین کننده، تخلخل بیشتری نسبت به سایر محصولات دارد. نتایج حاصل از تست جذب آب با استفاده از روش تی بگ نشان می دهد که میزان جذب تعادلی آب برای تمامی نمونه ها یکسان و در حدود 100 گرم آب به گرم پلیمر خشک است. اما میزان جذب آب در ده دقیقه ی ابتدائی و به خصوص در سی ثانیه ی اول برای نمونه ها متفاوت است. بیشترین مقدار جذب آب در 30 ثانیه ی ابتدائی در دمای 25 درجه ی سانتیگراد و 7=ph مربوط به محصول فرآیند جایگزینی آب با اتانول و خشک کردن با استفاده از دی اکسیدکربن فوق بحرانی (67/10 گرم آب بر گرم پلیمر خشک) و کمترین مقدار، مربوط به محصول خشک شده در آون با هوای گرم (2/2 گرم آب به گرم پلیمر خشک) است. همچنین نتایج نشان می دهد استفاده از سیال فوق بحرانی نسبت به هوای گرم به منظور خشک نمودن نمونه هایی که با استفاده از روش جایگزینی آب با حلال آلی فرآوری شده اند، باعث افزایش سطح ویژه و حجم ویژه ی محصولات به ترتیب تا 65 و 33 درصد می گردد. از روش وارونگی فاز سیال فوق بحرانی برای تولید غشاء متخلخل از موسیلاژ استفاده شده است. نتایج نشان می دهد ساختار نانومتریک یکنواخت (با سطح ویژه 78 مترمربع بر گرم و میانگین قطر حفره های برابر با 92 نانومتر) با استفاده از 5/2 درصد متانول به عنوان کمک حلال در فاز بحرانی به دست آمده است. آنالیز ftir محصولات نشان می دهد که استفاده از سیال فوق بحرانی به عنوان عامل خشک کننده، باعث تغییر در ساختار شیمیایی موسیلاژ نمی شود. از داروی ضدسرطان پکلیتاکسل به عنوان داروی مدل، جهت بررسی امکان استفاده از موسیلاژ به عنوان بستر ترسیب و حامل دارو استفاده شده است. به منظور ترسیب ذرات دارو در پلیمر از روش نوآورانه، بر اساس ترکیب روش های ضدحلال فوق بحرانی و وارونگی فاز سیال فوق بحرانی استفاده شده است. در این روش از دی متیل سولفوکساید هم زمان به عنوان کمک حلال دفع آب و حلال دارو استفاده شده است. اثر نسبت کمک حلال به آب، فشار و دبی سیال فوق بحرانی بر توزیع اندازه ذرات و بازده بارگذاری دارو بررسی شده است. نانو ذرات پکلیتاکسل با اندازه ی میانگین 117 تا 200 نانومتر بسته به شرایط عملیاتی تولید شده است. بازده بارگذاری دارو در موسیلاژ بین 56 تا 78 درصد حاصل شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش نسبت کمک حلال، افزایش فشار و افزایش دبی دی اکسیدکربن، قطر میانگین ذرات و بازده بارگذاری دارو کاهش می یابد. آئروژل متخلخل موسیلاژ دانه ی ریحان حاوی نانوذرات پکلیتاکسل با افزودن حلال ثانویه و استفاده از روش بهبود داده شده بر اساس ترکیب روش های ضدحلال فوق بحرانی و وارونگی فاز سیال فوق بحرانی تولید شده است. قطر میانگین اندازه ذرات پکلیتاکسل در این روش 82 تا 128 نانومتر و بازده بارگذاری دارو در پلیمر بین 43 تا 68 درصد حاصل شده است. نتایج ftir پلیمر حاوی پکلیتاکسل، ترسیب دارو در پلیمر را تأیید می نماید. نتایج تست برون بدنی رهایش دارو نشان می دهد که مقدار رهایش دارو از ماتریس پلیمری در 24 ساعت ابتدائی برای محصول با کوچک ترین میانگین اندازه ذرات (82 نانومتر) برابر با 27/9 درصد و برای محصول با بزرگ ترین میانگین اندازه ذرات (200 نانومتر) برابر با از 66/7 درصد است.

بهبود کیفیت امر دارورسانی و درمان موضوعی است که از دیرباز توجه بشر را به خود جلب کرده است. با وجود پیشرفت های بسیاری که در زمینه ساخت مواد دارویی صورت گرفته است، آثار جانبی ناشی از مصرف آن ها و آسیبی که به سایر بافت های سالم موجود در بدن می رسانند از چالش های پیش روی این علم است.دارو رسانی هدفمند و توانایی کنترل رهایش ماده دارویی، موضوعی است که توجه بسیاری از محققان را در دو دهه اخیر به خود معطوف کرده است. به همین دلیل در این تحقیق به منظور کنترل مسیر حرکت ماده دارویی و تحقق بخشیدن به امر دارو رسانی هدفمند، از نانو ذرات مغناطیسی پوشش داده شده با کیتوزان برای حمل کردن ماده دارویی استفاده شد. به همین منظور، ابتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با استفاده از نمک های آن و به روش شیمیایی همرسوبی سنتز شدند و سپس عمل پوشش دهی آن ها با کیتوزان و به کمک ماده اتصال دهنده تری پلی فسفات انجام گرفت. از پروتئین سرم آلبومین گاوی(bsa) نیز به عنوان ماده دارویی در این کار استفاده شد.آنالیزهای fe-sem، ftir و vsm برای مشخصه یابی نانوذرات سنتز شده استفاده شدند. با مشاهده ومقایسه طیف های جذب حاصل از آنالیز ftir، سنتز نانوذرات اکسید آهن و موفقیت آمیز بودن عمل پوشش دهی آن ها تایید شد.آنالیز fe-sem نیز قرار گرفتن نانوذرات سنتز شده را در حوزه نانو تایید نمود و نشان داد که اندازه آن ها در گستره ی بین 45 تا 70 نانومتر قرار دارد. از آنالیز vsm نیز برای تعیین خاصیت مغناطیسی اشباع و نیروی وادارندگی نانوذرات استفاده شد. این آزمایش نشان داد خاصیت مغناطیسی اشباع نانوذرات اکسید آهن ، پس از پوشش دهی با کیتوزان از حدود emu g-1 60 به حدود emu g-153 و پس از پوشش دهی با کیتوزان و bsa به حدود emu g-1 30 کاهش یافته است که این امر نشان از وجود خاصیت مغناطیسی قابل قبول در ساختار نانوذرات سنتز شده داشت.کاهش خاصیت مغناطیسی نانوذرات پس از پوشش دهی نیز تاییدی دیگر بر موفقیت آمیز بودن عملیات پوشش دهی بود. همچنین مقدار نیروی وادارنده برای نانو ذرات fe3o4 برابرoe 3 و برای نانو ذرات fe3o4-cs و fe3o4-cs-bsa به ترتیب برابر oe 5 وoe 8 به دست آمد که نشان از سوپر پارامغناطیس بودن نانوذرات سنتز شده داشت.پس از مشخصه یابی نانوذرات سنتز شده،برای بررسی اثر میدان مغناطیسی بر پروفایل رهایش پروتئین،دستگاه ایجاد کننده میدان مغناطیسی با جریان متناوب ساخته شد و میدان مغناطیسی با قدرتoe 1100 و فرکانس 120 هرتز بر نانوذرات اعمال گردید.نتایج حاصل از این آزمایش افزایش محسوس رهایش پروتئین را در حضور میدان نسبت به عدم حضور آن، نشان داد.به منظور اثر تغییرات فرکانس بر رهایش پروتئین، این آزمایش در فرکانس های بالاتر نیز انجام شد که کاهش یافتن میزان رهایش، نتیجه آن بود.به صورتی که در فرکانس های بالاتر از 300 هرتز رهایش پروتئین با کاهش قابل توجهی مواجه گردید. اندازه گیری میزان پروتئین رها شده در محلول نیز با استفاده از منحنی استاندارد bsa انجام گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که استفاده از نانوذرات مغناطیسی می تواند تاثیر بسیاری بر تحقق بخشیدن امر دارو رسانی هدفمند و رهایش کنترل شده ماده دارویی داشته باشد.

یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو در حوزه پزشکی کاربردهای دارورسانی و مهندسی کشت بافت می باشد. هدف عمده مهندسی بافت، گرفتن سلول از یک منبع سلولی و رشد و توسعه آن در خارج از بدن و سپس انتقال آن به داخل بدن میباشد. داربستها به عنوان تقلیدی از ماتریکس خارج سلولی در داخل بدن، نقش مهمی در مهندسی بافت ایفا میکنند. ماتریکس خارج سلولی در داخل بدن دارای اجزایی در مقیاس نانومتر میباشد. بر این اساس داربست های بر پایه نانو الیاف محیط بهتری برای چسبندگی،تکثیر و عملکرد سلول ها نسبت به داربست های معمولی دارند. داربست ها ضمن اینکه محیط مناسبی برای اتصال و رشد سلول فراهم می کند می توانند مواد بیولو ژیکی را نیز در خود بارگذاری کنند که در این راستا دستیابی به رهایش هدفمند این مواد بیولوژیکی از داربست نیز در رشد سلول اهمیت بسزا دارد. در این پژوهش از روش الکتروریسی به منظور ساخت نانو الیاف کیتوزان- پلیوینیل الکل استفاده شد و سپس با بارگذاری نانو در غیاب و حضور میدان مغناطیسی متناوب بررسی شد. (bsa) ذرات مغناطیسی آهن در این الیاف، رهایش پروتئین آلبومین سرم گاوی بدین منظور از پلیمرهای طبیعی کیتوزان و پلیمر سنتزی پلیوینیلالکل جهت رسیدن به ساختار منظم نانوالیاف استفاده گردید. پس از الکتروریسی، ساختار الیاف به وسیله میکروسکوپ الکترونی بررسی و قطر نانو الیاف بین 90 تا 300 نانومتر مشاهده شد. سپس با تعیین بهترین نوع الیاف از جهت قطر و یکنواختی ، نسبت 70 درصد پلیوینیل الکل و 30 درصد کیتوزان به عنوان شرایط بهینه از نظر یکنواخنی ml/hr نانوالیاف ، برای آزمایش های بعدی انتخاب شد. در این آزمایش ها شرایط منبع ولتاژ الکتروریسی 18 ولت ، سرعت پمپ سرنگ 15 انتخاب شد. نانوذرات مغناطیسی آهن تهیه شده از روش همرسوبی شیمیایی، در دو حالت با و بدون cm 8 و فاصله سرنگ تا نمونه پایدارکننده در محلول کیتوزان، قرار گرفتند که باوجود پایدارکننده، در مدت چندین روز اثری از تهنشینی نانوذرات مغناطیسی آهن مشاهده نشد. محلول کیتوزان باوجود پایدارکنندههایی گلوتارآلدهید و تریپلیفسفات و نانو ذرات مغناطیسی آهن مجددا الکتروریسی شد و ساختار الیاف و وجود نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی مشاهده شد. در ادامه با استفاده از دستگاه طیف سنجی مادون وجود پیکهای نانوذرات مغناطیسی آهن و پایدارکنندههای تریپلیفسفات و گلوتارآلدهید و پلیمرها در الیاف به اثبات (ftir) قرمز رسید. استفاده از این پایدارکنندهها برای تثبیت نانوذرات مغناطیسی در نانوالیاف، عملیاتی نو در زمینهی کشت بافت و رهایش هدفمند است. در مرحلهی بعد از یک پروتئین جهت بارگذاری در نانو الیاف و رصد رهایش آن به عنوان نمونهای واقعی از دارو استفاده شد. در این مرحله که تحقیق نوینی است و در پژوهشهای قبل به ثبت نرسیده است، شکستن الیاف توسط میدان متناوب مغناطیسی به سبب وجود نانوذرات مغناطیسی آهن انجام پذیرفت و رهایش هدفمند پروتئین موجود از الیاف صورت گرفت. حضور الیاف کیتوزان به همراه نانو ذرات مغناطیسی در میدان متناوب سبب شد الیاف ، کاملا تغییر ساختار داده و شکسته شوند. این پدیده به حرکت نانو ذرات مغناطیسی تحت میدان متناوب مربوط است که باعث ایجاد تغییر در ساختار الیاف گردیده است. با این عمل درصد رهایش پروتئین از 13.2 درصد در غیاب میدان به 87.9 درصد در حضور میدان افزایش یافت و نتایج حاکی از رهایش هدفمند پروتئین در طی سه ساعت بود. این پدیده منحصربه فرد کاربردهای فراوانی را در عرصه دارورسانی و کشت بافت در کنترل رهایش مولکولها ایجاد کرده و لذا می توان ازاین روش برای رهایش هدفمند دارو در داربست های سلولی باگذشت زمان استفاده کرد.

چکیده : کفیر محصولی تخمیری لبنی است که بوسیله فعالیت دانه های کفیر (آغازگر )، طی 24 ساعت در شیر بدست می آید. فلور میکروبی دانه های کفیر حاوی میکروارگانیسم هایی مانند لاکتوباسیلوس، لاکتوکوکوس، مخمر و باکتری های استیک اسید می باشد. در اثر فعالیت این میکروارگانیسم ها و در طی تخمیر، پپتید ها و اگزوپلی ساکاریدهای زیست فعال در محیط شیر رها می شوند و خواص سلامتی بخش بسیاری مانند جلوگیری از رشد تومورهای سرطانی، تحریک سیستم ایمنی و درمان بیماری های گوارشی را به وجود می آورند. کفیران، پلی ساکارید زیست فعال و منحصر به فرد کفیر است که در آن واحد های گلوکز و گالاکتوز به نسبت 1:1 تکرار شده اند. به منظور بررسی شرایط موثر بر تولید کفیران ابتدا میکروفلور کفیر جداسازی، شمارش و شناسایی شدند. تاثیر شرایط مختلف ( سویه ، دما، منبع و غلظت کربوهیدرات، منبع و غلظت نیتروژن ) در تولید اگزوپلی ساکاریدها، توسط کشت خالص میکروارگانیسم ها، به روش میکروپلیت تیتراسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. شرایط بدست آمده جهت تولید اگزوپلی ساکارید، به منظور ایجاد یک محصول کفیر زیست فعال مورد استفاده قرار گرفت و خصوصیات محصول بدست آمده مانند ph، اسیدیته، ویسکوزیته، چربی، ماده خشک، جمعیت میکروبی و اگزوپلی ساکارید های آن با نمونه شاهد مقایسه گردید. نمونه ای از کفیر نیز بوسیله کشت خالص میکروارگانیسم ها و بدون بکارگیری دانه ها تهیه گردید و خصوصیات و میزان تولید کفیران در آن با نمونه شاهد مقایسه شد. سپس تاثیر شرایط مختلف بر تکثیر دانه ها ارزیابی گردید زیرا چنانچه هدف استفاده از دانه های کفیر در تولید صنعتی کفیر باشد تکثیر آنها ضروری است. با توجه به نتایج آزمایشات لاکتوکوکوس ها cfu/ml 109-108، لاکتوباسیلوس ها cfu/ml 108-107، مخمرها cfu/ml107-106 و استوباکترها به تعداد cfu/ml 105 -104 در کفیر حضور داشتند. طی شناسایی آنها با استفاده از آزمون های بیوشیمیایی میکروارگانیسمهای جدا شده به عنوان لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر گونه بولگاریکوس، لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر گونه لاکتیس، انتروکوکوس فاسیوم، لاکتوکوکوس لاکتیس، استوباکتر و مخمر شناسایی شدند. بررسی شرایط تولید اگزوپلی ساکارید در کشت خالص میکروارگانیسم ها، نشان داد لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر گونه بولگاریکوس بهترین گونه در تولید اگزوپلی ساکارید است. دمای c ? 37، 6% قند لاکتوز، 2-3 % پپتون کازئین و حضور 5% دی اکسید کربن شرایط بهینه تولید اگزوپلی ساکارید است. تهیه کفیر در دمای c ? 37 و افزودن 1% قند لاکتوز و 1% لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر گونه بولگاریکوس، نشان داد که تولید اگزوپلی ساکارید بصورت معنی دار و در سطح 5%، افزایش می یابد. اسیدیته، ph، ویسکوزیته، جمعیت لاکتوباسیلوس ها و مخمرها به صورت معنی دار تغییر کرده اما درصد چربی، درصد ماده خشک و جمعیت کوکوس ها تغییرات معنی داری نشان ندادند. بیشترین میزان تولید اگزوپلی ساکارید در هنگام استفاده از کشت خالص میکروارگانیسم ها بدست آمد که ویسکوزیته این محصول نیز بیشتر از بقیه نمونه های کفیر وحدود 3067 سنتی پویز اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تکثیر دانه ها ی کفیر نشان داد دمای c ? 37 در حضور 10 % دی اکسید کربن، 1% عصاره مخمر، 2% گلوکز و در حجم 5/1 میلی لیتر از محیط اسکیم میلک بدون افزودن چربی بهترین شرایط تکثیر دانه های کفیر می باشد. از شباهت شرایط بدست آمده در تولید اگزوپلی ساکارید ها و تکثیر دانه ها به نظر می رسد باکتری ها ی تولید کننده اگزوپلی ساکارید، مسئول تکثیر دانه های کفیر هستند.

توجه به نانوفناوری به دلیل وسعت دامنه ی کاربردی آن در دهه های اخیر به صورت چشمگیری در مجامع علمی افزایش یافته است.یکی از این کاربرد ها، استفاده از نانوذرات در سیستم های دارویی و درمانی است.استفاده از مواد دارویی به صورت سنتی علاوه بر نداشتن بازده درمان بالا موجب بر جای گذاشتن آثار جانبی مضر برای بدن انسان می شود که این موضوع درمان بسیاری از بیماری ها مانند سرطان را با مشکل مواجه کرده است. به همین دلیل اخیرا استفاده از نانوذرات بسیار مورد توجه قرار گرفته است.در این تحقیق از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به عنوان نانوحامل دارویی هوشمند برای حمل کردن داروی فلوفنامیک اسید (ffa) که یک داروی ضد التهاب مفاصل است، استفاده شد. برای عامل دار کردن نانوذرات مگنتیت fe3o4 و همچنین جلوگیری از به هم چسبیده شدن آن ها، سطح ذرات با مواد پلیمرهای زیست سازگار و زیست تخریب پذیر کیتوزان(cs) و پلی اتیلن گلایکول (peg) پوشش دهی شدند. به همین منظور ابتدا نانوذرات fe3o4 با استفاده از نمک های آهن و به روش شیمیایی هم رسوبی سنتز شدند.سپس سطح آن ها با پوشش های پلیمری پوشانده شد و در نهایت نیز ماده دارویی ffa جذب این نانوذرات شد. به منظور مشخصه یابی نانوذرات سنتز شده، این ذرات توسط آنالیز های ftir ، fesem، vsm و فلوروسنس مورد بررسی قرار گرفتند. با مشاهده و مقایسه طیف های حاصل از آنالیز ftir ، سنتز موفقیت آمیز نانوذرات اکسید آهن و همچنین عمل پوشش دهی ذرات مورد تایید قرار گرفت. آنالیز fesem نیز اندازه ذرات fe3o4 ، cs fe3o4- ، peg4000 fe3o4-cs- و peg6000 fe3o4-cs- را مشخص کرد که به ترتیب دارای اندازه ای برابر با 54 ، 97 ، 93 و 101 نانومتر بودند. این آنالیز نشان داد که ذرات سنتز شده دارای اندازه ی مطلوبی بوده (زیر 100 نانومتر) و در مقیاس نانو قرار دارند. برای تعیین میزان خاصیت مغناطیسی ذرات نیز از آنالیز vsm استفاده شد که نتایج حاصل از این آنالیز خاصیت مغناطیسی بالای ذرات سنتز شده را نشان داد. خاصیت مغناطیسی اشباع بدست آمده از این آنالیز برای نانوذرات fe3o4 ، fe3o4-cs و -peg -cs fe3o4 به ترتیب برابر با 60، 53 و 46 emu g-1بدست آمد که این مقدار خاصیت مغناطیسی اشباع نشان از بالا بودن خاصیت مغناطیسی در ساختار ذرات سنتز شده داشت. کاهش یافتن مقدار خاصیت مغناطیسی اشباع پس از پوشش دهی نیز تاییددیگری بر موفقیت آمیز بودن عملیات پوشش دهی بود.پس از مشخصه یابی نانوذرات سنتز شده، آزمایش های جذب و رهایش داروی فلوفنامیک اسید در محیط برون تن و به کمک دستگاه uv spectrophotometer انجام گرفت.آنالیز فلورسانس پرتوی ایکس (xrf) نیز حضور ماده دارویی بر سطح نانوذرات مغناطیسی پوشش داده شده را نشان داد.نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد استفاده از نانوذرات مغناطیسی می تواند تاثیر بسزایی را در محقق شدن امر دارورسانی هدفمند و رهایش کنترل شده مواد دارویی داشته باشد.