نانو مواد گستران پارس

کاربرد گرافن در زیست پزشکی؛ بخش اول: دارورسانی

گرافن اکساید (GO) تولید شده بوسیله اکسایش شدید گرافیت در روش هامر، یک نانوحامل ایده ال برای انتقال دارو و ژن است. تعداد لایه های گرافن اکساید مورد استفاده برای دارورسانی بین یک تا سه لایه بوده (ضخامت کل لایه ها برابر با ۱ تا ۲ نانومتر است) و اندازه آن ها بین چند نانو متر تا چند صد نانومتر است. این ماده دارای ویژگی های ساختاری بی نظیر است به گونه ای که سطح تماس ویژه آن بسیار بالا بوده (۲۶۳۰ متر مربع بر گرم) و از طرفی نیز مملو از گروه های غنی از اکسیژن است؛ به همین سبب این ماده دوبعدی از زیست سازگاری و حلالیت فیزیولوژیکی خوبی برخوردار بوده و پایداری آن نیز مناسب است. خصوصیات مذکور باعث شده تا این ماده گزینه مناسبی برای بارگذاری داروها و ژن ها از طریق همبستگی شیمیایی باشد. 
به علاوه وجود گروه های عاملی هیدروکسیل (OH) و کربوکسیل (COOH) در ساختار گرافن اکساید سبب شده تا GO همبستگی خوبی با سیستم های مختلف نظیر پلیمرها، بایومولکول ها، کوانتوم دات ، نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) و غیره داشته باشد که این مزیت سبب شده تا کاربرد های متنوعی برای گرافن اکساید در این حوزه پیش بینی شود.
با توجه به اینکه برای دارورسانی از نانولوله های کربنی نیز استفاده می شود، دای  و همکاران از این موضوع الهام گرفته و گرافن اکساید را برای داروهای ضد سرطان آروماتیکی غیرقابل حل در آب استفاده کردند. در تحقیق آن ها گرافن اکساید ابتدا با مولکول پلی اتیلن گلایکول (PEG) که دارای شش بازوی آمینی بوده جفت شده و سپس با داروی ضد سرطان غیرقابل حل در آب همبسته شده است (SN38 روی سطح گرافن اکساید با جذب غیر کووالانسی ساده π- π اعمال شده است). گرافن اکساید عامل دار شده بوسیله پلی اتیلن گلایکول که بوسیله SN38 بارگذاری شده است، ۱۰۰۰ برابر بیشتر از CPT-11 از خود سمیت سلولی  برای سلول های HCT-116 نشان داده است. در تحقیق دیگری همان گروه به بررسی آزادسازی هدف دار دارو های شیمیایی در سلول ها، با استفاده از GO-PEG که با ( Rituxan (CD20+ antibody همبستگی تشکیل داده است، پرداختند (شکل ۱). در این تحقیق مشخص شد که نرخ آزادسازی دارو از گرافن اکساید به pH وابسته است؛ بنابراین با کنترل میزان pH می توان میزان آزادسازی دارو را کنترل کرد.



شکل ۱٫ A) بارگذاری DOX بر روی GO-PEG که با anti-CD20 antibody همبستگی تشکیل داده است B) سمیت سلولی در غلظت های مختلف DOX نشان دهنده آزادسازی هدف دار DOX در سلول های خاص است C) تصویر فلئوروسانس NIR از سلول های درمان شده

استفاده ترکیبی از چند دارو برای درمان سرطان امر رایجی است که برای شکستن مقاومت سلول های سرطانی در برابر دارو در مراکز پزشکی انجام می شود. با این حال فقط تعداد کمی گزارش در زمینه استفاده از سیستم های دارورسانی بر پایه نانومواد موجود بوده که برای بارگذاری و آزاد سازی کنترل شده چند دارو به طور همزمان مورد استفاده قرار گیرند؛ دلیل این امر هم دشواری های فنی انجام این کار است. در همین راستا امکان سنجی استفاده از گرافن اکساید به عنوان یک نانوحامل برای بارگذاری کنترل شده و آزادسازی هدف دار چند دارو به صورت ترکیبی بررسی شد. در این پژوهش، گرافن اکساید با فولیک اسید و گروه های SO3H همبستگی تشکیل داده و بوسیله دو داروی شیمیایی ( (doxorubicin (DOX و (camptothecin (CPT) با پیوند π- π به روش کنترل شده بارگذاری شده است. داروهایی که به وسیله لیگاند فولیک اسید بر روی گرافن اکساید اعمال شده، نشان از اصابت درست آن ها به سلول های هدف و همینطور سمیت بالای آن ها برای سلول های MCF-7 داشته و بسیار مهمتر اینکه استفاده از دو دارو به صورت ترکیبی تاثیر بسیار بیشتری در مقایسه با استفاده از فقط یک دارو داشته است.
عملکرد مناسب گرافن اکساید در دارورسانی برای درمان سرطان سبب شده تا کاربرد این ماده به سیستم های انتقال دارو های غیر سرطانی هم تعمیم داده شود. اخیرا رانا و همکاران، رهایش داروی ضد التهاب ایبوپروفن را با استفاده از گرافن اکساید که با کیتوسان پیوند داده مورد بررسی قرار دادند. میزان بارگذاری این دارو بر روی گرافن اکساید، ۹٫۷ درصد بوده است. به علاوه در این تحقیق ادعا شده که نرخ آزادسازی این دارو را با کنترل مقدار pH می توان کنترل کرد.
منبع:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3311234/

سبد خرید