الفهرس 
general introduction
methodologyOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 271 |  |  |
| | | from | 271 | | |
Abstract
”أنظمة إيتاء دواء مركبة ميكرونية/ نانونية لاستهداف سرطان الرئة”
يعد سرطان الرئة المسبب الاول للوفيات التي تحدث نتيجة لمرض السرطان، سواء بين النساء والرجال. ويوقع سرطان الرئة عددا من الضحايا، سنويا أكبر بكثير مما يحصده سرطان القولون، وسرطان البروستاتا، وسرطان العقد اللمفاوية وسرطان الثدي معا. وتضمن العلاجات الحالية التدخل الجراحي لاستئصال الورم، يليه العلاج الكيميائي والعلاج بالإشعاع اللذان يصحبهما أعراض جانبية شديدة. ولذلك ثمة حاجة ماسة لناقلات دوائية فعالة وآمنة تحمل عقارات خاليه من الأعراض الجانبية مضادة لسرطان الرئة.
ولذلك يوجد حالياً اهتمام متزايد نحو تصميم نظم إيصال دوائية جديدة محملة بمستخلصات/ مركبات طبيعية ذات خصائص مضادة للسرطان لما تتميز به من أمان أو أعراض جانبية ضعيفة. الماجنولول عبارة عن مركب طبيعي مستخرج من لحاء وجذور شجرة الماجنوليا. استخدم في الطب الصيني التقليدي لما له من خصائص في علاج العديد من الأمراض كمضاد أكسدة، مضاد التهابات ومضاد للجراثيم.
وقد أظهرت العديد من الدراسات الحديثة أن الماجنولول له خصائص مضادة للسرطان حيث إنه يحفز الموت المبرمج للخلايا السرطانية، ويمنعها من التكاثر والانتشار، كما أنه يتميز بسمية منخفضة تجاه الخلايا الطبيعية. ويقلل من فعالية هذه المزايا الرائعة للماجنولول ذوبانه الضعيف جدا في الماء وتوافره الحيوي الضعيف أيضا عند إعطائه عن طريق الفم.
تعتبر الأنظمة الدوائية التي تستهدف الرئة من أكثر الطرق فعالية في علاج سرطان الرئة، وذلك يعود لعدة أسباب، منها إيصال الدواء إلى مكان التأثير بكفاءة عالية وبجرعات أصغر، وبالتالي أعراض جانبية أقل، وتجنب أيض المرور الأول. كما إنها مفضلة لراحة مريض السرطان لأنها لا تستدعي إيصال الدواء بالحقن. لكن آليات الدفاع الطبيعية لحماية الرئتين من أية عوامل خارجية تنقص من فعالية الأنظمة الدوائية التي تستهدف الرئتين.
بناء عليه، تم خلال هذا العمل تحضير أنظمة إيتاء دوائية محملة بالماجنولول بآليتين مختلفتين، ودراسة فعالية هذه النظم في إيصال الدواء بفعالية عالية إلى الانسجة السرطانية في الرئة.
وبناء على ذلك، تم تقسيم العمل إلى فصلين على النحو التالي:
الفصل الأول: إعداد وتوصيف الجسيمات الميكرونية المهجنة المحملة بالماجنولول بطريقة التجفيف الإرذاذي.
الفصل الثاني: إعداد وتوصيف الألياف/الجسيمات النانوية المركبة والمحملة بالماجنولول بطريقة الغزل الكهربائي.
الفصل الأول: إعداد وتوصيف الجسيمات الميكرونية المهجنة المحملة بالماجنولول بطريقة التجفيف الإرذاذي.
في هذا الفصل تم تحضير الجسيمات الميكرونية المركبة بواسطة جهاز المجفف الرذاذ. وكان الهدف الرئيسي من الدراسة في هذا الفصل هو تحضير جسيمات ميكرونية تمتاز بقطر إيروديناميكي مناسب لإيصالها إلى عمق الحويصلات الرئوية، وقدرتها على تجنب عملية البلعمة بالخلايا البلعمية (الماكروفاج) في الحويصلات الهوائية لتؤمن تحرراً مديداً للدواء. وبناء عليه، تم اختيار ثلاثة أنواع من الدهون الفوسفاتية التي تشابه في تركيبها العوامل الفعالة على السطح المتواجدة في الحويصلات الهوائية العميقة لتحضير الجسيمات الميكرونية (MP) المحملة بالماجنولول بالإضافة للكيتوزان الذي يتميز بتوافقه الحيوي وقدرته على الالتصاق بالأغشية المخاطية. يتوقع من الدهون الفوسفاتية المستخدمة أن تقوم بتمويه الجسيمات الميكرونية المحضرة من أجل أن تكون قادرة على تجنب عملية البلعمة بالخلايا البلعمية (الماكروفاج)، كما سيلعب الكيتوزان دور في إطالة تواجد هذه الجسيمات في الحويصلات الهوائية نظرا لقدرته على الالتصاق بالأغشية المخاطية. تبعا لطبيعة الدهن الفوسفاتي المستخدم، تم تحضير الجسيمات الميكرونية المركبة بالتجفيف الإرذاذي لمحاليل أو مستحلبات كما يلي:
التجفيف الإرذاذي للمحاليل: هذه الطريقة استخدمت مع كل من الفوسفاتيديل كولين المستخرج من البيض EPC و دي ستيرويل فوسفاتيديل كولين DSPC، حيث تم إذابة الدهن الفوسفاتي مع الماجنولول في الإيثانول ومزج هذا المحلول مع الكيتوزان المنحل في حمض الأسبارتيك أو حمض الخليك في تحضير MP بطريقة التجفيف الإرذاذي.
التجفيف الإرذاذي للمستحلبات: نظرا لانحلال الملح الصوديومي لدي بالميتويل جليسرو فوسفوجليسرول DPPG-Na في مزيج من الميثانول والكلوروفورم بنسبة 1:2 فقد تم تحضير مستحلب أولا مع الكيتوزان المنحل في حمض الخليك، ثم تم تحضير المساحيق المجففة بطريقة التجفيف الإرذاذي.
لقد تم تقييم وتوصيف المساحيق المحضرة عن طريق قياس كل من محتوى الرطوبة للمساحيق، حجم وقطر الجسيمات الميكرونية الإيروديناميكي. تم أيضا تقييم شكل الجسيمات باستخدام المجهر الماسح الإلكتروني، واستخدم جهاز حيود الأشعة السينية لدراسة الخواص الفيزيائية للمساحيق المحضرة. تم تعيين كل من الانطلاق المعملي للدواء وخواص الإيداع الرئوي المعملي للمساحيق عن طريق استخدام جهاز الاصطدام ذي المنصة التوأمية مع جهاز استنشاق المساحيق. كما تم استخدام كل من جهاز المسح الحراري التفاضلي وجهاز فورييه لتحويل طيف الأشعة تحت الحمراء للتحقق من تشكل شبكة جديدة مركبة ما بين الكيتوزان والدهون الفوسفاتية المستخدمة. أخيرا، تم دراسة السمية الخلوية لكل من الماجنولول و المساحيق المجففة على خلايا الرئة السرطانية A549باستخدام المعايرة التكاثرية.
يمكن تلخيص النتائج التي تم الحصول عليها في هذا الفصل بما يلي:
1. لا بد من استخدام سواغات لدى التجفيف الإرذاذي للماجنولول، فقد تم الحصول على سائل لزج ملتصق بجدران الجهاز المجفف بالإرذاذ عند تجفيف الماجنولول إرذاذيا وحده عند درجة حرارة 100 °سيلزيوس.
2. نسبة تواجد الدواء في الجسيمات الميكرونية المحضرة مع EPC-3 كانت أعلى من تلك المحضرة مع EPC-S وهذا قد يعود إلى درجة الانصهار الأعلى ل EPC-3 من EPC-S نظرا لاحتوائه سلاسل كربونية مشبعة. كما تم التوصل أيضا إلى أن زيادة نسبة الإيثانول المستخدمة في إذابة الدهن الفوسفاتي والماجنولول من 30 إلى 50% أدت إلى انخفاض حاد في النسبة المئوية لمحصول المسحوق، لكن استخدام نسب أقل من الماجنولول أدى إلى زيادة نسب تواجد الدواء في المسحوق، كما حسنت من خصائص تدفقه وانسيابه.
3. بالنسبة CS/DSPC MP، أيضا استخدام نسب أقل من الدواء أدت إلى زيادة كل من النسبة المئوية لمحصول المسحوق و نسبة تواجد الدواء فيه بالإضافة إلى تحسين خصائص تدفقه وانسيابه. غير أن استخدام نسب أقل من الماجنولول في الجسيمات النانوية CS/DPPG-Na لم يكن له أي تأثير على كل من نسبة محصول المسحوق أو نسبة تواجد الدواء فيه.
4. محتوى رطوبة مسحوق CS/DPPG-Na كانت أقل من كل المساحيق المجففة المحضرة مع الدهنين الفوسفاتيين الأخرين.
5. أظهرت نتائج قياس حجم وكثافة الجسيمات أن القطر الإيروديناميكي للكتلة الوسطية للجزيئات في كل من الصياغات المحضرة كان أقل من 5 ميكروميتر وأعلى من 200 نانوميتر مما يثبت أن المساحيق المجففة المحضرة مناسبة لإيتاء الدواء رئويا.
6. قد أوضحت الصور المأخوذة بالماسح الالكتروني لصيغ المساحيق المجففة أن استخدام الدهون الفوسفاتية أدى إلى تكوين جسيمات كروية ذات أسطح مموجة متفرقة بعضها عن بعض، وجوفاء من الداخل مما يشير إلى قلة كثافتها، وهي غير متبلورة، فلم يظهر أية جزيئات بلورية على سطحها على عكس الجسيمات الميكرونية المحضرة بالكيتوزان والليوسين مع الماجنولول حيث أظهرت الصور أنها جسيمات كروية متكتلة بعضها عن بعض، ويوجد على سطحها جزيئات بلورية ومسام ذات أبعاد نانوية.
7. أثبت مشتت الأشعة السينية للمساحيق المجففة وجود الدواء بصورة غير متبلورة في جميع المساحيق المحضرة.
8. تبين من نتائج الانطلاق المعملي للدواء أن سرعة تحرر الدواء من الجسيمات الميكرونية CS/EPC-3 تأثرت بنسب الماجنولول المستخدمة في تحضير هذه الجسيمات، حيث أسرع تحرر للدواء كان مع الصيغة E3 والمحضرة بنسبة ماجنولول: كيتوزان: دهن فوسفاتي (1:1:0.4). أما في حال الجسيمات الميكرونية CS/DSPC فإن سرعة تحرر الدواء لم تتأثر بنسب الماجنولول المستخدمة في التحضير حيث إن 70% من الدواء تحرر بعد 144 ساعة في كل من الصيغ الثلاث المحضرة.
9. أسرع تحرر للدواء كان من الجسيمات الميكرونية CS/DPPG-Na حيث 100% من الدواء تحرر بعد 48 ساعة.
10. بناء على ذلك تبين أن إضافة الدهون الفوسفاتية في تحضير الجسيمات الميكرونية المركبة أسهم في الحصول على تحرر مديد للدواء مقارنة بالتحرر السريع له من الجسيمات الميكرونية المحضرة من الكيتوزان حيث إن 100% الماجنولول تحرر بعد 24 ساعة.
11. وللتمييز ما بين المساحيق المجففة المحضرة في فعاليتها في الوصول العميق للرئة تم استخدام جهاز الاصطدام ذي المنصة التوأمية:
أ. وفي هذه التجربة تم إيتاء 100% من المساحيق المعبأة في الكبسولات.
ب. 53-62% من المساحيق المحضرة بنسب أقل من الماجنولول وصلت إلى المنصة السفلى مؤكدة إمكانية توصيلها عميقا داخل الحويصلات الرئوية.
12. أكدت نتائج كل من المسح الحراري التفاضلي وطيف الأشعة تحت الحمراء للمساحيق المجففة تشكل قالب مركب من الكيتوزان والدهون الفوسفاتية.
13. من نتائج السمية الخلوية بالمعايرة التكاثرية أن قابلية الحياة والنمو للخلايا تجاوزت 85% في حال المساحيق المجففة الخالية من الماجنولول، في حين أن سمية المساحيق المجففة المحملة بالماجنولول كانت قريبة من سمية الماجنولول وحده مما يثبت أن التجفيف الإرذاذي لم يغير من فعالية الدواء، وأن الصيغ المحضرة آمنة على خلايا الرئة الطبيعية.
الفصل الثاني: إعداد وتحضير نظم نانوية مركبة محملة بالماجنولول بطريقة الغزل الكهربائي.
الهدف الرئيس من العمل في هذا الفصل دراسة آلية الغزل الكهربائي في تحضير أنظمة إيتاء دواء مناسبة لإيتاء الدواء عن طريق الرئة. خلال هذا الفصل تم تحضير نظامي إيتاء دوائين مختلفين باستخدام المغزل الكهربائي: ألياف وجسيمات نانوية يمكن استخدامها لاستهداف الرئة بطرق تطبيق مختلفة.
بناء على التوافق الحيوي للكيتوزان وقدرته على الالتصاق بالأغشية المخاطية، تم اختياره لتحضير هذه الصيغ مع نسب مختلفة من الكحول البولي فينيلي لتحسين قابلية الغزل الكهربائي للكيتوزان والتحكم بخصائص الصيغ المحضرة. خلال هذا العمل تم دراسة تأثير كل من نوع الكيتوزان المستخدم (متوسط الوزن الجزيئي ومنخفض الوزن الجزيئي) ((MMw &LMw، تركيز حمض الخليك المستخدم في تذويب الكيتوزان، نسب الكيتوزان للكحول البولي فينيلي، وأخيرا نسب الماجنولول المستخدمة في التحضير على خصائص المحاليل البوليمرية المحضرة التي تتضمن اللزوجة والتوصيل الكهربائي لهذه المحاليل وتأثيرها على هيئة الصيغ المحضرة بالغزل الكهربائي.
كما تمت دراسة المتغيرات التي تتعلق بعملية الغزل الكهربائي والتي تتضمن: الجهد كهربائي المطبق، والمسافة ما بين رأس الإبرة والجامع، وسرعة التدفق، وتأثير كل منها على شكل وأبعاد الصيغ المحضرة، بالإضافة لمجال توزع أبعاد هذه الصيغ.
عن طريق التحكم بخصائص المحاليل البوليمرية والمتغيرات التي تتعلق بعملية الغزل الكهربائي، تم تحضير الألياف النانوية أو الجسيمات النانوية بخصائص وأشكال مختلفة. تم استخدام الماسح الضوئي الالكتروني لتقييم شكل الألياف والجسيمات النانوية وتحديد أبعادها. كما تم تعيين نسبة تحوصل الدواء وسرعة تحرره في المعمل. وتم استخدام جهاز المسح الحراري التفاضلي لدراسة الخواص الفيزيائية للألياف والجسيمات النانوية المحملة بالماجنولول. كما تمت دراسة متانة الألياف النانوية المحضرة في محاليل مختلفة.
لدراسة إمكانية استهداف الرئة بالجسيمات النانوية، تم تحضير مساحيق مجففة من الجسيمات النانوية المحملة بالماجنولول بعد إعادة خلطها مع الليوسين باستخدام المجفف الإرذاذي للحصول على جسيمات ميكرونية محملة بالجسيمات النانوية. وتم تقييم هذه المساحيق وفقا للنسبة المئوية لمحصول المسحوق، وتدفق وانسياب المسحوق ونسبة وجود الدواء بعد التجفيف الإرذاذي. تم تعيين خواص الإيداع الرئوي المعملي للمساحيق وذلك باستخدام كبسولات جيلاتينية محملة بالمساحيق واستخدام جهاز الاصطدام ذي المنصة التوأمية مع جهاز استنشاق المساحيق. وأخيرا تمت دراسة سمية الأنظمة الدوائية المحضرة بطريقة المعايرة التكاثرية على خلايا الرئة السرطانية A549.
يمكن تلخيص النتائج التي تم الحصول عليها في هذا الفصل بما يلي:
1. يعتمد بشكل رئيسي شكل الصيغ المحضرة بطريقة الغزل الكهربائي على محتواها من الكيتوزان ونسبة الكيتوزان للكحول البولي فينيلي، فقد تم الحصول على جسيمات نانوية عند محتوى عالٍ من الكيتوزان كما في النسب (2:8) و (3:7) ومع انخفاض محتوى الكيتوزان يتغير شكل الصيغ المحضرة لألياف نانوية يتخللها كريات من البوليمير إلى أن نصل إلى ألياف نانوية متناسقة الشكل عند نسبة (9:1).
2. أيضا التوصيل الكهربائي لمزيج الكيتوزان والكحول البولي فينيلي له تأثير في شكل الصيغ المحضرة، تم الحصول على جسيمات نانوية في عند قيم عالية للتوصيل الكهربائي أما في حال القيم المنخفضة تم الحصول على ألياف نانوية.
3. تأثرت قيم التوصيل الكهربائي ولزوجة محاليل الكيتوزان بشكل كبير بتركيز حمض الخل المستخدم، وقد وجد أن نسبة 2% هي المفضلة في تحضير الألياف النانوية متناسقة الشكل عند نسبة (8:2) كيتوزان ل كحول بولي فينيلي بالنسبة للكيتوزان MMw.
4. أدت إضافة كل من الماجنولول والإيثانول إلى مزيج الكيتوزان والكحول البولي فينيلي إلى هبوط حاد في قيم التوصيل الكهربائي لهذا المزيج، لكن بالمقابل زادت من لزوجته مما أسهم في الحصول على جسيمات وألياف نانوية ذات أبعاد أكبر من سابقتها.
5. أوضحت الصور المأخوذة بالماسح الالكتروني لكل من الجسيمات والألياف النانوية، أن زيادة كل من الجهد الكهربائي المطبق والمسافة ما بين رأس الإبرة والجامع وإنقاص سرعة تدفق المزيج أسهم في الحصول على ألياف نانوية متناسقة الشكل و جسيمات نانوية أصغر ذات أبعاد متقاربة، كما أسهم في الحد من عملية تنقيط مزيج البوليمير على العينات الجافة.
6. نسبة تحوصل الدواء داخل الجسيمات النانوية كانت عالية، فقد وصلت إلى 95.48% ±2.45، أما بالنسبة للألياف النانوية فنسبة تحوصل الدواء زادت بزيادة نسبة الدواء المستخدمة في التحضير.
7. امتازت المساحيق المجففة المحضرة من الجسيمات النانوية بنسبة مئوية عالية نسبيا لمحصول المسحوق، ونسبة عالية لتواجد الدواء الفعلي في المسحوق، وذلك بالإضافة لخصائص تدفق وانسياب جيدة. وقد أوضحت صور الماسح الالكتروني لهذه المساحيق تكتلات ميكرونية ذات أشكال غير محددة ومجوفة من الداخل مما أسهم مع خصائص الليوسين المانعة للالتصاق في وصول نسبة عالية من المسحوق إلى المنصة الثانية من جهاز الاصطدام ذي المنصة التوأمية مما يدل على إمكانية وصول هذه المساحيق إلى عمق الحويصلات الرئوية.
8. تم تحرر 100% من الدواء من الجسيمات والألياف النانوية خلال 10 ساعات فقط، وهذا قد يعود للمسامية العالية التي تمتاز بها هذه الصيغ بالإضافة للمساحة السطحية الكبيرة.
9. أوضح المسح الحراري للألياف والجسيمات المحملة بالدواء اختفاء القمة الخاصة بانصهار الماجنولول والبوليميرات المستخدمة مما يدل على وجودها بصورة غير متبلورة، كما تبين أيضا أن إضافة الماجنولول أدى إلى زيادة الثبات الحراري لشبكة البوليمير بصورة تتناسب طردا مع كمية الماجنولول.
10. أظهرت نتائج طيف الأشعة ما تحت الحمراء تطابق طيف الألياف النانوية المحملة بالماجنولول مع تلك الخالية من الماجنولول مما يثبت التحوصل التام للدواء داخل هذه الألياف، أيضا تبيّن هذه النتائج إمكانية تشكل روابط هيدروجينية بين كل من الماجنولول والكيتوزان والكحول البولي فينيلي.
11. حافظت الألياف النانوية على شكلها حيث إنها لم تتفتت أو تذوب لدى غمرها بالماء أو محلول الفوسفات الوسيط (اس هيدروجيني 7.4) لمدة تجاوزت الأسبوعين، وهذا قد يعود لزيادة متانة هذه الألياف لدى إضافة الإيثانول والماجنولول لمزيج البوليمير مقارنة مع الألياف النانوية النقية.