بررسی مدل و سینتیک رهایش دارو

بررسی مدل و سینتیک رهایش دارو

پس از بدست آمدن نمودار پروفایل رهایش می توان اطلاعات مفید دیگری نیز از نمودار بدست آورد. به عنوان مثال تعیین نوع مکانیزم رهایش دارو. سامانه‌های دارورسانی، داروها را در طی یک دوره زمانی مشخص و بر اساس نیاز درمانی رسانش می‌کند. رهایش کنترل‌شده به‌منظور حفظ غلظت مؤثر دارو در بافت هدف یا سلول‌ها یک ویژگی کلیدی این سامانه‌ها است. انواع سامانه‌های دارورسانی با رهایش دارویی کنترل‌شده را می‌توان به‌صورت زیر دسته بندی کرد:

۱- سامانه‌هایی که سرعت رهایش دارو از طریق انحلال دارو کنترل می‌شود.

۲- سامانه‌هایی که سرعت رهایش دارو از طریق پدیده نفوذ دارو کنترل می‌شود.

۳- سامانه‌هایی که سرعت رهایش دارو از طریق انحلال و نفوذ دارو کنترل می‌شود.

۴- سامانه‌هایی که سرعت رهایش دارو از طریق رسوخ آب به سامانه کنترل می‌شود.

۵- سامانه‌هایی که سرعت رهایش دارو از طریق شیمیایی کنترل می‌شود.

۶- هیدروژل ها

۷- رزین‌های تبادل یونی

پتانسیل‌های فرمولاسیون‌هایی با قابلیت آزادسازی کنترل‌شده دارو، داروسازها و مهندسین را به‌منظور درک بیشتر مکانیزم های رهایش دارو به‌منظور طراحی هر چه بهتر سامانه‌های دارورسانی در کنار هم قرار داده است. برای رسیدن به این هدف، استفاده از مدل‌های ریاضی می‌تواند بسیار مؤثر بوده و سینتیک‌های آزادسازی را پیش بینی کند. هدف از مدل‌سازی ریاضی بیان ساده فرآیند پیچیده رهایش به‌منظور فهم چگونگی ساز­و­کار رهایش در یک سامانه حامل دارو می‌باشد. به این ترتیب یک مدل ریاضی به طور عمده روی یک یا دو نیروی محرکه اصلی متمرکز می‌شود. البته این مدل‌ها ممکن است برای تشریح بعضی از سامانه‌های انتقالی پیچیده‌تر کافی نباشند.

به‌منظور مطالعه سینتیک رهایش یک دارو، نتایج بدست آمده را می توان با پنج مدل سینتیکی درجه صفر، درجه یک، مدل هیگوچی، هیگسون کراول و کراسمیر پپاس توسط نرم افزار MATLAB برازش کرد. مدل‌های مورد مطالعه به شرح زیر می‌باشند:

• مدل درجه صفر   Q_t = Q₀ + K₀t                                                                                                      

در مدل درجه صفر، مقدار داروی حل شده، غیر وابسته به میزان اولیه دارو است. در این رابطه Q_t مقدار داروی حل شده تا زمان t، K₀ ثابت رهایش درجه صفر و Q₀ مقدار اولیه دارو در محلول بافری است که در مورد مطالعه فوق برابر با صفر است.

• مدل درجه یک   Ln M_t = Ln M₀ + K₁t                                                                                             

در این مدل تغییرات مقدار حل نشده از دارو به زمان، با توان اول مقدار داروی حل نشده ارتباط مستقیم دارد. در این رابطه M_t مقدار داروی حل نشده در زمان t، M₀ مقدار اولیه دارو و K₁ ثابت رهایش درجه اول می‌باشد.

• مدل هیگوچی   Q_t = k_Ht ^1/2                                                                                                         

در این رابطه رهایش دارو به وسیله نفوذ مواد محلول از حامل کنترل می‌شود و مکانیزم آزادسازی از نفوذ پیروی می‌کند. در این مدل مقدار دارو حل شده با ریشه دوم زمان در ارتباط است. Q_t مقدار دارو حل شده در زمان t و K_H ثابت انحلال هیگوچی است. این مدل بر اساس این قضیه پایگذاری شده است که نفوذ تنها در یک بعد اتفاق می افتد، ابعاد ذرات بسیار کوچکتر از سیستم است و پدیده تورم و حل شدن پلیمر قابل صرف نظر کردن است.

• مدل هیگسون – کراول   Q₀ ^1/3 – Q_t ^1/3 = K_HCt                                                                                           

Q_t در این رابطه مقدار دارو رها شده در زمان t، Q₀ مقدار اولیه دارو در ذرات تولیدی و K_HC ثابت سرعت برای معادله هیگسیون - کراول است.

• مدل کراسمیر – پپاس  M_t/M_∞ = ktⁿ

M_t/M نسبت داروی رها شده از سیستم در زمان t است. میزان n نشان دهنده مکانیزم رهایش دارو است. اگرچه این میزان به ساختار هندسی سیستم نیز بستگی دارد، با این حال به‌صورت حدودی اگر n معادل 5/0 باشد، مکانیزم رهایش از قانون فیک یا پدیده نفوذ پیروی می‌کند. اگر مقدار n بین 5/0 تا یک باشد مکانیزم نفوذ و فرسایش ماتریکس حامل در رهایش دارو مؤثر است و اگر n برابر یک باشد، رهایش دارو مستقل از زمان است و یا به عبارتی از مدل درجه صفر پیروی می‌کند. در سایر حالات مکانیزم خاصی را نمی‌توان برای رهایش دارو عنوان نمود. مقدار n برای سیستم‌های دارویی کروی نزدیک به 43/0 است.

جهت اطلاعات تکمیلی به مقاله می توانید مراجعه کنید:

Ghaffari, S.B., Sarrafzadeh, M.H., Fakhroueian, Z. and Khorramizadeh, M.R., 2019. Flower-like curcumin-loaded folic acid-conjugated ZnO-MPA-βcyclodextrin nanostructures enhanced anticancer activity and cellular uptake of curcumin in breast cancer cells. Materials Science and Engineering: C, 103, p.109827.