بررسی اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی نانوذره LDH بر روی تعدادی از پاتوژن های انسانی و گیاهی
Evaluation of antibacterial and anti fungal effects of LDH nano particle on a number of human and plants pathogen
مجریان: آزیتا دیلمقانی
خلاصه روش اجرا: مواد شیمیایی: MgCl2.6H2O، AlCl3.6H2O، SDS، CTAB، n-متیل ایمیدازول، (3-کلروپروپیل) تری متوکسی سیلان، هیدروکسید سدیم، دی کلرومتان و تمام حلال های شیمیایی از شرکت های معتبر خریداری خواهند شد . ترکیب کوئرستین به غلظت 30 میکرومولار تنظیم و سپس با نانومواد هیبرید آلی- معدنی LDH/ مایع یونی (LDH/IL) ترکیب خواهد شد. سنتز نانومواد هیبریدی آلی- معدنی LDH/IL: سنتز ILIM مخلوطی از N-methylimidazole (25 mmol) و CPTMS (25 mmol)در دمای 80 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت واکنش و مواد واکنش نداده توسط دی اتیل اتر شسته و سپس دی اتیل اتر تحت فشار کاهش یافته در دمای اتاق خارج خواهد شد. مایع حاصل تحت فشار کاهش یافته در دمای اتاق خشک گردیده و پیش ساز Mg/Al-DS LDH سنتز خواهد شد. مقدار pH محلول 70 میلی لیتری حاوی MgCl2.6H2O (0.06 mol)، AlCl3.6H2O (0.02 mol) و SDS (0.04 mol) با محلول آب سودا (soda water) به حدود 9.5 تنظیم گردیده و دوغاب بهدستآمده به مدت 2 روز در دمای 90 درجه سانتیگراد نگه داری خواهد شد. سپس صاف شده و با آب شسته خواهد شد. Mg/Al-DS LDH سفید با خشک کردن در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 1 روز به دست خواهد آمد. 50 میلی لیتر دی کلرومتان به 7 گرم CTAB اضافه شده و به مدت 1.5 ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد هم می زنیم. 4 گرم از ILIM و 4 گرم پیش ساز Mg/Al-DS LDH به 50 میلی لیتر دی کلرومتان اضافه می نماییم و به مدت 2 ساعت هم زده خواهد شد. پس از آن، محلول CTAB حاوی دی کلرومتان به مخلوط ILIM و Mg/Al-DS LDH اضافه می گردد. کل مخلوط به مدت 48 ساعت در دمای 50 درجه سانتیگراد تحت اتمسفر نیتروژن واکنش نشان خواهد داد. در نهایت محصول صاف شده و با آب و اتانول کاملا شسته خواهد شد. نانومواد هیبریدی آلی- معدنی LDH/IL به دست آمده در دمای اتاق خشک می گردد. جهت ارزیابی حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و کمترین غلظت مهار کنندگی (MBC)، نیم مک فارلند از باکتری های پاتوژن تهیه می نماییم . غلظت های مختلف محلول LDH/ILبه صورت سریالی از 50 تا 5 میکرومولار تهیه می شود و در نهایت 20 میکرولیتر از هر غلظت به چاهک های مختلف اضافه می شود. چاهک کنترل مثبت حاوی پاتوژن و محیط کشت و چاهک کنترل منفی حاوی 30 میکرومولار LDH/IL و محیط کشت خواهد بود. سپس میکروپلیت ها به مدت 48 ساعت در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داده می شوند .سپس رشد باکتری ها در مقایسه با شاهد مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت و چاهک هایی با کمترین غلظت LDH/IL که کدورتی از آنها مشاهده نشد، به عنوان MIC در نظر گرفته خواهد شد.دو چاهک قبل از آن به مقدار 20 میکرولیتر بر روی محیط کشت باکتری کشت داده شده و ۲۴ ساعت در انکوباتور در دمای 37 درجه قرار خواهد گرفت.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 70768 |
| عنوان فارسی طرح | بررسی اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی نانوذره LDH بر روی تعدادی از پاتوژن های انسانی و گیاهی |
| عنوان لاتین طرح | Evaluation of antibacterial and anti fungal effects of LDH nano particle on a number of human and plants pathogen |
| نوع طرح | گرنت پژوهشی |
| اولویت طرح | توسعه فناوریهای نوین برای دارورسانی |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | رهایش کنترل شده دارو عبارت است از رساندن دارو در یک زمان معین و با دوز کنترل شده به اهداف دارویی خاص که باعث کاهش عوارض جانبی، درمان سریع تر و اختصاصی برای بیماران می شود. در این زمینه می توان به حاملین دارو و دارورسانی هدفمند اشاره کرد. تکنولوژی رهایش کنترل شده ی دارو یکی از مباحث در حال پیشرفت ا ست که شیمیدانان وداروسازان جهت مراقبت از سلامت انسانی در آن شرکت می کنند. چنین سیستمهایی در مقایسه با روشهای مرسوم درمانی مزایای بسیاری را ارائه می دهند که شامل پیشرفت کارایی، کاهش سمیت و آلودگی و بهبود ر ضایتمندی و آسایش بیماران می با شد. درسالهای اخیر هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه، LDH (Layered double hydroxide) توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. این ترکیبات که به صورت ساختارهای لایه ای هستند می توانند به صورت نانو ساختارهای فوق العاده ارزان و پرکاربرد مورد استفاره قرار گیرند. یکی از کاربردهای فوق العاده ی این ترکیبات به عنوان دارو رسان ها می باشد (1و2). همه سیستم های رهایش کنترل شده ی دارو با هدف بهبود و پیشرفت در درمان دارویی ایجاد شده اند. این پیشرفت می تواند به شکل افزایش تاثیرات درمانی در مقایسه با تأثیرات جانبی، کاهش دفعات مصرف دارویی در زمان درمان و یا حذف نیاز به مصرف ویژه ی دارویی را شامل می شود (مثل تزریقات پی در پی). رهایش کنترل شده دارو می تواند به صورت کنترل زمانی وکنترل توزیعی به دست آید. سیستم دارویی قدیم به علت غیر واقعی بودن دوز دارویی، از لحاظ مقدار نیاز برای درمان بسیاری از آن در دستگاه گوارش، گردش خون و بافت های واسط قبل از ر سیدن به سلول های هدف به هدر می رفت. بطوریکه تزریق مکرر دارو باعث دردناک شدن بافت ها می گردید که برای بیمار، غیر قابل تحمل است، اما فناوری نانو در دارور سانی، راه حل هایی اندیشیده است. دارورسانی نوین عبارتند از رساندن دارو در یک زمان و با دوز کنترل شده به اهداف دارویی خاص که این کار به نحو چشمگیری، ایمن تر و بسیار موثرتر از پخش دارو در تمام بدن ا ست. در واقع ر ساندن دارو در یک زمان معین با دوز کنترل شده باعث کاهش عوارض جانبی و درمان سریعتر برای هریک از افراد می باشد. این فناوری جدید، امکان استفاده از داروهای بسیار سمی را نیز می دهد. نانو ذرات هیدروکسید دوگانه لایه ای به عنوان دسته ای از سیستم های نوین دارورسانی مطرح هستند که قابلیت رهش کنترل شده و محافظت دارو و همچنین افزایش نیمه عمر دارو را بر عهده دارند (2.4). دارو با روشهای تبادل یون یا ترسیب در بین لایه های هیدروکسید قرار می گیرد LDH ها به عنوان ناقلهای معدنی محلول برای داروهای آنیونی عمل می کنند LDH ها هدفدار تهیه شده و کاربردهای وسیعی در اهداف کاتالیتیکی و بیوفارماکوتیکال دارند. از دیدگاه فارماکوتیکال توجه زیادی به LDH ها شده و آنها به عنوان عاملهای ضد اسید در فرمولهای تجاری کاربرد دارند. علاوه براین هیبریدهای LDH با داروهای ضداالهاب، آنتی بیوتیک، ضد فشارخون و ضد سرطان، به عنوان وسیله ای با ویژگی رهایش کنترل شده دارو از طریق موضعی، روده ای یا از طریق تزریق درون رگی یا ماهیچه ای مورد بررسی قرار گرفته است (5). ساختار اکثر هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای بصورت هیدروتالیست های معدنی از منیزیم و آلومنیوم است که به عنوان ضد اسید برای محافظت از داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی نظیر ایبوپروفن، ناپروکسن، فن بوفن، ایندومتاسین ، کتوپروفن، آسپرین، دیکلوفناک، پیروکسیکام و ملوکسیکام در محیط اسیدی معده بکار می روند (6).آمبروقی و همکارانش نانو بیوهیبریدهایی از هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای با داروهایی نظیر دیکلوفناک، ناپروکسن، ایبوپروفن را به روش تبادل یونی تهیه نمودند و پس از بررسی رهایش دارو در محیط شبیه به معده و روده گزارش کردند که لایه های دوگانه هیدروکسیدی حاملین بسیار موثری برای انتقال دارو به بدن می باشند. هیبریدهای دارو LDH به علت خنثی بودن به راحتی می تواند بدون مواجه شدن با نیروهای دافعه به داخل سلول ها نفوذ نمایند. رهایش دارو در سیتوپلاسم دراثر تبادل دارو با سایر یون ها یا در اثر حل شدن جزئی LDH در لیزوزوم ها رخ می دهد(7). هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای به علت پایداری حرارتی بالا، قابلیت تبادل یونی و داشتن سطوح فعال وسیع، کاربردهای زیادی در زمینه های دارویی، کاتالیزوری، فتوکاتالیزوری، جاذب و تهیه سنسورها دارند. این ترکیبات به دلیل داشتن ساختارهای لایه ای با بار مثبت به همراه کاتیونهای روی، منیزیم و آلومینیم بیوسازگار می باشند و می توان به عنوان حامل داروها با بار منفی مورد استفاده قرار داد. در این پژوهش از نانوکامپوزیت LDH با نانوذرات مغناطیسی به فرم هسته-پوسته های چند هسته ای برای اولین بار جهت رسانش داروهای ضد التهابی دیکلوفناک و ایبوپروفن استفاده شد. برای سنتز و تهیه این نانوکامپوزیت در ابتدا نانوذرات مغناطیسی با روش سبز و تک منبع بدون استفاده از عوامل اکسید کننده و احیا کننده های مضرر و با تکنیک استوالد-رایپنینگ به صورت نانوذرات خود کنترل شده کلوخه ای به شکل کره های توخالی سنتز شد، سپس به روش همرسوبی در محل، نانولایه هایLDH ابتدا هسته زایی و سپس رشد کرده و پوسته این نانوذرات را تشکیل دادند. در ادامه جهت افزایش مقدار بارگزاری داروها، داروهای ضد التهابی دیکلوفناک و ایبوپروفین به روش بازسازی (reconstruction) و اثر حافظه (memory effect) این نانوحامل، در بین لایه های هیدروکسیدی بارگذاری کرده و رهش آن را بررسی شد. همچنین در این بررسی سمیت نانو ذرات و خواص آنتی میکروبیال با روش MTT مورد بررسی و ازمایش قرار گرفت. |
| اهداف اختصاصی | طراحی و ساخت نانوساختارLDH -بررسی ساختار نانوذرات LDH -‏بررسی سمیت نانو ذرات -ارزیابی اثرات ضد باکتریایی نانو پارتیکل -ارزیابی اثرات ضد قارچی نانوپارتیکل -بررسی MBC MFC, MIC نانوپارتیکل |
| چکیده انگلیسی طرح | Chemical: MgCl2.6H2O, AlCl3.6H2O, SDS, CTAB, n-methyl imidazole, (3-chloropropyl)trimethoxysilane, sodium hydroxide, dichloromethane, and all chemical solvents were obtained from the Merck company. The quercetin compound adjusted to a concentration of 30 μM, and then conjugated to synthesized layered double hydroxide/ ionic liquid (LDH/IL) organic-inorganic hybrid nanomaterial. Synthesis of LDH/IL organic-inorganic hybrid nanomaterial: Synthesis of ILIM: A mixture of N-methylimidazole (25 mmol) and CPTMS (25 mmol) was reacted at 80 °C for 72 h. The unreacted materials were washed by diethyl ether and then the diethyl ether was removed under reduced pressure at room temperature. The resulting liquid was dried under reduced pressure at room temperature. The Mg/Al-DS LDH precursor was synthesized, which the pH value of 70 mL solution containing MgCl2.6H2O (0.06 mol), AlCl3.6H2O (0.02 mol), and SDS (0.04 mol) was adjusted to about 9.5 with soda aqueous solution. The obtained slurry was aged for 2 days at 90 °C, then filtered, and washed with water. The white Mg/Al-DS LDH was got by drying at 60 °C for 1 day. 50 mL of dichloromethane was added to 7 g of CTAB and stirring for 1.5 h at 60 °C. 4 g of the ILIM and the 4 g of Mg/Al-DS LDH precursor were added to 50 mL of dichloromethane and stirring for 2 h. after that, the CTAB solution containing dichloromethane was added to the mixture of ILIM and Mg/Al-DS LDH. The whole mixture was allowed to react under nitrogen atmosphere for 48 h at 50 °C. Finally, the product was filtered and washed thoroughly with water and ethanol. The obtained LDH/IL organic-inorganic hybrid nanomaterial was dried at room temperature. Evaluation of minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) on pathogens: Prepared from half-McFarland pathogen bacteria and diluted by 0.1 and 20 microliters will be added equally to all wells. Different concentrations of LDH/IL solution are prepared serially from 50 μM to 5 μM and finally 20 μl of each concentration will be added to different wells. The positive control well will contain half of McFarland of pathogen and culture medium and the negative control well will contain 30 μM LDH/ILand culture medium. After culturing, the microplates will be shaken to make the mixture completely uniform. The microplates will then be placed in an incubator at 37 °C for 48 hours and the results will be studied. After this period, the turbidity of the wells and the growth of bacteria were evaluated in comparison with the controls, and the wells. |
| کلمات کلیدی | نانوساختار : دستهای از نانومواد به حساب میآیند که دارای ساختار و خصوصیات ویژهای هستند. داروهای ضدالتهاب غیراستروئیدی (به انگلیسی: NSAID) از پرکاربردترین داروهای پزشکی هستند. این داروها باعث مهار سیکلواکسیژناز میشوند و سه خاصیت مهم کاهش التهاب، ضددرد و تببُر دارند. ساختارهای هیدروکسیدهای لایهای دوگانه نوع خاصی از ترکیبات هستند که ساختمان بلوری آنها از کنار هم قرار گرفتن واحدهای دوبعدی بهوسیله نیروهای ضعیف ساخته شده است. |
| ذینفعان نتایج طرح | فرادی که مشغول فعالیت و تحقیق در زمینه بیماریهای غیر واگیر دار بویژه بیماریهای درگیر با التهابات شدید می باشند. دانشگاه های علوم پزشکی و مراکز تحقیقاتی |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| آزیتا دیلمقانی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| وحیده طرح ریز | همکار اصلی |
| وحید یوسفی | همکار اصلی |
| بهروز نقیلی حکم آبادی | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر دارو رسانی جدید می تواند ایمن ترین و موثرترین جایگزین سیستم دارویی قدیم باشد.متن خبر رهایش کنترل شده دارو عبارت است از رساندن دارو در یک زمان معین و با دوز کنترل شده به اهداف دارویی خاص که باعث کاهش عوارض جانبی، درمان سریع تر و اختصاصی برای بیماران می شود. در این زمینه می توان به حاملین دارو و دارورسانی هدفمند اشاره کرد. تکنولوژی رهایش کنترل شده ی دارو یکی از مباحث در حال پیشرفت است که شیمیدانان وداروسازان جهت مراقبت از سلامت انسانی در آن شرکت می کنند. چنین سیستمهایی در مقایسه با روشهای مرسوم درمانی مزایای بسیاری را ارائه می دهند که شامل پیشرفت کارایی، کاهش سمیت و آلودگی و بهبود ر ضایتمندی و آسایش بیماران می باشد. نتایج بررسی نشان میدهد که نانوکامپوزیتهای چندوجهی متشکل از چارچوبهای ایمیدازولات زئولیتی-8 (ZIF-8) و هیدروکسید دوگانه لایهای (LDH) به عنوان حامل دارویی کنترلشده برای درمان سرطان بسیار مؤثر هستند. این ترکیبات، پایداری حرارتی بالا، فعالیت ضد میکروبی مناسب و توانایی محافظت از ساختار دارو در برابر تخریب زیستی را نشان میدهند. آزمایشها نشان دادهاند که این نانوکامپوزیتها میتوانند میزان مرگومیر سلولی سرطان را نسبت به داروی منفرد متوترکسات (MTX) به طور قابل توجهی افزایش دهند و آزادسازی دارو را به صورت کنترلشده و طولانیمدت انجام دهند. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
