Biomedical
عضو جدید
ليپوزوم و كاربرد آن به عنوان حامل دارو
مقدمه
ليپد ها از آنجا كه داراي زنجيره آلكيلي هستند در آب غير قابل حل مي باشند با اين حال ملكول ها ي اسيد هاي چرب (FFA) ، فسفو ليپيد و اسفنگو ليپيد داراي گروه قطبي هستند . بنابراين بخشي از اين ملكولها آبدوست و بخشي ديگر آبگريز است به اين ملكولها Amphi patic مي گويند
يك نوع از پراكندگي هاي ملكولهاي آمفي پاتيك ، ساختمان هاي دو لايه صفحه اي(Bilayer) است كه در اثر امواج صوتي ملايم بوجود مي آيد كه ساختار اصلي غشا هاي طبيعي را تشكيل مي دهد
اگر پراكندگي هاي دو لايه را در فاز آبي با روش هاي مناسب به اشكال كروي(spherical) تبديل كنيم، بخشي از فاز آبي در داخل محفظه كروي محصور مي شود كه به آن ليپوزوم مي گويند
در اوايل دهه 1960 آقاي Alec Bingham و شاگردانش متوجه شدند كه فسفو ليپيد ها در آب بصورت وزيكول هاي چند جداره در مي آيند كه در هر جداره غشايي دو لايه از ملكولهاي فسفو ليپد مي باشد
در سال 1968 نام ليپوزوم براي اين ساختار پيشنهاد شد
تشابه ساختمانهاي دو لايه ليپوزوم با غشا سلول و توانايي محدود سازي مواد هيدروفيليك و ليپوفيليك بوسيله ليپوزوم و كندي عبور برخي مواد از جدار دو لايه ليپيدي آنها اساس كاربردهاي وسيع اين ماده را در تحقيقات درماني و زيست شناسي پي ريزي كرده است
براي ساخت ليپوزوم مي توان از ملكولهاي فسفوليپيد گوناگوني مانند فسفاتيك اسيد (PA) ، فسفاتيديل اينوزيتول((PI ، فسفاتيديل سرين (PS) فسفاتيديل كولين(لسيتين) ، فسفاتيديل گليسيرول (PG) و كارديو ليپين(CL) استفاده كرد.
وزيكول هاي مختلف از نظر تعداد دو لايه به نمونه هاي چند دو لايه (Multi Lamellar vesicule) و نمونه هاي تك دو لايه(Uni Lamellar Vesicule) تقسيم مي شوند كه وزيكول هاي تك دو لايه خود به دو دسته با اندازه زير A1000 بنام وزيكول هاي تك لايه كوچك (Small Unilamellar Vesicule) و نمونه هاي بالاي A1000 بنام وزيكول هاي تك لايه بزرگ (( Large Unilamellar Vesicule قابل تقسيم اند
ارزيابي ليپوزوم
هنگاميكه فرآورده هاي ليپوزومي تهيه مي شوند لازم است پارامترهايي را به منظور ارزيابي ليپوزوم ها مورد بررسي قرار دهيم كه كيفيت و كميت نمونه هاي تهيه شده به منظور كاربرد هاي عملي ارائه مي دهد.
1. ارزيابي خلوص ليپيد بكار رفته در تهيه ليپوزوم
به منظور تهيه ليپوزوم مي بايست تنها از ليپد خالص استفاده كرد . وجود مقادير جزيي از اسيدهاي چرب و يا ليزو فسفاتيديدها اثرات مهمي را بر روي بار سطحي و خصوصيات تراوايي ليپوزوم ها خواهد داشت .بطوريكه وجود ناخالصي يا نامرغوب بودن فسفوليپيد ممكن است محصور سازي مناسب و امكان كاربرد عملي ليپوزوم را جهت موارد تحقيقاتي با شكست مواجه سازد
تعيين محصولات اكسيد شده از ليپيد هاي غير اشباع بوسيله نسبت جذب ماورا بنفش در طول موج با حلال 100% اتانل يا بوسيله تشكيل تركيبات خاصي كه از واكنش تيو باربي توريك اسيد نتيجه مي شود امكان پذير است .اندازه گيري ميزان فسفات از مخلوط فسفو ليپيد نيز درجه خلوص را تعيين خواهد كرد
مهم ترين روش براي خالص سازي ليپيد ها استفاده از روش كروماتوگرافي با كاركرد بالا (HPLC) است
2. اندازه گيري حجم محصور شده
حجم محصور شده ، حجم معيني از فاز آبي بر حسب ليتر است كه در يك مول از ليپيد مورد نظر محصور مي شود و به فاز آبي بكار رفته بستگي دارد
براي اندازه گيري حجم تصرف شده، پس از تهيه فراورده ليپوزومي ، فاز آبي خارجي توسط روشهاي مناسبي مانند *****اسيون يا سانتريفوژ جدا مي شود. ليپوزوم باقي مانده تحت داثر غلظت معيني از يك دترژانت مانند Triron –X100 ليز مي شود و فاز آبي محصور شده با تخريب ليپوزوم ها جدا مي شود
3. كارايي محصورسازي
كارايي محصور سازي مبين درصدي از ماده اوليه است كه در ليپوزوم محصور مي شود
كارايي محصور سازي براي براي تركيبات محلول در چربي 100% است ولي براي تركيبات محلول در آب با وزن ملكولي نسبتا كم ، اين ميزان در درجه اول به ميزان نسبي ليپيد و اب موجود در نمونه سپس به اندازه ليپوزوم و تعداد لايه هاي آن بستگي خواهد داشت
4. توزيع اندازه ذره اي
هنگاميكه از ليپوزوم به عنوان حامل هاي بيولوژيك يا غشا سلولي استفاده مي شود لازم است نوع و حدود اندازه ليپوزوم هاي مورد استفاده مشخص باشد . بعضي از اعضا بدن ليپوزوم هايي با حد مشخصي از اندازه را به خوبي باز جذب مي كنند ويا هنگاميكه از ليپوزوم به صورت فراورده هاي تزريقي استفاده مي شود ليپوزوم هاي با اندلزه نامناسب باعث انسداد مويرگ ها خواهد شد بنابر اين لازم است فراورده هاي ليپوزومي از نظر اندازه تعريف شده باشند
براي يكنواخت كردن يك مخلوط ليپوزومي مي توان از روشهاي كروماتوگرافي سفاروز ، light scattering ، راديو تريسر، آناليز قسقات و *****اسيون استفاده كرد
خصوصيات فيزيكي ليپوزوم
ساختار ليپوزوم بصورت بلور مايع است
بلور مايع يك حالت بينابيني ماده يشمار مي رود زيرا از يك طرف ملكولهاي آن مانند مايع متحرك اند و جرياني viscous دارند و از طرف ديگر ملكولهايشان به طور منظم كنار يكديگر هستند و خاصيت انكسار مضاعف (birefringence) دارند. اين ملكولها ، ملكولهاي آْلي صلب ميله اي شكل و داراي گروه هاي قطبي قوي يا يوني مي باشند.
حالت بلور مايع مي تواند در اثر حرارت دادن يك جامد قبل از مايع شدن (بلور مايع گرا thermotropic liquid crystal) و يا در اثر افزودن آب يا ساير حلال هاي قطبي به ماده اي (بلور مايع حلال گرا lyotropic liquid crystal)حاصل شود
دمايي را كه در آن زنجير هاي ليپوزوم از حالت منظم جامد به حالت نامنظم بلور مايع تبديل مي شود را دماي تغيير فاز مي گويند كه با افزايش آزادي زنجير هاي جانبي در چرخش و افزايش سطح غشا به ازا هر ملكول همراه مي باشد (TC)
TC وابسته به طول زنجيره آلكيلي ليپيد ، غلظت يونهاي كلسيم و منيزيم و Ph و زنجيره ها ي غير اشباع ، زنجير شاخه دار و يا گروه هاي حجيم است
هنگامي كه از ليپوزوم به عنوان حامل دارويي استفاده مي شود، انتشار دارو در زير دماي TC پايين است ، به علاوه در مجاورت TC انتشار زياد يونها و نفوذ ملكولهاي گوناگون به داخل دو لايه مطرح مي شود، در درجه حرارت هاي بالاي TC تراوايي ليپوزوم افزايش مي يابد لذا با ايجاد هيپو ترمي در بافت معين يمي توان دارو را به بافت مورد نظر هدايت كرد.
مقدمه
ليپد ها از آنجا كه داراي زنجيره آلكيلي هستند در آب غير قابل حل مي باشند با اين حال ملكول ها ي اسيد هاي چرب (FFA) ، فسفو ليپيد و اسفنگو ليپيد داراي گروه قطبي هستند . بنابراين بخشي از اين ملكولها آبدوست و بخشي ديگر آبگريز است به اين ملكولها Amphi patic مي گويند
يك نوع از پراكندگي هاي ملكولهاي آمفي پاتيك ، ساختمان هاي دو لايه صفحه اي(Bilayer) است كه در اثر امواج صوتي ملايم بوجود مي آيد كه ساختار اصلي غشا هاي طبيعي را تشكيل مي دهد
اگر پراكندگي هاي دو لايه را در فاز آبي با روش هاي مناسب به اشكال كروي(spherical) تبديل كنيم، بخشي از فاز آبي در داخل محفظه كروي محصور مي شود كه به آن ليپوزوم مي گويند
در اوايل دهه 1960 آقاي Alec Bingham و شاگردانش متوجه شدند كه فسفو ليپيد ها در آب بصورت وزيكول هاي چند جداره در مي آيند كه در هر جداره غشايي دو لايه از ملكولهاي فسفو ليپد مي باشد
در سال 1968 نام ليپوزوم براي اين ساختار پيشنهاد شد
تشابه ساختمانهاي دو لايه ليپوزوم با غشا سلول و توانايي محدود سازي مواد هيدروفيليك و ليپوفيليك بوسيله ليپوزوم و كندي عبور برخي مواد از جدار دو لايه ليپيدي آنها اساس كاربردهاي وسيع اين ماده را در تحقيقات درماني و زيست شناسي پي ريزي كرده است
براي ساخت ليپوزوم مي توان از ملكولهاي فسفوليپيد گوناگوني مانند فسفاتيك اسيد (PA) ، فسفاتيديل اينوزيتول((PI ، فسفاتيديل سرين (PS) فسفاتيديل كولين(لسيتين) ، فسفاتيديل گليسيرول (PG) و كارديو ليپين(CL) استفاده كرد.
وزيكول هاي مختلف از نظر تعداد دو لايه به نمونه هاي چند دو لايه (Multi Lamellar vesicule) و نمونه هاي تك دو لايه(Uni Lamellar Vesicule) تقسيم مي شوند كه وزيكول هاي تك دو لايه خود به دو دسته با اندازه زير A1000 بنام وزيكول هاي تك لايه كوچك (Small Unilamellar Vesicule) و نمونه هاي بالاي A1000 بنام وزيكول هاي تك لايه بزرگ (( Large Unilamellar Vesicule قابل تقسيم اند
ارزيابي ليپوزوم
هنگاميكه فرآورده هاي ليپوزومي تهيه مي شوند لازم است پارامترهايي را به منظور ارزيابي ليپوزوم ها مورد بررسي قرار دهيم كه كيفيت و كميت نمونه هاي تهيه شده به منظور كاربرد هاي عملي ارائه مي دهد.
1. ارزيابي خلوص ليپيد بكار رفته در تهيه ليپوزوم
به منظور تهيه ليپوزوم مي بايست تنها از ليپد خالص استفاده كرد . وجود مقادير جزيي از اسيدهاي چرب و يا ليزو فسفاتيديدها اثرات مهمي را بر روي بار سطحي و خصوصيات تراوايي ليپوزوم ها خواهد داشت .بطوريكه وجود ناخالصي يا نامرغوب بودن فسفوليپيد ممكن است محصور سازي مناسب و امكان كاربرد عملي ليپوزوم را جهت موارد تحقيقاتي با شكست مواجه سازد
تعيين محصولات اكسيد شده از ليپيد هاي غير اشباع بوسيله نسبت جذب ماورا بنفش در طول موج با حلال 100% اتانل يا بوسيله تشكيل تركيبات خاصي كه از واكنش تيو باربي توريك اسيد نتيجه مي شود امكان پذير است .اندازه گيري ميزان فسفات از مخلوط فسفو ليپيد نيز درجه خلوص را تعيين خواهد كرد
مهم ترين روش براي خالص سازي ليپيد ها استفاده از روش كروماتوگرافي با كاركرد بالا (HPLC) است
2. اندازه گيري حجم محصور شده
حجم محصور شده ، حجم معيني از فاز آبي بر حسب ليتر است كه در يك مول از ليپيد مورد نظر محصور مي شود و به فاز آبي بكار رفته بستگي دارد
براي اندازه گيري حجم تصرف شده، پس از تهيه فراورده ليپوزومي ، فاز آبي خارجي توسط روشهاي مناسبي مانند *****اسيون يا سانتريفوژ جدا مي شود. ليپوزوم باقي مانده تحت داثر غلظت معيني از يك دترژانت مانند Triron –X100 ليز مي شود و فاز آبي محصور شده با تخريب ليپوزوم ها جدا مي شود
3. كارايي محصورسازي
كارايي محصور سازي مبين درصدي از ماده اوليه است كه در ليپوزوم محصور مي شود
كارايي محصور سازي براي براي تركيبات محلول در چربي 100% است ولي براي تركيبات محلول در آب با وزن ملكولي نسبتا كم ، اين ميزان در درجه اول به ميزان نسبي ليپيد و اب موجود در نمونه سپس به اندازه ليپوزوم و تعداد لايه هاي آن بستگي خواهد داشت
4. توزيع اندازه ذره اي
هنگاميكه از ليپوزوم به عنوان حامل هاي بيولوژيك يا غشا سلولي استفاده مي شود لازم است نوع و حدود اندازه ليپوزوم هاي مورد استفاده مشخص باشد . بعضي از اعضا بدن ليپوزوم هايي با حد مشخصي از اندازه را به خوبي باز جذب مي كنند ويا هنگاميكه از ليپوزوم به صورت فراورده هاي تزريقي استفاده مي شود ليپوزوم هاي با اندلزه نامناسب باعث انسداد مويرگ ها خواهد شد بنابر اين لازم است فراورده هاي ليپوزومي از نظر اندازه تعريف شده باشند
براي يكنواخت كردن يك مخلوط ليپوزومي مي توان از روشهاي كروماتوگرافي سفاروز ، light scattering ، راديو تريسر، آناليز قسقات و *****اسيون استفاده كرد
خصوصيات فيزيكي ليپوزوم
ساختار ليپوزوم بصورت بلور مايع است
بلور مايع يك حالت بينابيني ماده يشمار مي رود زيرا از يك طرف ملكولهاي آن مانند مايع متحرك اند و جرياني viscous دارند و از طرف ديگر ملكولهايشان به طور منظم كنار يكديگر هستند و خاصيت انكسار مضاعف (birefringence) دارند. اين ملكولها ، ملكولهاي آْلي صلب ميله اي شكل و داراي گروه هاي قطبي قوي يا يوني مي باشند.
حالت بلور مايع مي تواند در اثر حرارت دادن يك جامد قبل از مايع شدن (بلور مايع گرا thermotropic liquid crystal) و يا در اثر افزودن آب يا ساير حلال هاي قطبي به ماده اي (بلور مايع حلال گرا lyotropic liquid crystal)حاصل شود
دمايي را كه در آن زنجير هاي ليپوزوم از حالت منظم جامد به حالت نامنظم بلور مايع تبديل مي شود را دماي تغيير فاز مي گويند كه با افزايش آزادي زنجير هاي جانبي در چرخش و افزايش سطح غشا به ازا هر ملكول همراه مي باشد (TC)
TC وابسته به طول زنجيره آلكيلي ليپيد ، غلظت يونهاي كلسيم و منيزيم و Ph و زنجيره ها ي غير اشباع ، زنجير شاخه دار و يا گروه هاي حجيم است
هنگامي كه از ليپوزوم به عنوان حامل دارويي استفاده مي شود، انتشار دارو در زير دماي TC پايين است ، به علاوه در مجاورت TC انتشار زياد يونها و نفوذ ملكولهاي گوناگون به داخل دو لايه مطرح مي شود، در درجه حرارت هاي بالاي TC تراوايي ليپوزوم افزايش مي يابد لذا با ايجاد هيپو ترمي در بافت معين يمي توان دارو را به بافت مورد نظر هدايت كرد.