مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

بررسی رفتار رهایش کنترل‌شدۀ داروی آموکسی‌سیلین از هیدروژل دکستران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
حمیدرضا غفوری طالقانی 1
حامد سلیمی کناری 1
مائده چراغی 2
1 دانشیار مهندسی شیمی، دانشکدۀ مهندسی و فناوری، دانشگاه مازندران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشکدۀ مهندسی و فناوری، دانشگاه مازندران
10.22034/ijche.2023.401459.1320
چکیده
دکستران یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر است که در کاربردهای پزشکی مانند پوشش زخم، پوست مصنوعی و حامل دارو استفاده می‌شود. در این تحقیق، هیدروژل‌های زیست‌تخریب‌پذیر برپایۀ دکستران ازراه اتصالات عرضی شیمیایی اپی­کلرو­هیدرین، تهیه و به‌عنوان سامانۀ رهش داروی آموکسی‌سیلین استفاده شده‌است. واکنش شبکه‌ای‌شدن پلیمر دکستران و تشکیل ساختار هیدروژلی بااستفاده‌از طیف فروسرخ تبدیل فوریه بررسی و تأیید شد. رفتار جذب آب هیدروژل‌ها ابتدا در آب دیونیزه و سپس در محیط شبیه‌ساز معده با 2=pH و محیط شبیه‌ساز روده با 7/4=pH مطالعه شده‌است. نتایج نشان داد که حداکثر میزان تورم تعادلی هیدروژل، پس از 8 ساعت و به میزان 858% بوده‌است. برای بررسی سینتیک تورم و چگونگی نفوذ آب به درون هیدروژل‌ها از مدل‌های مرسوم فیک و اسکات استفاده شد. هم‌چنین تأثیر غلظت عامل شبکه‌ای‌کننده و دما به‌عنوان عوامل مؤثر بر رفتار تورمی هیدروژل مطالعه شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان عامل شبکه‌ای‌کننده، میزان جذب آب و تورم کاهش یافت. در ادامه، داروی آموکسی‌سیلین با دو غلظت متفاوت درون هیدروژل‌ها، بارگذاری و رهش آن از هیدروژل‌ها در محلول بافر فسفات ارزیابی شد. رهش دارو از نمونه‌های مختلف در مدت‌زمان 72 ساعت بررسی و داده‌های حاصل‌از رهش با مدل‌های مختلف سینتیکی برازش شد. نتایج نشان داد که هیدروژل تهیه‌شده با 18 درصد اپی‌کلروهیدرین و بارگذاری 10 درصد آموکسی‌سیلین نامزد مناسبی برای سامانۀ رهش دارو است.
کلیدواژه‌ها
دکستران
رهش دارو
هیدروژل
زیست‌تخریب‌پذیر
آموکسی‌سیلین

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Controlled Release Behavior of Amoxicillin from Dextran Hydrogels

نویسندگان English

H. R. Ghafouri Taleghani 1
H. Salimi kenari 1
M. Cheraghi 2
1 Associate Professor of Chemical Engineering, University of Mazandaran
2 M. Sc. Student of Chemical Engineering, University of Mazandaran
چکیده English

Dextran is a biodegradable polymer used in medical applications such as wound dressings, artificial skin, and drug delivery carriers. In this study, dextran-based biodegradable hydrogels were prepared through crosslinking reactions using Epichlorohydrin as the crosslinking agent and were used as a drug delivery system for amoxicillin. The prepared hydrogel structure was investigated using Fourier transform infrared spectroscopy. The swelling behavior of the hydrogels was studied in both deionized water and simulated gastric (pH=2) and intestinal (pH=7.4) environments. The results showed that the maximum swelling of the hydrogel after 8 hours was 858%. Fick and Schott models were used to study the swelling kinetics of the hydrogels. Furthermore, the effect of crosslinking agent concentration and temperature on the swelling behavior of the hydrogel was also studied. Moreover, amoxicillin drug was loaded into the hydrogels, and its release from the hydrogels was evaluated in a phosphate buffer solution. The drug release from different samples was studied for a period of 72 hours, and the obtained data were fitted with various kinetic models. The results showed that the hydrogel prepared with 18% Epichlorohydrin and 10% amoxicillin loading was
a suitable candidate for a drug delivery system.

کلیدواژه‌ها English

Dextran
Drug Release
Hydrogel
Biodegradable
Amoxicillin
[1]        Liao, J., Hou, B., Huang, H. (2022). Preparation, properties and drug controlled release of chitin-based hydrogels: An updated review. Carbohydrate Polymers, 283: 119177.
[2]        Adepu, S., Ramakrishna, S. (2021). Controlled drug delivery systems: current status and future directions. Molecules, 26: 5905.
[3]        Vigata, M., Meinert, C., Hutmacher, D.W., Bock, N. (2020). Hydrogels as drug delivery systems: A review of current characterization and evaluation techniques. Pharmaceutics, 12: 1188.
[4]        Sadeghi, M., Eghbali, H. (2022). Investigation of Properties and Applications of Chitosan-Vanillin Hydrogels: A Review. Iranian Chemical Engineering Journal, 21: 47-59. In Persian.
[5]        Ganji, F., Vasheghani-Farahani, E. (2009). Hydrogels in Controlled Drug Delivery System. Iranian Polymer Journal, 18: 63-88.
[6]        Zhang, Y., Dong, L., Liu, L., Wu, Z., Pan, D., Liu, L. (2022). Recent advances of stimuli-responsive polysaccharide hydrogels in delivery systems: A review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 70: 6300-6316.
[7]        Hu, Q., Lu, Y., Luo, Y. (2021). Recent advances in dextran-based drug delivery systems: From fabrication strategies to applications. Carbohydrate polymers, 264: 117999.
[8]        Sun, G., Mao, J.J. (2012). Engineering dextran-based scaffolds for drug delivery and tissue repair. Nanomedicine, 7: 1771-1784.
[9]        Chen, F., Huang, G., Huang, H. (2020). Preparation and application of dextran and its derivatives as carriers. International journal of biological macromolecules, 145: 827-834.
[10]      Khan, M. S., Gowda, B. J., Nasir, N., Wahab, S., Pichika, M. R., Sahebkar, A., Kesharwani, P. (2023). Advancements in dextran-based nanocarriers for treatment and imaging of breast cancer. International journal of pharmaceutics, 643: 123276.
[11]      Kesharwani, P., Bisht, A., Alexander, A., Dave, V., Sharma, S. (2021). Biomedical applications of hydrogels in drug delivery system: An update. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 66: 102914.
[12]      Meybodi, Z. E., Imani, M., Atai, M. (2013). Kinetics of dextran crosslinking by epichlorohydrin: A rheometry and equilibrium swelling study. Carbohydrate polymers, 92: 1792-1798.
[13]      Kenari, H. S., Imani, M., Nodehi, A. (2013). Full factorial design‐of‐experiments for preparation of crosslinked dextran microspheres. Journal of applied polymer science, 127: 3712-3724.
[14]      Cai, L., Han, F., Hu, J., Xu, G., Huang, Y., Lin, X. (2015). The effect of the preparation process on the swelling behavior of silk fibroin-polyurethane composite hydrogels using a full factorial experimental design. Journal of Polymer Engineering, 35: 523-531.
[15]      Denizli, B. K., Can, H. K., Rzaev, Z. M., Guner, A. (2004). Preparation conditions and swelling equilibria of dextran hydrogels prepared by some crosslinking agents. Polymer, 45: 6431-6435.
[16]      Hasani, F., Ghaffari, R., Kenari, H. S., Taleghani, H.G. (2021). Dextran/Bioactive Glass Nanocomposite Hydrogels: Effect of Dextran Molecular Weight and Content on Swelling Behavior and Structural Characteris tics. Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 34: 249-265. In Persian.
[17]      Zhang, Y., Chu, C. C. (2002). Biodegradable dextran–polylactide hydrogel networks: Their swelling, morphology and the controlled release of indomethacin. Journal of Biomedical Materials Research, 59: 318-328.
[18]      Imren, D., Gümüşderelioğlu, M., Güner, A. (2006). Synthesis and characterization of dextran hydrogels prepared with chlor-and nitrogen-containing crosslinkers. Journal of applied polymer science, 102: 4213-4221.
[19]      Ghaffari, R., Salimi-Kenari, H., Fahimipour, F., Rabiee, S. M., Adeli, H., Dashtimoghadam, E. (2020). Fabrication and characterization of dextran/ nanocrystalline β-tricalcium phosphate nanocomposite hydrogel scaffolds. International journal of biological macromolecules, 148: 434-448.
[20]      Bajpai, S., Chand, N., Tiwari, S., Soni, S. (2016). Swelling behavior of cross-linked dextran hydrogels and preliminary Gliclazide release behavior. International journal of biological macromolecules, 93: 978-987.
[21]      Debone Piazza, R., Brandt, J. V., Carvalho dos Santos, C., Fernando Costa Marques, R., Jafelicci Junior, M. (2021). Gelatin/dextran-based hydrogel cross‐linked by Diels–Alder click chemistry: the swelling and potassium diclofenac releasing. Medical Devices & Sensors, 4: e10151.
مهندسی شیمی ایران
دوره 23، شماره 135
مهر و آبان 1403
صفحه 46-58