نانوژل ها

نانوژل ها

نانوژل‌ها، نانوذرات ژل در اندازه کم‌تر از صد نانومتر با ساختار شبکه‌ای سه بعدی از زنجیرهای پلیمری هستند.

نانوژل‌ها، محلول در آب هستند و به بارگزاری خودبخودی دارو در محیط‌های آبی اجازه می‌دهند.

نانوذرات پلیمری، مانند نانوکره‌ها، چگالی فشرده شده پلیمری در ساختار هسته دارند.

در مقابل، نانوژل‌ها توانایی به دام‌اندازی ترکیبات زیست فعال مانند دارو، پروتئین و DNA/RNA درون نانوفضاهای موجود در شبکه پلیمری را دارند.

در ضمن نانوژل‌ها به دلیل داشتن ابعاد نانو به فاکتورهای کوچک محیطی مانند دما و pH به سرعت پاسخ می‌دهند.

همچنین به خاطر خواص شیمی فیزیکی‌شان، مانند حجم، مقدار آب، به تحریک کننده‌های خارجی پاسخ می‌دهند.

مزایای نانوژل‌ها

• نانوژل‌ها ترکیب‌بندی مناسب، زیست سازگاری و زیست تخریب‌پذیری بالایی دارند.
• نانوژل‎‌ها می‌توانند آزادسازی دارو را از یک ترکیب با اضافه کردن یک شبکه پلیمری کنترل کنند.
•  بزرگ‌ترین مزایای نانوژل‌ها کاهش نشت نابهنگام دارو از محلول است.
•  انواع داروهای آبدوست و آبگریز را می‌توان در نانوژل‌ها فرمول‌بندی کرد.
•  نانوژل‌ها به دلیل کوچک بودن اندازه ذرات، ویژگی انتقال خوب و ظرفیت نفوذ عالی دارند.
•  آزادسازی دارو را می‌توان به وسیله‌ی تراکم عامل شبکه‌ای‌کننده کنترل کرد.

 محدودیت‌های نانوژل‌ها

•  نانوژل‌ها در بازده بارگیری دارو و تنظیم آزاد‌سازی دارو محدودیت دارند.
• گاهی اوقات‌ برهم‌کنش قوی بین دارو و پلیمر، باعث کاهش آبدوستی نانوژل‌ها و سبب متلاشی شدن ساختار می‌شود.
•  سورفکتانت‌ها یا مونومرهای حاضر در نانوژل ممکن است سبب تأثیرات ناسازگاری در فرمول‌بندی شوند.
•  حذف حلال و سورفکتانت در پایان روش تهیه ایجاد مشکل می‌کند.

طبقه‌بندی بر اساس ساختار نانوژل‌ها

نانوژل‌ها بر اساس ساختارشان طبقه‌بندی شده‌اند.

انواع مختلفی از نانوژل‌ها مانند؛ نانوژل‌های ساده، نانوژل‌های تو خالی حساس به pH یا دما، نانوژل‌های هسته-پوسته، نانوژل‌های مویی، نانوژل‌های چند عاملی و چند لایه‌ای استفاده شده است.

نانوژل‌ها را می‌توان در دو دسته براساس ساختار شبکه کننده‌شان طبقه‌بندی کرد:

شبکه کننده‌های شیمیایی (کوالانسی) نانوژل‌ها که به وسیله‌ی پیوندکوالانسی شبکه می‌کنند.

شبکه کننده‌های فیزیکی نانوژل‌ها که با پیوندهای غیر کوالانسی مانند پیوند هیدروژنی، برهم‌کنش‌های الکترواستاتیکی و آبگریزی شبکه می‌کنند.

نانوژل‌های شبکه شده با روش شیمیایی

 پلیمریزاسیون نانو یا میکرو امولسیون

معمولاً، نانوژل‌های شبکه‌ای شده با روش شیمیایی، تحت شرایط رقیق شبکه‌کننده در واکنش با پلیمرهای محلول در آب مانند پلی ساکاریدها، که با گروه‎‌هایی مانند گروه وینیلی و تیول اصلاح شده‌اند، سنتز می‌شوند.

برای به‌دست آوردن نانوژل‌های با اندازه کنترل شده، روش پلیمریزاسیون نانو یا میکرو امولسیون به طور گسترده استفاده شده است.

برای مثال نانوژل‌ها به وسیله پلیمریزاسیون درون هسته‌ی روغن و آب (O/W) نانو یا میکرو امولسیون در حضور سورفکتانت‌ها تهیه شده‌اند.

با استفاده از پلی اتیلن گلیکول دوگانه دوست به جای سورفکتانت‌های با وزن مولکولی کم، نانوژل‌هایی با کاربردهای گوناگون در زنجیرهای PEG سنتز شده، توسعه یافته‌اند.

نانوژل PEG با تورّم در pH‌های حساس و انتقالات فاز خشک‌شده به عنوان نانوحامل و تصویربرداری طبیعی استفاده شده است.

پلیمریزاسیون میکرو‌امولسیون معکوس با استفاده از امولسیون آب در روغن (W/O) توجه‌ زیادی را به خود جلب کرده است.

به ویژه نانوژل‌های مونو دیسپرس با اندازه‌های مختلف با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم در نانو امولسیون معکوس سنتز شده است.

داروهای محلول در آب شامل داروی ضد سرطان و ماکرومولکول‌های زیست فعال، به آسانی درون نانوژل‌ها با این روش یکی می‌شوند.

پپاس و همکارانش نانوکره‌های پلی‌اتیلن گلیکول متصل شده به پلی‌متاکریلات را در فاز آبی امولسیون روغن – آب تهیه کردند.

سپس با استفاده از نور UV، نانوژل‌های آن‌ها را تهیه کردند.

 مایسل کوپلیمر دسته‌ای

کوپلیمرهای دسته‌ای دوگانه دوست، به عنوان مایسل‌های پلیمری مونودیسپرس خودانباشته شونده در آب شناخته می‌شوند.

نانوژل‌های پایدار با توزیع اندازه‌ی باریک به وسیله پیوند کوالانسی شیمیایی با شبکه‌ای شدن گروه‌های آبدوست وآبگریز زنجیرهای پلیمری در مایسل‌های پلیمری تهیه شده‌اند.

روش‌های شبکه‌ای کردن شیمیایی گوناگونی، شامل شبکه‌ای کننده‌ی پیوند آمیدی با حدواسط کربو دی‌ایمید، شیمی کلیک و شبکه کننده‌‌های نوری، توسعه یافته‌اند.

به‌علاوه، نانوژل‌های حساس به ردوکس با استفاده از پیوندهای دی‌سولفیدی‌ به عنوان نقاط شبکه‌ای شدن می‌توانند سنتز شوند.

نانوحامل‌ها با پیوند دی‌سولفید به بازده مفیدی در تحویل ژن رسیده‌اند.

اخیراً، روش جدیدی برای تهیه نانوژل‌های ستاره‌ مانند گزارش شده است، که در آن هسته به وسیله واکنش‌های مبادله‌ای پیوند، از طریق پیوندهای کوالانسی دینامیکی بین دو نوع کوپلیمر دسته‌ای با طول زنجیرهای متفاوت شبکه شده است.