دارورسانی نانوذرات

سیستم‌های تحویل نانو ذرات دارویی فناوری‌های مهندسی هستند که از نانوذرات برای تحویل هدفمند و کنترل تولید داروهای درمانی استفاده می‌کنند. شکل مدرن یک سیستم تحویل دارویی باید عوارض جانبی را به حداقل برساند و میزان دوز و دوز مصرفی را کاهش دهد. به تازگی، نانوذرات به دلیل کاربرد بالقوه آنها برای تحویل مؤثر دارو، مورد توجه قرار گرفته‌اند,Nanoparticles as drug delivery systems,Pharmacological Reports, Volume 64, Issue 5,2012,Pages 1020-1037,ISSN 1734-1140, https://doi.org/10.1016/S1734-1140(12)70901-5. . نانومواد خواص شیمیایی و فیزیکی مختلف یا اثرات بیولوژیکی را نسبت به همتایان بزرگتر، ارائه می‌دهند که می‌توانند برای سیستم‌های تحویل دارو مفید باشند. برخی از مزایای مهم نانوذرات عبارتند از: نسبت بالای سطح به حجم، قابلیت شبیه‌سازی شیمیایی و هندسی و توانایی آنها برای تعامل با مولکول‌های زیستی برای تسهیل جذب در غشای سلولی. مساحت سطح زیاد همچنین موجب جذب زیاد مواد مخدر و مولکول‌های کوچک مانند لیگاندها یا آنتی‌بادی‌ها برای هدف‌گیری و آزاد سازی کنترل شده، شده‌است. نانو ذرات شامل یک خانواده بزرگ از مواد آلی و معدنی می‌شود. هر ماده دارای ویژگی‌های قابل تنظیم منحصر به فرد است بنابراین می‌تواند به صورت انتخابی برای کاربردهای خاص طراحی شده باشد. علی‌رغم مزایایی که بسیاری از نانوذرات دارند، چالش‌های متعددی نیز وجود دارد که شامل موارد زیر می‌شود: سمیت نانو ، انتشار بیولوژیکی و جمع‌آوری و آزادسازی نانوذرات توسط بدن انسان. مؤسسه ملی تصویربرداری زیست پزشکی و مهندسی زیست، چشم‌انداز‌های زیر را برای تحقیقات آینده در زمینه سیستم‌های تحویل داروهای نانوذرات منتشر کرده‌است:
 عبور از سد خونی مغزی (BBB) در بیماری‌ها و اختلالات مغزی؛
 افزایش تحویل داخل سلولی هدفمند برای اطمینان از رسیدن مواد درمانی به ساختارهای داخل سلولی صحیح؛
 ترکیب تشخیص و درمان, Drug Delivery Systems: Getting Drugs to Their Targets in a Controlled Manner https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/drug-delivery-systems-getting-drugs-their-targets-controlled-manner.
https://doi.org/10.22037/afb.v11i1.43923

با این حال، توسعه یک سیستم جدید مواد مخدر نسبتاً وقت گیر است؛ تقریباً هفت سال طول می‌کشد تا تحقیق و توسعه بنیادی را قبل از پیشرفت در مطالعات پیش از موعدحیوانات انجام دهند., Etheridge, M.L. , et al. , The big picture on nanomedicine: the state of investigational and approved nanomedicine products. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 2013. 9(1): p. 1-14. doi: 10.1016/j.nano.2012.05.013. Epub 2012 Jun 6.

 تعیین مشخصات 
تحویل داروی نانوذرات بر حداکثر رساندن اثربخشی دارو و به حداقل رساندن سمیت سلولی متمرکز است. تنظیم دقیق خواص نانو ذرات برای تحویل دارو به‌طور مؤثر، شامل موارد زیر می‌شود. نسبت سطح به حجم نانو ذرات را می‌توان تغییر داد تا لیگاند بیشتری را به سطح تبدیل کند. Investigating the Cellular Specificity in Tumors of a Surface-Converting Nanoparticle by Multimodal Imaging Francois Fay, Line Hansen, Stefanie J. C. G. Hectors, Brenda L. Sanchez-Gaytan, Yiming Zhao, Jun Tang, Jazz Munitz, Amr Alaarg, Mounia S. Braza, Anita Gianella, Stuart A. Aaronson, Thomas Reiner, Jørgen Kjems, Robert Langer, Freek J. M. Hoeben, Henk M. Janssen, Claudia Calcagno, Gustav J. Strijkers, Zahi A. Fayad, Carlos Pérez-Medina, and Willem J.M. Mulder Bioconjugate Chemistry 2017 28 (5), 1413-1421 DOI:10.1021/acs.bioconjchem.7b00086. افزایش کارایی اتصال لیگاند می‌تواند باعث کاهش دوز و به حداقل رساندن سمیت نانوذرات شود. با کاهش دوز یا فرکانس دوز، توده نانوذرات در هر توده دارو نیز کاهش می‌یابد، در نتیجه راندمان بیشتر می‌شود., Hainfeld, J.F. , et al. , Gold nanoparticle hyperthermia reduces radiotherapy dose. Nanomedicine: nanotechnology, biology, and medicine, 2014. 10(8): p. 1609-1617.. عملکرد سطحی نانوذرات یکی دیگر از جنبه‌های مهم طراحی است و اغلب بوسیله ترکیب زیستی یا جذب غیرفعال مولکول‌ها بر روی سطح نانوذرات انجام می‌شود. با کارکردن سطوح نانوذرات با لیگاندهای که باعث افزایش وابستگی به دارو، سرکوب پاسخ ایمنی یا فراهم آوردن قابلیت‌های هدف / کنترل آزاد می‌شوند، هر دو اثر بیشتر و سمیت کمتری به دست می‌آورند. اثربخشی با تحویل دادن داروی بیشتر به محل هدف افزایش می‌یابد و عوارض جانبی سمی با به حداقل رساندن سطح مواد مخدر در بدن کاهش می‌یابد. ترکیب نانوذرات را می‌توان با توجه به محیط هدف یا اثر مورد نظر انتخاب کرد. به عنوان مثال، نانوذرات مبتنی بر لیپوزوم می‌توانند پس از تحویل از نظر زیستی تجزیه شوند, Biswajit Mukherjee, N.S.D. , Ruma Maji, Priyanka Bhowmik, Pranab Jyoti Das and Paramita Paul, Current Status and Future Scope for Nanomaterials in Drug Delivery. Application of Nanotechnology in Drug Delivery. 2013. . بنابراین خطر انباشت و سمیت بعد از اینکه محموله‌های درمانی آزاد شدند، کاهش می‌یابد. نانوذرات فلزی مانند نانو ذرات طلا دارای خصوصیات نوری (که در نانومواد نیز توصیف می‌شوند) هستند که به تکنیک‌های تصویربرداری تهاجمی اجازه می‌دهند که کاهش یابند, Jeong, E.H. , et al. , Gold nanoparticle (AuNP)-based drug delivery and molecular imaging for biomedical applications. Archives of pharmacal research, 2014. 37(1): p. 53-59. . علاوه بر این، پاسخ فوتوترمال نانوذرات به تحریک نوری می‌تواند به‌طور مستقیم برای درمان تومور استفاده شود.

 مواد 
سیستم‌های تحویل دارویی نانوذرات فعلی را می‌توان بر اساس ترکیب مواد آنها به چند دسته‌بندی تقسیم‌بندی کرد: نانوذرات پلیمری، نانوذرات معدنی، نانوذرات ویروسی و نانوذرات مبتنی بر لیپید. هر خانواده دارای ویژگی‌های منحصر به فرد آن است.

 نانوذرات پلیمری 
نانوذرات پلیمری پلیمرهای ترکیبی هستند که اندازه آنها بین ۱۰ تا ۱۰۰ نانومتر است. نانوذرات پلیمری ترکیبی شامل پلی اکریلید،, Bai, J. , et al. , One-pot synthesis of polyacrylamide-gold nanocomposite. Materials Chemistry and Physics, 2007. 106(2): p. 412-415. . پلی اکریلات, Turos, E. , et al. , Antibiotic-conjugated polyacrylate nanoparticles: New opportunities for development of anti-MRSA agents. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2007. 17(1): p. 53-56. . و کیتوزان, Mao, H. -Q. , et al. , Chitosan-DNA nanoparticles as gene carriers: synthesis, characterization and transfection efficiency. Journal of Controlled Release, 2001. 70(3): p. 399-421. . هستند. مولکول‌های دارو می‌توانند در طول یا بعد از پلیمریزاسیون گنجانیده شوند. هستند. مولکول‌های دارو می‌توانند در طول یا بعد از پلیمریزاسیون بپیوندند. بسته به نوع پلیمریزاسیون شیمیایی، این دارو می‌تواند به صورت کووالانسی متصل یا در یک هسته آبگریز بسته‌بندی یا به صورت الکترواستاتیکی متصل شده باشد, Pinto Reis, C. , et al. , Nanoencapsulation I. Methods for preparation of drug-loaded polymeric nanoparticles. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 2006. 2(1): p. 8-21. . استراتژی‌های مشترک مصنوعی برای نانوذرات پلیمری شامل روش‌های میکرو فلوئیدیک،, Shim, T.S. , S. -H. Kim, and S. -M. Yang, Elaborate Design Strategies Toward Novel Microcarriers for Controlled Encapsulation and Release. Particle & Particle Systems Characterization, 2012. 30(1): p. 9-45. . الکتروتروپین،, Choi, D.H. , et al. , Dual Growth Factor Delivery Using Biocompatible Core–Shell Microcapsules for Angiogenesis. Small, 2013. 9(20): p. 3468-3476. . همگن شدن فشار بالا و پلیمریزاسیون بین فازهای مبتنی بر امولسیون است., Song, Y. , J. -B. Fan, and S. Wang, Recent progress in interfacial polymerization. Materials Chemistry Frontiers, 2017. 1(6): p. 1028-1040. . تجزیه زیستی پلیمر یکی از جنبه‌های مهم در انتخاب مواد شیمیایی نانوذرات مناسب است. نانوذرات متشکل از پلیمرهای تجزیه پذیر زیستی که در بدن دسخوش تجزیه می‌شوند، مولکول‌های کوچک سازگار با محیط زیست مانند اسید لاکتیک و اسید گلیکولیک تولید می‌کنند., Kumari, A. , S.K. Yadav, and S.C. Yadav, Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2010. 75(1): p. 1-18. . درخت پارها (یا دندریمرها) پلیمرهای مصنوعی با شاخه‌های بسیار زیاد منحصر به فرد با اندازه یکنواخت، ساختار به خوبی تعریف شده و یک سطح انتهایی بسیار کاربردی هستند. مولکول‌های دارویی را می‌توان در داخل دندریمرها بارگذاری یا بر روی سطح انتهایی شاخه‌ها از طریق تعامل الکترواستاتیک یا اتصال کوانتومی متصل کرد, Gillies, E.R. and J.M.J. Fréchet, Dendrimers and dendritic polymers in drug delivery. Drug Discovery Today, 2005. 10(1): p. 35-43. ., Svenson, S. and D.A. Tomalia, Dendrimers in biomedical applications—reflections on the field. Advanced Drug Delivery Reviews, 2005. 57(15): p. 2106-2129. . ترکیب دارو و دندریمر می‌تواند نیمه عمر داروها را طولانی کند. در حال حاضر، استفاده از دندریمر در سیستم‌های بیولوژیکی به دلیل سمیت دندریمر, Jain, K. , et al. , Dendrimer toxicity: Let's meet the challenge. International Journal of Pharmaceutics, 2010. 394(1): p. 122-142. . و محدودیت‌های روش‌های سنتز آنها محدود شده‌است., Pooja, D. , R. Sistla, and H. Kulhari, Chapter 7 - Dendrimer-drug conjugates: Synthesis strategies, stability and application in anticancer drug delivery, in Design of Nanostructures for Theranostics Applications, A.M. Grumezescu, Editor. 2018, William Andrew Publishing. p. 277-303. . دندریمرها همچنین در محدوده اندازه باریکی (<۱۵ نانومتر) قرار دارند و به همین دلیل روش‌های سنتز فعلی دارای عملکرد پایینی هستند. گروه‌های سطحی به میزان بسته‌بندی انبوه ظرفیت de Gennes (در زبان فرانسه: از جنس) در سطح تولیدی زیاد دست خواهند یافت که قسمت درونی را از محلول‌های فشرده پر می‌کنند. این می‌تواند برای کپسوله سازی مولکول‌های دارویی هیدروفاژ و ملکول محلول مناسب باشد. مهر و موم را می‌توان با تعاملات داخل مولکولی بین گروه‌های سطوح مجاور، که می‌تواند با شرایط محلول، مانند pH، قطبیت و درجه حرارت متغیر، ملک است که می‌تواند برای پوشش کپسوله سازی و خواص کنترل آزاد استفاده شود، تنظیم می‌شود., Boas, U. , et al. , Synthesis and Properties of New Thiourea-Functionalized Poly(propylene imine) Dendrimers and Their Role as Hosts for Urea Functionalized Guests. The Journal of Organic Chemistry, 2001. 66(6): p. 2136-2145. .

 نانوذرات معدنی 
نانوذرات معدنی به دلیل ویژگی‌های به خوبی تعریف شده و با قابلیت بالای تنظیم خود، از قبیل اندازه، شکل و عملکرد پذیری سطح، به عنوان بلوک‌های ساختمانی بسیار ارزشمند برای سیستم‌های تحویل دارویی تبدیل شده‌اند. آنها تا حد زیادی در استفاده‌های بیولوژیکی و پزشکی اعم از تصویربرداری و تشخیص تا تحویل دارو مورد مصرف قرار گرفته‌اند., Giner-Casares, J.J. , et al. , Inorganic nanoparticles for biomedicine: where materials scientists meet medical research. Materials Today, 2016. 19(1): p. 19-28. . اثربخشی تحویل دارو نیز به ویژگیهای نانوذرات بستگی دارد که باید کاملاً مورد مطالعه قرار گیرد., Saha, K. , et al. , Surface Functionality of Nanoparticles Determines Cellular Uptake Mechanisms in Mammalian Cells. Small, 2012. 9(2): p. 300-305. ., Verma, A. and F. Stellacci, Effect of Surface Properties on Nanoparticle–Cell Interactions. Small, 2009. 6(1): p. 12-21. . نانوذرات غیر معدنی، مانند نانوذرات طلا، دارای خصوصیات خاصی هستند که می‌توانند برای تحویل داروهای فعال استفاده شوند یا به اثرات درمانی فرعی اضافه می‌شوند., Wijaya, A. , et al. , Selective Release of Multiple DNA Oligonucleotides from Gold Nanorods. ACS Nano, 2009. 3(1): p. 80-86. . چالش‌ها همچنین از تعاملات این مواد با سیستم‌های بیولوژیکی، سمیت و پاک سازی سریع توسط بدن انسان بوجود می‌آیند., Longmire, M. , P.L. Choyke, and H. Kobayashi, Clearance properties of nano-sized particles and molecules as imaging agents: considerations and caveats. Nanomedicine (London, England), 2008. 3(5): p. 703-717. ., Tsoi, K.M. , et al. , Mechanism of hard-nanomaterial clearance by the liver. Nature Materials, 2016. 15: p. 1212. ., De Jong, W.H. and P.J.A. Borm, Drug delivery and nanoparticles:applications and hazards. International journal of nanomedicine, 2008. 3(2): p. 133-149. .

 تحویل لیپوزوم 
لیپوزوم‌ها حباب‌های کروی هستند که خود را در محلول‌های آبی تشکیل می‌دهند. کیسه کوچک حاصل، که دارای یک هسته آبی محصور شده توسط یک غشاء آبگریز است، می‌تواند با انواع مختلفی از مولکول‌های آبگریز یا آب دوست برای اهداف درمانی پر شود. لیپوزوم‌ها معمولاً با فسفولیپیدهای طبیعی، که عمدتاً فسفاتیدیل کولین می‌باشد سنتز می‌شوند. کلسترول اغلب در فرمولاسیون‌ها برای تنظیم سفتی غشا و افزایش پایداری و استحکام وجود دارد. محموله‌های مولکولی از طریق تشکیل لیپوزوم در محلول‌های آبی، تبادلگر حلال یا افت‌های نسبی pH، بارگذاری می‌شوند. مولکول‌های مختلف نیز می‌توانند به صورت شیمیایی به سطح لیپوزوم متصل شوند تا خواص عامل‌های شناسایی را تغییر دهند. یکی از اصلاحات معمول، اتصال پلی اتیلن گلیکول (PEG) به سطح کیسه کوچک لیپوزومی است. پلیمرهای آبدوست مانع تشخیص ماکروفاژها شده و مانع از پاکسازی می‌شوند. اندازه، بار سطحی و سیالیت دو لایه نیز باعث تغییر سرعت تحویل لیپوزومی می‌شوند., Lian, T. and R.J.Y. Ho, Trends and Developments in Liposome Drug Delivery Systems. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2001. 90(6): p. 667-680. . لیپوزوم‌ها از جریان خون به فضای بینابینی در نزدیکی محل مورد نظر پخش می‌شوند. همان‌طور که غشای سلولی خود را از فسفولیپید تشکیل می‌دهد، لیپوزوم‌ها می‌توانند به‌طور مستقیم با غشاء مخلوط شوند و محموله را به سیتوزول آزاد کنند یا از طریق فاگوسیتوز یا دیگر راه‌های انتقال فعال وارد سلول شوند. تحویل لیپوزوم دارای مزایای مختلف است از جمله لیپوزوم‌ها باعث افزایش حلالیت، ثبات و جذب مولکول‌های دارویی می‌شود. پپتید، پلیمر و دیگر مولکول‌ها می‌توانند به سطح یک لیپوزوم برای تحویل هدفمند متصل شوند. اتصال لیگاندهای مختلف می‌تواند به اتصال به سلول‌های هدف بر اساس اثر متقابل لیگاند گیرنده کمک کند. تغییر اندازه کیسه کوچک لیپوزومی و سطح شیمیایی آن نیز می‌تواند برای افزایش زمان گردش تنظیم شود. داروهای لیپوزوم تأیید شده توسط FDA در ایالات متحده استفاده بالینی دارند. داروهای آنتراسیکلین دکسوروبیسین با لیپوزوم‌های فسفولیپید و کلسترول برای درمان ایدز -که منجر به سارکوم کاپوس و میلوم چندگانه می‌شود- با اثربخشی بالا و سمیت کم به سلول‌ها فرستاده می‌شوند., Malam, Y. , M. Loizidou, and A.M. Seifalian, Liposomes and nanoparticles: nanosized vehicles for drug delivery in cancer. Trends in Pharmacological Sciences, 2009. 30(11): p. 592-599. . بسیاری از افراد دیگر نیز تحت آزمایشات بالینی قرار می‌گیرند و تحویل داروهای لیپوزومی امروزه همچنان یک حوزه فعال تحقیقاتی با کاربرده‌های بالقوه ای مانند درمان اسید نوکلئیک، هدف‌گیری مغز و درمان تومور است., Abdus, S. , Y. Sultana, and M. Aqil, Liposomal Drug Delivery Systems: An Update Review. Current Drug Delivery, 2007. 4(4): p. 297-305. .

 وکتورهای ویروسی، ذرات ویروسی مانند و نانوذرات بیولوژیکی 
ویروس‌ها می‌توانند برای ارائه ژن برای مهندسی ژنتیک یا ژن درمانی استفاده شوند. ویروسهایی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل آدرن ویروس‌ها، رترو ویروس‌ها و باکتریوفاژهای مختلف هستند. سطح ذرات ویروسی نیز می‌تواند با لیگاندها تغییر کنند تا قابلیت‌های هدفمند سازی را افزایش دهند. گرچه ویکتورهای ویروسی می‌توانند برای کارایی بالا مورد استفاده قرار بگیرند، اما نگرانی ای که وجود دارد این است که ممکن است به دلیل روند طبیعی آن‌ها باعث از بین بردن محل‌های هدف شوند. این موضوع معمولاً نیاز به جایگزینی پروتئین‌ها دارد که باعث ایجاد تعامل بین ویروس‌ها و پروتئین‌های کیمریک می‌شود., Yoo, J. -W. , et al. , Bio-inspired, bioengineered and biomimetic drug delivery carriers. Nature Reviews Drug Discovery, 2011. 10: p. 521. . علاوه بر استفاده از ویروس‌ها، مولکول‌های دارویی نیز می‌توانند در ذرات پروتئینی حاصل از کپسیدهای ویروسی یا ذرات ویروسی مانند (VLpها) قرار بگیرند. VLpها آسان‌تر از ویروس‌ها تولید می‌شوند و یکنواختی ساختار آنها اجازه می‌دهد تا VLPها در مقادیر زیادی تولید شوند. VLPها همچنین دارای سطوحی هستند که به آسانی اصلاح می‌شوند که امکان تحویل هدفمند آن‌ها را فراهم می‌سازند. روش‌های مختلفی برای بسته‌بندی مولکول‌ها در کپسید وجود دارد؛ مولکول‌ها بیشتر مزیتی که قابلیت‌های کپسید دارد را برای متراکم کردن خود استفاده می‌کنند. یکی از استراتژی‌ها، ایجاد تغیر در شیب PH محیط بیرونی کپسید، برای ایجاد خلل در سطح آن و به دام انداختن مولکول مورد نظر است.. روشی دیگر که وجود دارد این است که از جمع‌کننده‌هایی مانند زیپ‌های لوسین یا آمفیفیل‌های پلیمر DNA استفاده می‌کنند تا ساختار کپسید را تحریک و مولکول‌های دارو جذب کنند. همچنین ممکن است داروها اکثرشان مستقیماً به‌طور شیمیایی در محل‌های واکنش پذیری که روی سطح کپسید وجود دارد، پیوندهای آمیدی ایجاد کنند. پس از معرفی ارگانیسم VLPها به ویژگی‌های آن‌ها می‌پردازیم؛ که اغلب دارای توزیع بافت گسترده، ترخیص سریع و عموماً غیر سمی هستند. با این وجود، ممکن است شبه ویروس‌ها پاسخ‌های ایمنی را برانگیزند، بنابراین ممکن است لازم بدانیم عاملهای ایمنی حفظ شوند., Ma, Y. , R.J.M. Nolte, and J.J.L.M. Cornelissen, Virus-based nanocarriers for drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews, 2012. 64(9): p. 811-825. .

 مکانیسم تحویل و پخش 
یک سیستم تحویل دهنده ایده‌آل دارویی باید هدف مؤثر و آزادسازی کنترل شده‌ای داشته باشد. دو راهکار اصلی، هدف‌گیری منحصر به فرد و فعال است. هدف‌گیری غیرفعال به این واقعیت بستگی دارد که تومورها دارای رگ‌های خونی با ساختار غیرطبیعی باشند که منجر به انباشت ماکرومولکول‌ها و نانوذرات نسبتاً بزرگ شوند. این به اصطلاح نفوذ پذیری افزایش یافته و اثر حفظ (EPR), Fang, J. , H. Nakamura, and H. Maeda, The EPR effect: Unique features of tumor blood vessels for drug delivery, factors involved, and limitations and augmentation of the effect. Advanced Drug Delivery Reviews, 2011. 63(3): p. 136-151. . اجازه می‌دهد تا حامل دارو به‌طور خاص به سلول‌های تومور منتقل شود. هدف‌گیری فعال، همان‌طور که از نامش معلوم است، بسیار ویژه تر و با استفاده از همکاری‌هایی که از تعامل گیرنده-لیگاند در سطح غشای سلولی وجود دارد، حاصل می‌شود., Miyazaki, S. , C. Yokouchi, and M. Takada, External control of drug release: controlled release of insulin from a hydrophilic polymer implant by ultrasound irradiation in diabetic rats. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 1988. 40(10): p. 716-717. . سیستم‌های آزادسازی کنترل شده دارو را می‌توان با روش‌های مختلفی به دست آورد. سیستم‌های تحویل دارویی برنامه‌ریزی شده برای انتشار مواد فعال در سراسر غشاء تنظیم شده‌اند., Bennet, D. and S. Kim, A Transdermal Delivery System to Enhance Quercetin Nanoparticle Permeability. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, 2013. 24(2): p. 185-209. . یکی دیگر از مکانیسم‌های تحویل-آزادسازی، تحویل دارویی فعال تعدیل شده‌است که در آن انتشار توسط محرک‌های محیطی ایجاد می‌شود. محرک‌ها می‌توانند خارجی، از قبیل معرفی یک فعال کننده شیمیایی، فعال سازی با نور یا میدان الکترومغناطیسی، یا بیولوژیکی باشند مانند pH، دما و فشار اسمزی که می‌توانند به‌طور گسترده در سراسر بدن متفاوت باشند., Irie, M. , Stimuli-responsive poly(N-isopropylacrylamide). Photo- and chemical-induced phase transitions, in Responsive Gels: Volume Transitions II, K. Dušek, Editor. 1993, Springer Berlin Heidelberg: Berlin, Heidelberg. p. 49-65. ., Foss, A.C. , et al. , Development of acrylic-based copolymers for oral insulin delivery. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2004. 57(2): p. 163-169. ., Suzuki, A. and T. Tanaka, Phase transition in polymer gels induced by visible light. Nature, 1990. 346: p. 345. .

 نانوذرات پلیمری 
برای نانوذرات پلیمری، القاء واکنش‌های تحریک کننده معمولاً به شدت به پلیمرهای شناخته شده‌ای متکی هستند ک که دارای یک انگیزه ذاتی برای تحریک کردن یا واکنش پذیری هستند. پلیمرهای خاصی که می‌توانند به علت تغییرات دما یا pH، تغییرات فاز قابل برگشت را تجربه کنند، منافعی را ایجاد کرده‌اند., Alarcón, C.d.l.H. , S. Pennadam, and C. Alexander, Stimuli responsive polymers for biomedical applications. Chemical Society Reviews, 2005. 34(3): p. 276-285. . مسلماً پلیمرهای بیشتر استفاده شده برای تحویل تعادلی فعال، پلی مشتقات پلیمری (N-isopropylacrylamide) مقاوم در برابر حرارت می‌باشند. این محلول به راحتی در آب در دمای اتاق حل می‌شود اما از لحاظ برگشت‌پذیری از زمانی که درجه حرارت از دمای محلول بحرانی (LCST) بالاتر رود، از شکل زنجیره ای گسترده به یک زنجیره فروریخته تغیر می‌یابد., Schild, H.G. , Poly(N-isopropylacrylamide): experiment, theory and application. Progress in Polymer Science, 1992. 17(2): p. 163-249. . این ویژگی راهی برای تغییر خاصیت آبدوستی یک پلیمر از طریق درجه حرارت را فراهم می‌کند. همچنین تلاش‌ها، بر سیستم‌های تحویل دارویی پاسخ دهنده دوگانه را در مرکز توجه قرار می‌دهند که این سیستم‌ها می‌توانند برای کنترل انتشار داروی کپسوله شده مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، کوپلیمر سه بعدی از پلی (اتیلن گلیکول) -b-poly (3-آمینوپروپیل-متاکریلامید) -b-poly (N-isopropylacrylamide) (PEG-b-PAPMA-b-PNIPAm) می‌توانند خود را در شکل میسل‌ها و با داشتن یک ساختار core-shell- corona در دمایی بالاتر از دمای محلول بحرانی تشکیل دهند. این برای pH نیز صادق است؛ بنابراین، آزاد سازی دارو می‌تواند با تغییر درجه حرارت یا PH تنظیم شود., Xu, X. , J.D. Flores, and C.L. McCormick, Reversible Imine Shell Cross-Linked Micelles from Aqueous RAFT-Synthesized Thermoresponsive Triblock Copolymers as Potential Nanocarriers for “pH-Triggered” Drug Release. Macromolecules, 2011. 44(6): p. 1327-1334.

 نانوذرات معدنی 
استراتژی تحویل داروهای نانوذرات معدنی بستگی به خواص مواد دارد. هدف‌گیری فعال حامل‌های دارویی نانوذرات غیر معدنی اغلب به وسیله فعال شدن سطح با لیگاندهای خاصی از نانوذرات به دست می‌آید. به عنوان مثال، ناقل نانویی چند منظوره معدنی (5-FU / Fe3O4 / αZrP @ CHI-FA-R6G) قادر به انجام تصویربرداری نوری و درمان به‌طور همزمان است., Yu, S. , et al. , Inorganic Nanovehicle for Potential Targeted Drug Delivery to Tumor Cells, Tumor Optical Imaging. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015. 7(9): p. 5089-5096. . این ماده را می‌توان به محل سلول‌های سرطانی با رفتار انتشار پایدار هدایت کرد. مطالعاتی روی واکنش نانوذرات طلا به نور محلی مادون قرمز (NIR) به عنوان یک محرک برای آزادسازی دارو انجام شده‌است. در یک مطالعه، نانوذرات طلا که با DNA دو رشته‌ای که حاوی مولکول‌های دارویی بودند، فعال شدند، نور NIR را تابیدند. ذرات گرما تولید کرده و DNA دو رشته‌ای را تخریب کرده و باعث آزاد شدن مواد دارویی در محل هدف شدند., Xiao, Z. , et al. , DNA Self-Assembly of Targeted Near-Infrared-Responsive Gold Nanoparticles for Cancer Thermo-Chemotherapy. Angewandte Chemie International Edition, 2012. 51(47): p. 11853-11857. . مطالعات همچنین نشان می‌دهد که یک ساختار متخلخل برای رسیدن به انتشار پایدار یا پالسیتی (ضربانی) سودمند است. مواد معدنی متخلخل دارای پایداری مکانیکی و شیمیایی زیاد در محدودهٔ فیزیولوژیکی هستند., Arruebo, M. , Drug delivery from structured porous inorganic materials. Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology, 2011. 4(1): p. 16-30. . خواص سطح مشخصی از قبیل حجم منافذ، توزیع قطر منافذ کوچک و سطح بالای آن، امکان جذب داروها، پروتئین‌ها و دیگر مولکول‌های بیوژنیک را با الگوهای آزادسازی قابل پیش‌بینی و قابل تجدید فراهم می‌کند., Vallet-Regí, M. , Ordered Mesoporous Materials in the Context of Drug Delivery Systems and Bone Tissue Engineering. Chemistry – A European Journal, 2006. 12(23): p. 5934-5943. ., Wang, S. , Ordered mesoporous materials for drug delivery. Microporous and Mesoporous Materials, 2009. 117(1): p. 1-9. .

 سمیت 
برخی از خواص مشابهی که نانوذرات به واسطه آن‌ها به صورت داروهای کارآمدی درآمده اند باعث سمیت آن‌ها نیز شده‌اند. به عنوان مثال، نانوذرات طلا که با فعل و انفعال با پروتئین‌ها به وسیله جذب سطحی شناخته شده‌اند، می‌توانند برای بارگذاری محموله و محافظت ایمنی استفاده شوند. با این حال، این ویژگی جذب پروتئین نیز می‌تواند عملکرد پروتئینی طبیعی را که برای هومئوستازی، ضروری است، مخصوصاً هنگامی که پروتئین، حاوی گروه‌های سدیم محافظت نشده باشد، مختل کنند., Fratoddi, I. , et al. , How toxic are gold nanoparticles? The state-of-the-art. Nano Research, 2015. 8(6): p. 1771-1799. . اثر فتوترمال، که می‌تواند باعث از بین بردن سلول‌های تومور شود، همچنین ممکن است گونه‌های اکسیژن واکنش پذیری را ایجاد کند که فشار اکسیدکنندگی را بر سلول‌های سالم اطراف تحمیل می‌کند. نانوذرات طلا با ابعاد کمتر از ۴–۵ نانومتر در حفره‌های DNA قرار می‌گیرند که می‌توانند رونویسی، تنظیم ژن، تکثیر و دیگر فرایندهای دخیل در اتصال DNA-پروتئین را تحت تأثیر قرار دهند. فقدان تجزیه پذیری زیستی برای برخی از مواد شیمیایی نانوذرات می‌تواند منجر به انباشت در بافت‌های خاصی شود و بنابراین به طیف وسیعی از فرایندهای بیولوژیکی منجر می‌شود., Soenen, S.J. , et al. , Cellular toxicity of inorganic nanoparticles: Common aspects and guidelines for improved nanotoxicity evaluation. Nano Today, 2011. 6(5): p. 446-465. . در حال حاضر چارچوب نظارتی در ایالات متحده برای آزمایش نانوذرات برای تأثیر کلی آنها بر سلامت و محیط زیست وجود ندارد., Bahadar, H. , et al. , Toxicity of Nanoparticles and an Overview of Current Experimental Models. Iranian biomedical journal, 2016. 20(1): p. 1-11. .

 منابع 

رده:صفحات با ترجمه بازبینی‌نشده
رده:نانوذرات
رده:ویکی‌سازی رباتیک
رده:دستگاه‌های دارورسانی