شبیه سازی مولکولی غشا و توزیع دارو در غشاهای بیولوژیکی

در این تحقیق ابتدا با توجه به ویژگی نفوذ دارو در سیستم های بیولوژیکی که عبارتند از رخداد این پدیده در مقیاس های زمانی و مکانی در ابعاد نانو، این سیستم های بیولوژیکی به طور مختصر شرح داده شده و نحوه نفوذ دارو و مکانیزم های مختلف جذب دارو بیان می شوند. در ادامه برای بررسی و شبیه سازی این پدیده به دلیل تحول زمانی آن، از روش دینامیک مولکولی استفاده می شود. اساس این روش حل معادلات حرکت نیوتن برای تک تک ذرات سیستم است که بعد از انجام شبیه سازی، نتایج با میانگین گیری روی تمام ذرات محاسبه می شوند. برای شبیه سازی فرایند نفوذ دارو، با توجه به تعداد زیاد ذرات حل عددی معادلات حرکت نیوتن که اساس روش دینامیک مولکولی است، عملا به صورت دستی امکان پذیر نمی باشد و این امر استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی را ایجاب می کند. در این تحقیق از نرم افزار شبیه سازی گرومکس استفاده شده است.در اجرای شبیه سازی نفوذ دارو به دلیل حجم بالای محاسبات استفاده از رایانه های خانگی امکان پذیر نبود و از این رو در انجام شبیه سازی های مولکولی عموما از ابررایانه ها استفاده می شود. در پایان نتایج حاصل از محاسبات با برخی داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته و میزان دقت محاسبات در طول شبیه سازی یا انحراف و خطای آن ها مورد بررسی قرار می گیرند.یک سیستم مرجع در این شبیه سازی تعریف می شود که شامل 128 مولکول فسفولیپید از نوع dmpc می باشد که به صورت دولایه 68 تایی قرار می گیرند و کل این سیستم در 3655 مولکول آب به عنوان حلال قرار دارد. در این سیستم نفوذ مولکول داروی آرتیکایین که یک نوع داروی بی حسی است در دو حالت باردار و بدون بار انجام می گیرد. برای انجام محاسبات این شبیه سازی از ابر رایانه مرکز پردازش های فوق سریع دانشگاه امیر کبیر استفاده شده است.