بررسی اثر اختلاط در میکرو کانالها به منظور کاهش اندازه در تولید دارو

دراین رساله، شواهد تجربی به منظور بررسی کارایی میکروراکتورها در توزیع یکنواخت اندازه نانو ذرات کورکومین به روش حلال/ضد حلال ارائه می شود. بدین منظور، سه نوع آرایش مختلف از میکروراکتورها با قطر mµ 800 ، طول mm 30 و با زاویه برخورد 45، 90 و 135 طراحی شدند و ازکورکومین به عنوان داروی مدل کم محلول در آب استفاده شد. در ابتدا، تاثیر زاویه برخوردسیال در کاهش اندازه ذرات و نیزثبات فیزیکی کوتاه مدت آنها مورد بررسی قرار گرفت. سپس، جهت بررسی توزیع اندازه ذرات و مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانوسوسپانسیون تولید شده، تصویر برداری sem، طیف سنجی xrd، ترموگرام dsc، طیف سنجی ftir، و اندازه گیری زتا پتانسیل به کار گرفته شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که پس از استفاده از میکروکانال با زاویه تلاقی 135، اندازه ذرات رسوبی بهnm 181 می رسد. این امر، بیانگر آن است که در مقایسه با سایر آرایشها، این هندسه می تواند بهره وری بالاتری در اختلاط میکرو ایجاد کند. در این راستا، عملکرد برتر زاویه تماس بزرگتر در میکروکانالها و اختلاط بهتر آنها در نرخ های مختلف جریان مایع، به افت فشار و نرخ اتلاف انرژی ارتباط داده شد. به منظور درک اثر هندسه میکرو کانال بر رفتار اختلاط دو سیال مشخصه افت فشار و اختلاط دو سیال به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) موردتجزیه و تحلیل عددی قرار گرفت. در نتیجه محاسبات cfd، میکروکانال با زاویه برخورد o180 θ = ، حداقل افت فشار pa 698 را نشان داد، در حالی که در میکروکانال با زاویه برخورد o 135 θ = ، برخورد شدید جریان سیال، باعث افزایش سریع افت فشار شد ( pa847δp =). علاوه بر این، بررسی کمی اختلاط بر حسب تغییرات کسر جرمی مخلوط بیان شد. در مرحله بعد، اثر نوع تثبیت کننده و غلظت آن در اندازه رسوب نانو ذرات کورکومین در میکروکانال بهینه بررسی شد. تجزیه اطلاعات حاصله نشان داد که میانگین اندازه ذرات معلق کورکومین ازmµ 96/28 به nm72/77 و سطح ویژه پودر آن از 88/3 به m2/g 50 /17 ، افزایش یافت. به طور خاص، پس از انجام فرایند حلال/ضد حلال، ذرات کورکومین حاصله از ٪ 03/0 pvp و٪ 3/0 pvp با pdi به ترتیب 15/0 و 12/0، توزیع اندازه رسوب باریکتری را در مقایسه باسایر نمونه ها داشتند. سپس، تاثیر همزمان متغیرهای مستقل در کاهش اندازه نانوذرات کورکومین در میکروکانال منتخب مورد بررسی قرارگرفت. بدین منظور، سه عامل نسبت حجم ضد حلال حلال ، سرعت جریان محلول حاوی دارو و غلظت کورکومین در سه سطح و به روش طراحی باکس -بنکن بهینه سازی شدند. در نتیجه این مطالعه، با افزودن آب به عنوان ضد حلال به محلول کورکومین و در حضور تثبیت کننده pvp، اندازه نانو ذرات حاصله در محدوده nm 335-63 قرار گرفتند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل آنالیز واریانس نشان داد که تمام این سه متغیر و اثر متقابل آنها به طور قابل توجهی برپاسخ مدل، اندازه ذرات رسوبی، تاثیر گذارند،. اعتبار سنجی مطالعات بهینه سازی، نشان داد که روش پاسخ سطح rsm، توانایی بالایی در تخمین و شناسایی شرایط فرآیندی مناسب برای کاهش اندازه نانوذرات کورکومین دارد. تحت این شرایط، اندازه کورکومین nm12/63 پیش بینی شد که به خوبی بر نتایج حاصل از آزمایش (nm 52/62 و 184/0 pdi=) منطبق بود. به دنبال آن، مشخصات نانو ذرات آماده شده توسط طیف ftir، گرماسنجی روبشی تفاضلی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی و پراش اشعه x تعیین و بررسی شد.