با توجه به افزایش روز افزون تقاضا برای مصرف انرژی و رو به اتمام نهادن منابع زیر زمینی آن مثل نفت و ذغال سنگ، مسئله ذخیره سازی انرژی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. با این حال ضریب هدایت حرارتی پایین ، کاربردهای عملی آنها را با محدودیت روبرو ساخته است. از سوی دیگر ریز پوشش دهی این مواد سبب میشود تا امکان کاربرد این مواد در مصارف مختلف تسهیل گردد. هدف از این تحقیق بررسی اثر افزودن ذرات گرافیت با ضریب هدایت حرارتی بالا به یکی از متداول ترین مواد تغییر فاز یعنی پارافین، کپسول سازی آن و مطالعه اثرات آن در رفتار حرارتی ترکیب حاصل می باشد. مسائل مورد مطالعه در این پژوهش شامل بررسی رابطه درصد گرافیت افزوده شده با خواصی حرارتی همچون گرمای نهان، دمای ذوب، دمای انجماد و نیز بازدهی ریز پوشش دهی می باشد. رفتار حرارتی این مواد تقویت شده با مواد افزودنی در حین تغییر فاز بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد استفاده از 10 درصد جرمی گرافیت تا 24درصد میزان گرمای نهان ریز پوشش های کامپوزیتی را در مقایسه با ریز پوشش های ماده تغییر فاز خالص کاهش می دهد. همچنین در این درصد وزنی دمای ذوب این ترکیبات تا 13 درصد افزایش داشته و دمای انجماد 14درصد کاهش می یابد. میزان گرمای مورد نیاز ریز پوشش های کامپوزیتی در حین ذوب برای رسیدن به دمای c50? در مقایسه با ریز پوشش های ماده تغییر فاز خالص 56 درصد کاهش یافته است که این کاهش نشان دهنده افزایش نرخ جذب حرارت این ترکیبات در مقایسه با نمونه خالص آن می باشد. همین روند در حین فرایند انجماد نیز مشاهده گردید. از طریق آزمایش طیف سنجی مادون قرمز، پایداری شیمیایی مواد پارافین و گرافیت و کپسوله شدن این مواد نیز به تایید رسید. در بررسی بازده ریز پوشش دهی نیز مشخص گردید که اثر عامل افزودن ماده گرافیت بیش از عامل دیگر یعنی زمان امولسیون سازی بر راندمان موثر بوده است . همچنین با افزایش درصد جرمی ماده گرافیت و نیز افزایش مدت زمان امولسیون سازی بیش از 10 دقیقه ، راندمان ریز پوشش دهی کاهش می یابد.

در این مطالعه پلی اورتان های کربوکسیله با سه وزن مولکولی مختلف ساخته شدند تا به عنوان حامل برای رهایش کنترل شده ی داروی رالوکسیفن منظور شوند و به نحوی بتوان فراهمی زیستی دارو را بالا برد. نانوذرات با روش رسوب گیری هم زمان آماده شدند. بهینه سازی نانوذرات با روش باکس-بنکن انجام شد. فاکتور های مستقل, وزن مولکولی پلیمر, نسبت غلظت پلیمر به دارو و سرعت همزن مغناطیسی بودند و فاکتورهای به هم وابسته, سایز نانوذرات, توزیع اندازه ذره ای, زتا پتانسیل و میزان داروی بار گذاری شده در پلیمر بودند. نتایج نشان داد که مدل به کار گرفته شده(باکس-بنکن) برای انجام آزمایش کاملا منطقی بود. برای بررسی ساختار پلی اورتان ساخته شده, داروی رالوکسیفن و نانوذرات ساخته شده از رزونانس مغناطیسی هسته ی پروتون (h-nmr ) و طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه استفاده شد. کروماتوگرافی نفوذ ژلی (gpc) برای تعیین وزن مولکولی پلی اورتان های ساخته شده استفاده شد. تفرق دینامیک نور(dls) و میکروسکوپ الکترونی(sem) برای بررسی توزیع اندازه ی ذره ای و سایز نانوذرات به کار گرفته شد. کالریمتری روبشی افتراقی(dsc) و وزن سنجی حرارتی(tga) برای آنالیز حرارتی نمونه ها استفاده شدند. مطالعات پراکنش اشعه ی x برای بررسی میزان کریستالی بودن نانوذرات, پلی اورتان و دارو به کار گرفته شدند. سایز نانوذرات در آزمایشات انجام شده بین nm 96-49 بود و میزان داروی بارگذاری شده % 92-84 بود. نانوذرات پلی اورتان بارگذاری شده با رالوکسیفن در محیط in-vitro ارزیابی شدند و پروفایل آهسته رهش را نشان دادند ( %35/4 ± 19/24 بعد از 4 هفته).

در بیماران دیابتی، ترشح انسولیـن از غده پانکراس مختل میشود، کـه سبب نیاز بـه تزریق روزانـه انسولیـن میگردد. تزریق انسـولین باعـث ایجاد عفـونـت, درد و استرس در طولانی مـدت میشود. دارورسـانی خوراکی انسولین میتواند جایگزین مناسب تزریقی باشد. اکثر روش های دارورسانی خوراکی انسولین دارای فراهـمی زیستی پایین به دلیل تخریب آنزیمی در دستگاه گوارش, پایداری کم درph معـده و سدهای فیزیـکی لایه اپیتلیـوم روده، میباشند. بنابراین ساخت سیستم های کارامد حامـل مانند نانوذرات یا میـکرو ذرات میتوانـد راه حل مناسبی برای حفظ داروهای حساس نظیر انسولین باشد. یـکی از سیستم های حامـل دارو ,کمپلکس پلی الکترولـیت تشکیـل شده از پلیمرهای آلژینـات ، مشـتـق کایتوزان و بتا سیکلودکسترین کاتیونی میباشد.آلژینات و کایتوزان پلیمرهای طبیعی ، سازگار با بدن و دارای خاصیـت چسبندگی میباشند.. بزرگترین محدودیـت کایتـوزان عـدم انحلال آن درآب در ph های بالای 6 می باشد . جهت غلبـه بر این مشکل و بهینه کردن خواص کایتـوزان، مشتقات مختلفی از کایـتـوزان مثـل تری متیل کایتـوزان تیوله ساخته شده است.کمپلکس سیکلودکسترین-انسولین سبب تسهیل ورود مولکول دارو با پیوندهای غیر کوالان ،پایداری آن در مقابل تجمع، دناتوره شدن و تجزیه و تسهیـل جذب انسولین از سدهای بیولو‍‍‍‍ژیکی میشود.سیکـلـودکسترین به تنهایی دارای سایتوتوکسـییسیتی و حلالیـت پاییـن در آب میباشد.برای فایق آمدن بر ایـن محدودیتها پلیمرهای کاتیونی بتـا سیکلودکسترین سنتز شده است. استفاده از کمپلکس پلیـمر کاتیـونی بتـا سیکلو دکسترین-انسولین انکپسوله شـده در مشـتق کـایتـوزان/آلـژینـات سبب بهبود association efficiency می شود. هدف از این تحقیق تهیه نانـوذرات با استفاده از پلیـمرهای کاتیونی بتا سیکلودکـسترین همراه آلژینات و مشتق کایتـوزان جهت دارورسانـی خوراکی انسولین میباشد. در این مطالعه نانوذرات شامل بتاسیکلودکسترین کاتیونی، تری متیل کایتوزان تیوله همراه با آلژینات آمـاده شـده است.بتـا سیکـلودکـسترین کـاتیونی از بتاسیکـلودکـسترین،اپـی کلروهیدرین و کولین کلراید توسط فرآینـد پلیمرازیسیون یک مرحله ای سنتز شده است.طیف ir و nmr بیانگـر سنتز موفق فـوق میباشد. نانوذرات توسط روش ionic gelation در دما ، ph ، غلظت، نسبت پلیمر - انسولین و دور مشخص تهیه شدند. آزمـایشات بر روی نانوذرات حاصـلـه نشـان دهنـده ی موارد ذیل میباشد: سایز 4/271 نانومتر، که جهت جذب و دارورسانی خوراکی قابل قبول میباشد. درصد انکپسولاسیون 12/95 ،نشان دهنده ورود مناسب انسولین در نانوذرات میباشد. نتایج عکس sem نشـان میدهد نانوذرات شکـل کروی بدون تجمع را دارا میباشند.مطالعات آزادسازی نشان میدهد آزادسازی دارو در دقیقه 120 حدود صد درصد میباشد. بنابراین، فرمولاسیون نوین حاوی نانو ذرات انسولین به همراه بتا سیکلو دکسترین کاتیونی، مشتق کایتوزان و آلژینات تهیه شد، که قابلیت بالقوه دارورسانی خوراکی انسولین در افراد دیابتی را دارد.

سامانه های آهسته رهش، از مهم ترین و پرکاربرد ترین فناوری های دارورسانی می باشد که از دیرباز با تولید قرص های ساده روکش دار مطرح شده اند و تا به امروز با پیشرفت علوم دارویی و داروسازی همچنان در کانون توجه شرکت های معظم داروسازی قرار دارند. به طور ساده این سامانه ها قابلیت رهش دارو را در طول مدت زمان بیشتری نسبت به انواع ساده تر دارا هستند و این قابلیت را دارند تا غلظت خونی پایدارتری در پلاسما ایجاد نمایند و از تکرار مصرف دارو جلوگیری کنند(1). این اثر درمان تدریجی را ابتدا با آزاد ساختن دوز درمانی و سپس با آزاد ساختن تدریجی و پیوسته دوزهای نگهدارنده دارو، ایجاد می کنند(2). طراحی یک سامانه ی پیوسته رهش معمولا به علت تداخل خواص فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی دارو و شرایط بیماری شخص بیمار و محدودیت های تکنیکی کار دشواری می باشد. آهسته رهش نمودن داروها معمولا با تغییر فرمولاسیون دارو (به صورت ماتریکسی) انجام می شود و یا به ندرت از طریق ایجاد ملح کم محلول تر دارو انجام می پذیرد(3). البته در این میان تولید سامانه های آهسته رهش کاشتنی جز تکنولوژی های نوین و پیچیده بوده که دستیابی به آن مستلزم دانش فنی بالا، امکانات و تجهیزات به روز و کارامد و بودجه های تحقیقاتی کافی می باشد. این سامانه های نوین دارورسانی با ذخیره مقادیر زیادی از دارو در زیر پوست به فرم یک مخزن دارویی عمل می نمایند و با بکارگیری پلیمرهای آبدوست قادر هستند مقادیر مشخصی از دارو را در مدت زمان معین به داخل جریان خون آزاد نمایند(4). ریسپریدون (risperidone) یک داروی ضد جنونantiphsychtoic) ) می باشد که از طریق مهار گیرنده های دوپامینی (d2) و سرتونینی (5-ht2) عمل می نماید. ریسپریدون در درمان بیماری های روانی (psychotic disorder)، اختلالات دو قطبی (bipolar disorder) و عوارض روانی ناشی از زوال عقل dementia)) و اسکیزوفرنی (schizophrenia) کاربرد دارد. دوز مصرفی این دارو در درمان اسکیزوفرنی بر حسب شدت بیماری از 1 میلی گرم، دو بار در روز، تا 4 میلی گرم 2 بار در روز می باشد. با توجه به ماهیت بیماری های روانی و به خصوص شیزوفرنی و عدم همکاری بیماران در گرفتن دوزهای متوالی از دارو طی مدت زمان طولانی درمان (2 یا 3 سال و اغلب مادام العمر)، طراحی یک سامانه ی آهسته رهش کاشتنی از داروی ریسپریدون جهت کنترل بیماران مبتلا به شیزوفرنی در جهت افزایش همکاری و آسایش بیمار و خانواده وی همچنین کاهش هزینه های بستری این بیماران و مراقبت های ویژه ی پرستاری، لازم و ضروری به نظر می رسد(5). هدف طرح مزبور طراحی فرمولاسیون کاشتنی طولانی اثر (long acting implant) ریسپریدون می باشد که قادر خواهد بود با یکبار تزریق نیاز بیمار را در گرفتن دوزهای متوالی ریسپریدون تا حداقل دو ماه مرتفع سازد. این سامانه قادر است غلظت های ثابتی از دارو را در بازه های زمانی متوالی ایجاد کند و در نتیجه ضمن افزایش پذیرش و همکاری بیماران در پروتوکل درمان باعث بهبود علائم شیزوفرنیک و کاهش اپیزودهای آن خواهد شد(6). روش اجرایی طرح بر اساس تولید ایمپلنت زیرپوستی plga می باشد که قابلیت محصور سازی مقدار قابل قبولی از داروی ریسپریدون را داراست. این ایمپلنتها با استفاده از متد casting)) طراحی و تولید می شوند. این سامانه به صورت زیرپوستی کاشته شده و قادر خواهد بود تا حداقل 2 ماه دارورسانی را انجام دهد. در نهایت با تحلیل داده های آماری مشخص شد که میتوان فرمولاسیونی پایدار با بازدهی بالا و هزینه های پایین تهیه نمود.

در این پژوهش به منظور افزایش پایداری داروی انسولین، این پلیمر زیستی با الاستومر پلی اورتانی مغناطیسی مزدوج شد. برای سنتز نانوکامپوزیت پلی اورتان مغناطیسی پایه آبی از نانوذرات اکسید آهن استفاده شد که به منظور جلوگیری از تجمع و همچنین افزایش نیمه عمر ماندگاری نانوذرات در بدن، ابتدا با ترکیب دای پدال سیلان که حاصل ترکیب آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان و 3-گلیسیدوکسی پروپیل تری متوکسی سیلان می باشد، اصلاح شدند و سپس برای افزایش زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری ترکیب حاصل، طی فرآیند پلیمریزاسیون درجا با پلی اورتان پایه آبی تولید نانوکامپوزیت های پلی اورتانی مغناطیسی کردندکه گروه های nco- پیش پلیمر ترکیب فوق با هورمون انسولین، که پلیمری با توالی پپتیدی ویژه و گروه های nh2- در دسترس است پیوند اوره تشکیل می دهد. سنتز موفقیت آمیز این ترکیبات به وسیله ی طیف سنجی مادون قرمز، رزونانس مغناطیس هسته ای، تجزیه وزن سنج گرمایی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری تایید شد. الاستومر پلی اورتانی مغناطیسی مزدوج با انسولین سنتز شد و جهت رهایش دارو در ph 8/6 و در شرایط برون تنی استفاده شد. نتایج آنالیز کروماتوگرافی مایع با فشار بالا، نشان می دهد که نانوکامپوزیت wpu/fe3o4 توانایی تشکیل پیوند کوالانسی با انسولین را به منظور افزایش پایداری اش دارند. این ترکیب پروفایل آهسته رهش را نشان داد.

در این پژوهش افزایش هدایت حرارتی ماده تغییر فاز پارافین با استفاده از یک افزدودنی نانوساختار مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. برای این بررسی افزودنی نانوالماس به پارافین افزوده شده و مخلوط حاصل به روش توده سازی مرکب به صورت میکروکپسول درآمده است و سپس خواص حرارتی میکروکپسول توسط تست dsc اندازه گیری و محاسبه شده و نتایج حاصل تحلیل شده اند.