آشنایی با سیستم رهایش دارو (Drug Delivery systems…DDS)

با پیشرفت علم، مهندسین و محققین حوزه سلامت به نتایج بسیار خوبی در مورد مصرف داروها رسیدند. در حالت عادی پس از استفاده دارو، دوز زیادی از مواد داروئی وارد بدن شده که پس از گذشت چند ساعت میزان آن کاهش می یابد و فرد مجبور می شود مجددا مقدار زیادی دارو را یکباره مصرف کند تا ظرف چندساعت آینده مقدار آن کاهش یابد و این چرخه ادامه دارد. با پیشرفت تکنولوژی روشهای جدیدی برای حل این مشکل ابداع گردید. در این روش بیمار پس از مصرف دارو، دوز بالایی از دارو را دریافت نمی کند. در واقع پس از مصرف دارو، سیستم رهایش دارو شروع به تراوش دوز تعریف شده ای می کند و این مقدار در طول مدت، ثابت باقی می ماند.

 تاکنون روش های آناتومیکی گوناگونی از گذشته تابحال برای دارورسانی به نقاط مختلف بدن ارائه شده…این روش ها شامل:۱-دارورسانی از طریق سیستم گوارشی(gastrointestinal system):شامل روش های oral و rectal2-تزریقات(parenteral):شامل تزریقات زیرپوستی،داخل عضله،داخل رگ،داخل شریان۳-دارورسانی از طریق مخاط(Intra-mucosal):مخاط و پوشش داخلی سیستم گوارشی۴-انتقال دارو از طریق بینی و سیستم تنفسی:از طریق دم و بازدم۵-از طریق پوست(Intradermal)6-از طریق استخوان(Intar-osseous infusion)هر کدام از این روش ها دارای مزایا و معایبی هستند،و هنوز هم استفاده می شوند ولی روش دارورسانی پیشرفته و جدید،استفاده از تکنولوژی سیستم های رهایش دارو است.بدلیل برخی محدودیت‌های این روش ها،محققان در پی راه‌هایی بودند که بتواند مشکلات روش های فوق را تا حد زیادی حل کنند. به دنبال این تلاش‌ها سیستم‌های رهایش کنترل شده دارو مطرح شد که دارای مزایای زیادی است.

سیستم رهایش دارو یک فرمولاسیون یا دستگاهی است که معرفی یک ماده دارویی به بدن،و کارایی و امنیت رهایش دارو را با کنترل سرعت،زمان و مکان رهایش دارو در بدن،امکان می سازد…

 ” مهندسی سیستم‌های رهایش دارو ” مرز مشترکی با بسیاری از علوم از جمله: مهندسی بیومتریال،بیولوژی،بافت شناسی،داروسازی،آنالیز ریاضی،مهندسی پلیمر و… دارد. این زمینه یکی از جوان‌ترین موضوعات مطرح در علوم روز دنیا است که پیشرفت‌های چشمگیری را به همراه داشته و امروزه سهم عمده از تحقیقات مهندسان (به خصوص مهندسان بیومتریال) را به خود اختصاص داده است. 

برای درک عملکرد این سیستم،ابتدا باید پروسه ای که در بدن با مصرف قرص(روش دارورسانی از طریق سیستم گوارشی)طی می شود را بدانیم:

وقتی پزشک برای شما قرص تجویز می کند،از شما میخواهد که بطور مثال هر ۸ ساعت یکبار این دارو را مصرف کنید زیرا بعد از ۸ ساعت،غلظت دارو در بدن کم شده و باید دوباره به بدن رسانده شود.

طی ۸ ساعت اول،در اوایل ابتدا غلظت دارو در بدن خیلی زیاد است و در پایان این ۸ ساعت خیلی کم…برای این که،دارو بتواند اثر خود را در بدن بگذارد،غلظت دارو باید در حد معینی ثایت بماند زیرا اگر غلظت دارو خیلی کم باشد(پایان ۸ ساعت) دیگر اثری در بدن نخواهد داشت. و اگر غلظت دارو خیلی زیاد باشد(اوایل ۸ ساعت) میتواند برای بدن سمی باشد…(همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده). پس فرد برای برقراری تعادل غلظت دارو،باید تا مدت زمان مشخصی که پزشک تجویز کرده،هر ۸ ساعت یکبار دارو را مصرف کند…

نمودار مصرف دارو در بدن:

همانگونه که می بینید،در این نمودار،دارو باید غلظتی مابین حداقل و حداکثر داشته باشد،تا بتواند اثرگذار باشد.

با استفاده از رهایش کنترل شده دارو دربدن،غلظت دارو در حد معین نگه داشته می شود(خط وسطی-اینجا۲۰۰) و در زمان کوتاه با سرعت بالاتر دارو رسانی انجام می شود…

مزایای رهایش کنترل شده دارو:

۱- توانایی حفظ غلظت دارو در حدی نسبتاً ثابت برای مدتی مشخص

۲- قابلیت تنظیم سرعت آزاد شدن دارو وابسته به محل دارورسانی

 ۳-امکان رساندن دارو به یک عضو یا بافت خاص

۴-توانایی رساندن چندین ماده دارویی با یک فرمولاسیون

۵- امکان دارورسانی در ابعاد نانومتری و…. 

برای انتقال دارو،باید ماده شیمیایی موردنظر داخل یک حامل دارویی (بستری جهت قرار گیری دارو-catheter) قرار بگیرد.

مهندسان بیومتریال ابتدا باید ماده شیمیایی مدنظر را بشناسند،و حامل دارویی مناسب را برای رهایش دارو در بدن طراحی کنند.این حامل دارویی باید طوری انتخاب و طراحی شود که کمترین آسیب را به بدن برساند مثلا بعد از اینکه دارو از حامل دارویی خود رها شد…حامل دارویی که در بدن باقی میماند نباید از ماده ای انتخاب بشود که برای فرد سمیت ایجاد کند یا باعث سرطان شود…

این حامل دارویی باید از متریالی انتخاب بشود که بعد از مدتی در بدن تخریب شود و یا اگر ازبین نرفت،ضرری برای بدن فرد نداشته باشد…

اتنخاب حامل دارویی مناسب،اینکه از چه ماده ای(پلیمر-سرامیک یا کامپوزیت و…)باشد،و طراحی حامل دارویی که چطور بتواند به نقطه موردنظر بدن رفته و دارو را به آن نقطه برساند،از اصلی ترین و جالب ترین مباحث رهایش دارو در بدن برای مهندسین بیومتریال است…که مهندسان این رشته،با کسب دانش‌های مناسب از جمله: شناخت مواد مختلف, نوع رفتار مواد و خواص مواد در مواجهه با سیستم بدن, محاسبات ریاضی و مهندسی در زمینه عبور و نفوذ مواد در مواد دیگر و احاطه بر رفتارهای بدن و مسیرهای مختلف و موانع مختلف در عبور دارو در بدن ،سیستم مناسب را طراحی می کنند.

حامل های دارویی (catheters) و عملکرد آنها ،بحث جداگانه و بسبار جالبی است که بعدها براتون مطرح می کنم….