بررسي تجربي ساخت و مشخصه يابي يك ميكروكانال جريان متمركز شونده به منظور توليد ميكرو قطرات حساس به دما جهت استفاده در دارورساني هوشمند

Experimental study of manufacturing and characterization of a flow-focusing microchannel in order to produce thermoresponsive microparticles for on-demand smart drug delivery

در دارورساني هدفمند، كاربرد ميكروقطرات حساس به دما به عنوان حامل هاي دارويي، اخيرا مورد توجه بسياري از محققان قرار گرفته است. در يك رويكرد، استفاده از ميكروقطرات نيپام به عنوان حاملهاي دارويي حساس به دما، ميتواند در درمان موضعي زخمهاي سوختگي مزمن و ديابتي موثر واقع شود. در اين مطالعه، ابتدا ساخت يك ميكروكانال جريان متمركز شونده به روش فوتوليتوگرافي صورت پذيرفته است. سپس محلول پليمري نيپام با درصدهاي مختلف ساخته و به عنوان فاز قطره در ميكروكانال استفاده شد. نتايج نشان داد كه نيپام 10 درصد در واكنش پليمريزاسيون موفق بوده و استفاده از نيپام با درصد كمتر، منجربه توليد پليمرهاي مرغوب و قابل استفاده نميشود. بدين ترتيب محلولهاي نيپام 10 درصد و روغن سيليكون به ترتيب به عنوان جريانهاي فاز مياني و فاز پيوسته مورد استفاده قرار گرفتند و ميكروقطرات نيپام از طريق جريان دوفازي ايجاد شده در ميكروكانال توليد شدند. اثر نسبت دبي دو جريان بر قطر قطرههاي توليدي با استفاده از ميكروسكوپ ديجيتال مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج مطالعه نشان داد كه با تغيير نسبت دبي فاز منقطع به پيوسته از 0.14 به 0.84، قطر قطرههاي توليدي از 360 به 515 ميكرون افزايش مي يابد. بدين ترتيب ميكروقطرات توليد شده در اين روش ميتوانند به عنوان حاملهاي دارويي حساس به دما در درمان زخمهاي مزمن پوستي مورد استفاده قرار گيرند.

In targeted drug delivery, the use of temperature-sensitive microparticles as drug carriers has been the subject of many researchers recently. In one approach, the use of NIPAM microparticles as temperature-sensitive drug carriers can be effective in the topical treatment of chronic, diabetic or burned wounds. In this study, we first fabricated a flow focusing microchannel by photolithography. Then NIPAM solution was made with different percentages and used as the drop phase in the microchannel. The results showed that the use of 10% of NIPAM was successful in the polymerization reaction and the use of NIPAM with a lower percentage didn't show any result in the production of high quality and usable polymers. Thus the NIPAM solutions and silicone oil were used as discrete and continuous phases, respectively, and the NIPAM microparticles were produced through the two-phase flow generated in the microchannel. The effect of flow ratio on the diameter of droplets produced was evaluated using a digital microscope. The results of the study showed that by changing the ratio of discrete phase to continuous phase from 0.14 to 0.84, the droplet diameter increased from 360 to 515 microns. Thus, the microparticles produced in this method can be used as temperature-sensitive drug carriers in the treatment of chronic wounds.