چکيدهروشهاي پيشين درمان انواع بيماريها و از جمله سرطانها بدليل داشتن عوارض جانبي ما را به سوي درمانهاي جديد هدايت کرده است. يکي از اين روشهاي نوين درماني فتودايناميکتراپی ميباشد که با استفاده از يک ماده حساس به نور، اکسيژن و نور با طول موج مناسب مواد سمي توليد مينمايد. از سويي ديگر فناوري نانو با استفاده از ساختارهاي جديد دارورساني عملکرد بهتري نسبت به روشهاي پيشين داشته است. در اين پژوهش پس از بررسي سيستمهاي داروئي جديد، از متيلن بلو به عنوان ماده حساس به نور در دسترس و از ليزر ديودي به عنوان سيستم نوردهي استفاده شده است. در اين پژوهش از دو زئوليت در ابعاد نانو و يک زئوليت طبيعي بعنوان حامل دارويي استفاده نموديم. سنتز زئوليتهاي مصنوعي شامل ZSM-5 و Sodaliteبا استفاده از روش هیدروترمال صورت پذيرفت. در ادامه پگيلاسيون بمنظور محافظت ساختارهاي زئوليتي از سدهاي زيستي روي ساختار زئوليتي صورت پذيرفت و متيلن بلو بر روي ساختار نهايي قرار داده شد. تجزیه های طیف سنجی فرابنفش- مرئي، تبديل فوريه مادون قرمز، پراش پرتو ايکس، تصوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي به منظور بررسي خواص فيزيکي و شيميايي اين ساختارها بکار گرفته شد. تعيين ابعاد، پيوندهاي شيميايي درگير و مورفولوژي ساختارهاي حاصل براساس اين نتايج مورد تحليل قرار گرفت. مقايسه نرخ توليد اکسيژن يکتايي متيلن بلو و ساختارهاي زئوليتي پگيله شده متصل به متيلن بلو با استفاده از پديده فتواکسيداسيون دي فنيل ايزو بنزوفوران بعنوان مقياسي در توانمندي توليد عوامل سمي تحت پرتوهاي نور قرمز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل مبين تاثير چشمگير نانوساختار زئوليتي ZSM-5 و ميکروساختار زئوليتي طبيعي کلينوپتيلوليتبر نرخ توليد اکسيژن يکتايي ميباشد. از سويي ديگر اين نتايج در نانوساختار زئوليتي سوداليت اميد بخش نيست.واژه‌هاي كليدي:متيلن بلو، ساختارهاي متخلخل زئوليتي، اکسيژن يکتايي، فتودايناميک تراپيفهرست مطالبعنوانصفحهفصل اول: مقدمه11-1 مقدمه21-2 سرطان31-2-1 راههای گسترش سرطان31-2-2 روشهای تشخیص41-2-2-1 غربالگری(بیماریابی)41-2-2-2 آزمایش خون41-2-2-3 رادیوگرافی از قفسه سینه(CXR)51-2-2-4 ماموگرافی51-2-2-5 سونوگرافی51-2-2-6 نمونهبرداری51-2-2-7 آندوسکوپی51-2-2-8 آزمایش ادرار51-2-2-9 آزمایش خون مخفی در مدفوع51-2-2-10 اسمیر دهانه رحم(پاپ اسمیر)61-2-2-11 سیتیاسکن61-2-3 روشهای درمان سرطان61-2-3-1 درمان سیستمیک61-2-3-2 هورمون درمانی71-2-3-3 درمان زیست شناختی71-2-3-4 شیمی درمانی81-2-3-5 پرتودرمانی سیستمیک81-2-3-6 درمان موضعی91-2-3-7 جراحی91-2-3-8 پرتودرمانی موضعی91-2-3-9 پیوند سلولهای بنیادی101-3 فتوداینامیکتراپی111-3-1 منبع نور12 1-3-2 ماده حساس به نور131-3-3 مکانیسم درمان151-3-4 برتریهای روش فتوداینامیک تراپی161-3-5 چالشهای فتوداینامیک تراپی161-4 سیستمهای دارورسانی171-4-1 دارورسانی به روش سنتی171-4-2 دارورسانی نوین171-5 مروری بر مقالات201-6 هدف پژوهش23فصل دوم: زئولیتها242-1 مقدمه252-2 طبقه بندی زئولیتها272-3 خواص زئولیتها272-3-1 ظرفیت تبادل کاتیونی282-4 ویژگی فیزیکی و شیمیایی زئولیتها292-5 دستهبندی زئولیتها302-5-1 زئولیتهای طبیعی302-5-2 زئولیتهای مصنوعی312-6 مقایسه زئولیتهای طبیعی و مصنوعی322-7 معرفی زئولیتهای مورد استفاده332-7-1 زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت332-7-2 زئولیت سنتزی ZSM-5342-7-3 زئولیت سنتزی سودالیت352-8 تولید زئولیتها362-9 منابع زئولیتی372-10 روشهای سنتز زئولیتها372-10-1 روش سنتز فاز مایع(فرآیند هیدروترمال)382-10-2 روش انتقال فاز گاز(ژل خشک)392-10-3 روشهای نوین سنتز392-10-3-1 سنتز با استفاده از ژل و محلول شفاف392-10-3-2 سنتز با استفاده از نانوبلورهای زئولیت در فضای بسته412-10-3-3 رشد درونی مواد محافظ(ISS)412-10-3-4 تبلور با حرارتدهی توسط ریزموج422-11 کاربردهای زئولیت432-11-1 زئولیت در پزشکی432-12 نتیجهگیری45فصل سوم: پلیمرها463-1 مقدمه473-2 پلیمر473-3 توصیف پلیمرها483-3-1 جرم مولکولی493-3-2 ساختار مولکولی503-3-3 مورفولوژی503-3-4 خواص حرارتی513-4 ساختار پلیمرها513-5 پلیاتیلنگلیکول523-5-1 تعریف523-5-2 استفادههای پزشکی جدید PEG543-6 تهیه و کپسولاسیون دارو در نانوذرات پلیمری553-7 پگیلهکردن563-7-1 پگیلهکردن پروتئینها و اهمیت داروئی آن613-7-2 ملاحظاتی راجع به PEGylation613-7-3 روشهای تشخیص633-7-4 پگیلهکردن برگشتپذیر643-7-5 محدودیتهای پگیلهکردن643-7-6 دیدگاههای آینده64فصل چهارم: مواد و روشها654-1 مقدمه664-2 مواد شیمیایی مورد استفاده664-2-1 مواد شیمیایی جهت سنتز ZSM-5664-2-2 مواد شیمیایی جهت سنتز سودالیت674-2-3 مواد شیمیایی جهت تست تولید اکسیژن یکتایی674-3 تجهیزات مورد استفاده674-3-1 دستگاه سانتریفیوژ674-3-2 آون684-3-3 pHمتر684-3-4 دستگاه اسپکتروفتومتر فرابنفش- مرئی694-3-5 دستگاه پراش پرتو ایکس704-3-6 دستگاه طیفسنجی مادون قرمز734-3-7 میکروسکوپ الکترونی روبشی744-3-8 سیستم پرتودهی نوری754-4 سنتز ساختارهای زئولیتی764-4-1 سنتز ZSM-5764-4-2 تهیه ترکیب اصلاحشده MPZ764-4-3 سنتز سودالیت784-4-4 تهیه ترکیب اصلاحشده MPS794-4-5 تهیه ترکیب اصلاحشده MPC794-5 آنالیزهای صورت پذیرفته804-5-1 اسپکتروسکوپی فرابنفش- مرئی804-5-2 طیفسنجی مادون قرمز804-5-2-1 آمادهسازی نمونهها جهت انجام آنالیز FTIR804-5-3 پراش پرتوایکس814-5-4 تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)814-5-5 آنالیز تولید اکسیژن یکتایی82فصل پنجم: نتایج835-1 مقدمه845-2 نتایج آنالیزها و آزمون تولید اکسیژن یکتایی زئولیت ZSM-5845-2-1 سنتز پودر زئولیتی ZSM-5845-2-1-1 برررسی نتایج طیف فرابنفش- مرئی845-2-1-2 بررسی طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه(FTIR)865-2-1-3 بررسی پراش پرتوایکس(XRD)895-2-1-4 آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)915-2-1-5 نتایج آزمایش فتواکسیداسیون(DPBF)925-3 نتایج آنالیزها و آزمون تولید اکسیژن یکتایی زئولیت سودالیت955-3-1 سنتز پودر زئولیتی سودالیت955-3-1-1 بررسی نتایج طیف فرابنفش- مرئی955-3-1-2 بررسی طیف سنجی مادونقرمز با تبدیل فوریه(FTIR)965-3-1-3 بررسی پراش پرتوایکس(XRD)985-3-1-4 آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)1005-3-1-5 نتایج آزمایش فتواکسیداسیون(DPBF)1015-4 نتایج آنالیزها و آزمون تولید اکسیژن یکتایی زئولیت کلینوپتیلولیت1035-4-1 زئولیت خالص کلینوپتیلولیت1035-4-1-1 بررسی نتایج طیف فرابنفش- مرئی1035-4-1-2 بررسی طیفسنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه(FTIR)1045-4-1-3 بررسی پراش پرتو ایکس(XRD)1075-4-1-4 آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)1085-4-1-5 نتایج آزمایش فتواکسیداسیون(DPBF)109فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادات1116-1 نتیجهگیری1126-2 پیشنهادات115مراجع116 فهرست شکلهاشکل(1-1) مکانیسم های فتوشیمیایی دخیل در ایجاد عوامل سمی در فتوداینامیک تراپی12شکل(1-2) اصول کلي و مراحل فتودايناميک تراپي16شکل(2-1) سنگ زئوليتي26شکل(2-2) ساختمان اتمي زئوليت26شکل(2-3) زئوليت طبيعي کلينوپتيلوليت Na34شکل(2-4) شماتيکي از فرآيند کريستاليزاسيون زئوليت38شکل(3-1) هيدروليز PLGA55شکل(3-2) نانوذرات زيست تخريب پذير56شکل(3-3) فرآيند پگيله کردن نانوذرات57شکل(3-4) نانوذرات هدف دار58شکل(3-5) شمايي از پليمر حاوي ليگاندهاي هدفمند بارگيري شده با دارو59شکل(3-6) پوشش پليمر با نانوذره59شکل(3-7) ساختار پلیمر62شکل(4-1) دستگاه سانتريفوژ مدلZ233M-267شکل(4-2) آون شرکت Binder68شکل(4-3) PHمتر Metrohm 78069شکل(4-4) اسپکتروفتومتر کری 5070شکل(4-5) نمودار شدت تابش هدف بمباران شده توسط اشعه الکتروني بر حسب طول موج72شکل(4-6) دستگاه پراش پرتو ايکس مدل GBC-WMA72شکل(4-7) دستگاه طيف سنجي مادون قرمزBruker vector2273شکل(4-8) دستگاه ميکروسکوپ الکتروني روبشيVega2-Tescan75شکل(4-9) لیزر دیودی mw100 مورد استفاده در طول موج nm65576شکل(4-10) توان سنج نوری PM160T76شکل(4-11) تصوير نمونه هاي اصلاح شده80شکل(5-1) طیفuv-vis الف)متیلن بلو، ب) PEG، ج)ZSM-5، د) نمونه اصلاح شده MPZ85شکل(5-2) طیف FTIRالف) متیلن بلو، ب) PEG، ج) ZSM-5، د) نمونه اصلاح شده MPZ87شکل(5-3) طيف XRDالف) ZSM-5 سنتزشده، ب) نمونه اصلاح شده MPZ90شکل(5-4) تصویر SEMالف) ZSM-5 سنتزشده، ب)نمونه اصلاح شده MPZ91شکل(5-5) تغييرات زماني لگاريتمي جذب با استفاده از نور لیزر الف) متیلن بلو، ب)ZSM-5 سنتزشده، ج) نمونه اصلاح شده MPZ94شکل(5-6) طيف جذبUV-vis سودالیت سنتزشده، نمونه اصلاح شده MPS96شکل(5-7) طيف FTIRالف) سودالیت سنتزشده، ب) نمونه اصلاح شده97شکل(5-8) طيف XRDالف) سودالیت سنتزشده، ب) نمونه اصلاح شده MPS99شکل(5-9) تصوير SEMالف) سودالیت سنتزشده، ب) نمونه اصلاح شده MPS101شکل(5-10) تغييرات زماني لگاريتمي جذب با استفاده از نور لیزر نمونه اصلاح شده MPS102شکل(5-11) طيف جذبUV-vissible زئولیت Clinoptilolite، نمونه اصلاح شده MPC104شکل(5-12) طيف FTIRالف) زئولیت Clinoptilolite، ب)نمونه اصلاح شده MPC105شکل(5-13) طيف XRDالف) زئولیت Clinoptilolite، ب) نمونه اصلاح شده MPC107شکل(5-14) تصوير SEMالف) زئولیت Clinoptilolite، ب) نمونه اصلاح شده MPC108شکل(5-15) تغييرات زماني لگاريتمي جذب با استفاده از نور لیزر نمونه اصلاح شده MPC110 فهرست جدول هاجدول(1-1) انواع مواد حساس به نور13جدول(2-1) ويژگي هاي بعضي از کاني هاي زئوليت33جدول(5-1) نتايج طيف FTIRزئوليت ZSM-588جدول(5-2) نتايج طيف FTIRنمونه اصلاح شده MPZ89جدول(5-3) نتايج طيف FTIRزئوليت Sodalite97جدول(5-4) نتايج طيف FTIRنمونه اصلاح شده MPS98جدول(5-3) نتایج طيف FTIRزئوليت Clinoptilolite105جدول(5-3) نتایج طيف FTIRنمونه اصلاح شده MPC106 فهرست نمادهانانومترnmآنگسترومA◦گرم بر سانتي متر مکعبg/cm3ميلي مترmmگرم بر مولg/molميکرومترmµميلي آمپرmAميلي ليترmLدور بردقيقهRpmمولارMميلي گرمMgسي سيCcميلي گرم بر گرمmg/g -1 مقدمهسرطان يا چنگار[1] تقسيم نامتقارن سلولهاي بدن است. سرطان زماني ايجاد ميشود که سلولهاي قسمتي از بدن شروع به رشد غير قابل کنترل کنند. سرطانها انواع مختلفي دارند ولي همه آنها زماني ايجاد ميشوند که سلولهاي غير طبيعي خارج از کنترل شروع به رشد ميکنند، سلولهاي سرطاني بيشتر از سلولهاي طبيعي عمر کرده و تکثير مي شوند[1]. سرطان يکي از علل عمده مرگ و مير در سراسر جهان است. طبق اعلام سازمان بهداشت جهاني[2] سرطان عامل 13% از مرگها ميباشد. همچنين انجمن بهداشت امريکا گزارش ميدهد که 6/7 ميليون نفر در سال 2007 بر اثر سرطان جان خود را از دست دادهاند. و در گزارش ديگريWHOاعلام ميکند که 84 ميليون نفر در سالهاي 2015-2005 بر اثر سرطان جان باختند[2]. روشهاي درماني موجود عليرغم پيشرفتهاي چشمگير هم چنان نميتوانند به درمان قطعي اين بيماري اذعان نمايند. انتخاب پذيري پايين داروهاي شيميايي موجود در روشهاي شيمي درماني و نيز قرار گرفتن بافتهاي سالم در معرض تابش پرتوهاي پرانرژي موجب ميگردد که درمانهاي متداول کنوني هدفمند نباشند. از سوي ديگر سيستم دفاعي بدن به عنوان سدي در برابر هجوم عوامل دارويي مانع از انتقال کامل دارو به بافت تومور ميگردد. از اين رو دانشمندان به منظور غلبه بر اين مشکلات به سوي روشهاي کمتر تهاجمي مانند فتودايناميک تراپي متمايل گشته اند. اين روش درماني با بهره گيري از منابع نور بي خطر به طور انتخابي تواماً هدف را مورد هجوم قرار داده و کمترين آسيب به بافت سالم وارد خواهد شد. از سويي ديگر هدايت مواد حساس به نور به بافت تومور نيازمند عبور از سدهاي زيستي است که ميتواند تأثير چشمگيري در راندمان درماني و افزايش طول عمر بيماران داشته باشد.1-2 سرطانسلولهاي سرطاني از سازوکارهاي عادي تقسيم و رشد سلولها تبعيت نمينمايند. به عبارتي سرطان در اثر تغيير در برنامه حياتي يک يا چند سلول بدن رخ ميدهد، به طوريکه روند مرگ کنترل شده سلول از حالت عادي خارج شده و جمعيت اين نوع از سلولهای جهش يافته به طور کنترل ناپذيري افزايش ميیابد. دلايل متعددي همچون عوامل ژنتيکي يا مواردي که موجب اختلال در فعاليت سلولها مي شوند، از جمله قرار گرفتن در معرض مواد سرطانزا و تشعشعات خطرناک و بسياري عوامل محرک ديگر در شکلگیری سرطان مطرح شده است. از سويي ديگر اين سلولها قابليت انتشار در ساير بافتهاي بدن را دارا ميباشند که خطر نفوذ در بافتهاي حياتي را به وجود آورده و کنترل بيماري را دشوارتر مينمايند. روشهاي تشخيصي موجود با مکانيسمهاي متعدد ميتوانند در مراحل مختلف اين بيماري آن را شناسايي نمايند. در صورت تشخيص زود هنگام اين بيماري ميتوان روند رشد اين بيماري را تحت کنترل در آورد و عمر بيمار را به طور چشمگيري افزايش داد. اين در حالي است که تشخيص دير هنگام اين بيماري با چالش هاي متعددي همراه بوده و عمدتاً نتايج مناسبي نخواهند داشت ]3[. 1-2-1 راه هاي گسترش سرطانسرطان به سه طريق در بدن گسترش مييابد که عبارتند از:ü بافت:سرطان به بافت سالم مجاور حمله ميکند.ü دستگاه لنفاوي:سرطان به دستگاه لنفاوي حمله ميکند و در عروق لنفاوي حرکت مينمايد و به ديگر نقاط بدن ميرسد.ü خون: سرطان به سياهرگها و مويرگها حمله ميکند و به همراه خون به ديگر نقاط بدن ميرسد.روشهايي براي تشخيص سرطان وجود دارد که در ادامه به معرفي آنها ميپردازيم: 1-2-2-1غربالگري(بيماريابي) :غربالگري به مفهوم تشخيص زودرس سرطان در افراد بي علامت است كه حيات بيمار را تضمين ميكند. غربالگري سرطان براي گروههاي زير در دسترس است: الف) عموم مردم:سرطانهاي پستان، روده بزرگ، دهانه رحم و پروستات از دسته سرطانهايي ميباشند که توسط غربالگري تشخيص داده ميشوند. ب) گروههاي با احتمال بالاي ابتلا به سرطان: سرطانهاي ريه، كبد در هپاتيتB وCمزمن، معده، بيضه نيز از دسته سرطانهايي ميباشند که در اين گروه غربالگري ميشوند. 1-2-2-2 آزمايش خون:گاهي در تشخيص بيماراني که علائم مبهم دارند اندازهگيري سطح تومورمارکرها برايشان درخواست ميگردد. تومورمارکرها مواد پروتئيني هستند که در ادرار يا سرم فرد وجود دارند و توسط تومور يا بدن فرد در پاسخ به سرطان توليد ميشوند. تومورمارکرها انواع مختلفي دارند، برخي در نوع خاصي از سرطان توليد ميشوند و به اصطلاح اختصاصي اند و برخي در انواع مختلفي از سرطان ها ديده ميشوند. تومورمارکرها اسامي متفاوتي دارند و براي بررسي سرطانهاي متفاوت مورد بررسي قرار ميگيرند مثلا PSAبراي سرطانپروستات،CEA براي سرطان روده بزرگ و پستان، CA125براي سرطان تخمدان وCA19-9براي سرطان لوزالمعده و غيره. 1-2-2-3راديوگرافي از قفسه سينه(CXR):اين تصويربرداري در بيماران با سرطان ريه و بيماراني که پزشک مشکوک به انتشار سرطان از جايي ديگر به ريه بيمار است بکار ميرود.1-2-2-4 ماموگرافي:اين روش براي تشخيص زود هنگام سرطان پستان بسيار مفيد است.1-2-2-5 سونوگرافي:اين روش به منظوريافتن بدخيميهاي مخفي شکم و حفره لگني مثل تومور پانکراس و سرطان تخمدان و همچنين براي بررسي سرطانهايي که در کبد قرار گرفته اند، مورد استفاده قرار ميگيرد.1-2-2-6 نمونه برداري:اين جراحي ساده سرپايي و معمولاً تحت يک بي حسي موضعي انجام ميشود. نمونه برداري در افرادي که يک توده يا تورم بزرگ شونده و يا يک ضايعه پوستي در حال تغيير مورد استفاده قرار ميگيرد.1-2-2-7 آندوسکوپي:اين يک روش تشخيصي با وسايل مخصوص است که توسط پزشک با چراغ براي ديدن حفره معده، روده بزرگ، بيني، ناي و ريه ها براي يافتن ضايعات سرطاني بکار ميرود و يک روش مفيد براي پيگيري تومور بعد از درمان است.1-2-2-8 آزمايش ادرار:در بيماراني که مشکوک به بدخيمي هاي کليه، حالب(مجرايي که ادرار را از کليه به مثانه منتقل ميکند)، مثانه و پروستات انجام ميشود. [1]چنگار واژه فارسی سرطان است[2] World Health Organization(WHO)