مطالعه ترمودینامیکی جذب داروی لوودوپا بر روی نانولوله های بور نیتریدی زیگزاگ با استفاده از نظریه تابع چگالی

پیش زمینه و هدف:

هدف از کاربرد نانو حامل ها در صنعت داروسازی، کاهش عوارض جانبی و کنترل سرعت رهش ماده موثره است، چراکه با روش های معمول مصرف دارو نظیر مصرف خوراکی و تزریقی، دارو در سراسر بدن توزیع شده، تمام بدن تحت اثرات دارو قرار گرفته و عوارض جانبی دارو بروز می کند. با گسترش روش های نوین دارورسانی می توان بدون آسیب رساندن به سایر بافت ها به بیشترین تاثیرپذیری دست یافت. در این پژوهش، با توجه به اهمیت داروی لوودوپا به عنوان خط اول درمان بیماری پارکینسون، برهمکنش این دارو بر روی نانولوله های بور نیتریدی به عنوان حامل و امکان تشکیل کمپلکس پایدار بین آن ها بررسی شد.

در مطالعه ترمودینامیکی حاضر، جذب لوودوپا بر روی نانولوله بور نیتریدی با استفاده از تیوری تابع چگالی (DFT) بررسی شد. برای بهینه کردن ساختار نانو بور نیتریدی و داروی لوودوپا، روش و مجموعه پایه B3LYP/6-31G(d) به کاربرده شد. انرژی برهمکنش به منظور تعیین پایداری جذب دارو بر روی نانولوله بورنیترید محاسبه شد.

یافته ها: 

مقدار انرژی جذب و تغییر آنتالپی منفی بوده و فرایند جذب گرماده و ازنظر ترمودینامیکی مساعد بود. نتایج حاصل از محاسبات نظریه اوربیتال پیوندی طبیعی(NBO) نشان داد، لوودوپا نقش الکترون دهندگی و نانولوله بورنیترید نقش الکترون گیرندگی را دارد، که این عامل باعث تغییر انرژی پایداری پیوندها در نانولوله شده است. همین اثر را پتانسیل الکترواستاتیکی مولکولی نیز ثابت کرد. تحلیل نتایج به دست آمده از نظریه اتم در مولکول (AIM)، ماهیت جزیی کوالانسی را برای کمپلکس لوودوپا- نانولوله نشان داد.

بحث و نتیجه گیری:

 نتایج حاصل از مطالعه انرژی جذب، توابع ترمودینامیکی، پارامترهای ساختاری، پارامترهای  AIM و آنالیز NBO نشان داد، فرایند جذب دارو مطلوب بوده و با توجه به امکان تشکیل کمپلکس پایدار پیش بینی می شود نانولوله های بورنیتریدی، حامل مناسبی برای رسانش لوودوپا به سلول های هدف باشند.