شیبه سازی تغییرات غلظت دارو در هیدروژل های متورم شونده با ترکیبات مختلف کیتوسان و ژلاتین بر پایه PVA

یکی از روش های بهبود سرعت پخش و نفوذ دارو در سامانه های پایه هیدروژلی (متورم شونده)، استفاده از مدل سازی ریاضی رهایش دارو است. استفاده از این روش می تواند باعث ایجاد درک بهتری از مکانیسم های کنترل دارو و رهایش آن شود. هیدروژل ها یک ماده زیستی متورم شونده هستند، که برای به کار بردن در رهایش دارو نیاز به کنترل دارند. از این رو هدف از این تحقیق مدلسازی رهایش دارو در هیدروژل های متورم شونده با ترکیبات پلیمرهای پلی وینیل الکل (PVA)، کیتوزان و ژلاتین است، که در نهایت می توان به کمک این شبیه سازی زمان و غلظت رهایش دارو را پیش بینی کرد.

در این مدلسازی تغییرات غلظت دارو در پنج هیدروژل مورد قرار گرفت. برای این شبیه سازی ابتدا از معادلات حاکم بر سیستم رهایش دارو، نرم افزار مهندسی MATLAB و روش حل عددی برای تعیین مکانیسم رهایش دارو در هیدروژل استفاده شد، سپس برای ارزیابی عملکرد هیدروژل ها در رهایش دارو نمودارهای دو بعدی و سه بعدی تغییر غلظت دارو در هر هیدروژل مورد بررسی قرار گرفت.

مشاهدات نشان داد که با افزایش غلظت کیتوزان نسبت به ژلاتین در ترکیب هیدروژل نرخ تورم هیدروژل افزایش می یابد و همچنین رهایش دارو در هیدروژل هایی که تورم بیشتری داشتند نرخ بیشتری را نشان دادند، غلظت دارو در هیدروژل (3:1) Cs:Gel که بیشترین نرخ تورم را داشت، به کمترین زمان (90 دقیقه) برای تخلیه دارو نیاز بود. اما هیدروژل (1:3) Cs:Gel با کمترین نرخ تورم، بیشترین زمان (150دقیقه) برای تخلیه دارو داشت.

از نتایج شبیه سازی می توان نتیجه گرفت که در هیدروژل های با نرخ تورم زیاد غلظت دارو به سرعت کاهش یافت و در هیدروژل هایی که نرخ تورم کمتری دارند، مدت زمان رهایش دارو افزایش پیدا کرد، که دلیل آن اهمیت انتقال جرم از طریق حرکت توده و نرخ تورم است.