نانوکامپوزیت هیدروژل‌ها: روشی نوید بخش جهت توسعه سامانه‌های پاسخگو به تحریک و کاربرد آن در دارورسانی هدفمند

مقدمه: با توسعه هیدروژل‌ها از حدود نیم قرن پیش، کاربرد آن‌ها در حوزه‌های مختلف پزشکی از جمله دارورسانی شاهد گسترش قابل‌توجهی بوده است. هیدروژل‌های مورد استفاده در این حوزه با پلیمرهای مصنوعی نظیر پلی‌وینیل‌پیرولیدون، پلی‌وینیل‌الکل و یا پلیمرهای طبیعی نظیر کیتوزان، آگارز، و اسید‌هیالورونیک جهت توسعه حامل‌های دارویی زیست سازگار، تجزیه‌پذیر و غیر ایمونوژنیک تولید می‌شوند. با این حال، محدودیت‌هایی نیز از قبیل عدم پاسخگویی مناسب به تحریک، همگنی کم و ظرفیت بارگیری ضعیف برای داروهای آب‌گریز، به دلیل ماهیت آب دوست هیدروژل، استفاده از هیدروژل‌ها برای انتقال دارو را محدود کرده است. استفاده از نانو‌ذرات در ساختار هیدروژل‌ها جهت تولید نانوکامپوزیت هیدروژل منجر به برقراری برهمکنش‌های متنوع‌تری نظیر هیدروژنی و الکترواستاتیک نسبت به برهمکنش کوالانسی بین پلیمرهای هیدروژل می‌شود. این برهمکنش‌ها، علاوه بر تقویت خواص مکانیکی هیدروژل و همگنی بیشتر منجر به انتقال هدفمند به کمک عوامل پاسخگو به تحریک متنوع، رهایش پایدار و افزایش بارگذاری داروهای آب‌گریز که طیف وسیعی از داروها در حوزه درمان سرطان و زخم پوش‌ها را در برمی‌گیرند می‌شود. نتیجه‌گیری: بررسی پژوهش‌های صورت گرفته در 20 سال اخیر نشان می‌دهد کاربرد نانوکامپوزیت هیدروژل‌ها در دارورسانی شامل طیف گسترده روش‌های تولید، نوع نانو‌ذرات استفاده شده برای ایجاد مکانیسم‌های تحریک متنوع و کاربرد‌های درمانی است. اهداف این تحقیقات تولید سامانه‌هایی هوشمند برای رهایش کنترل شده تحت عوامل تحریک بوده تا با انتقال هدفمند و طولانی مدت دارو دفعات دریافت دارو را کاهش و از اثرات مخرب روش‌های متداول درمان سرطان مانند شیمی‌درمانی و عوارض زخم‌‌های مزمن به کمک رهایش فاکتورهای رشد بکاهند.

Nanocomposite Hydrogels: A Promising Approach for Developing Stimuli-responsive Platforms and their Application in Targeted Drug Delivery

Introduction: With the development of hydrogels from half a century ago, their application in various medical fields, including drug delivery has been widely expanded. Hydrogels used in this field are produced with synthetic polymers such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, or natural polymers like chitosan, agarose, and hyaluronic acid to develop biocompatible, biodegradable, and nonimmunogenic drug carriers. However, limitations such as inadequate response to stimulation, low homogeneity, and poor loading capacity for hydrophobic drugs have limited the use of hydrogels for drug delivery due to the hydrophilic nature of the hydrogel. The use of nanoparticles in the structure of hydrogels to produce hydrogel nanocomposites leads to more diverse interactions such as hydrogen and electrostatic bonds in addition to covalent interactions between hydrogel polymers. In addition to enhancing the mechanical properties of the hydrogel and further homogeneity, these interactions lead to the formation of platforms responsive to various stimuli, attaining sustained release, and ameliorating the poor loading of hydrophobic drugs used in cancer treatment and wound dressing.Conclusion: A review of a research conducted in the last 20 years represents that the application of nanocomposite hydrogels in drug delivery includes a wide range of production methods, nanoparticles to create various stimulation mechanisms, and therapeutic applications. Indeed, research has been focused on developing smart systems for controlled release with stimuli to reduce side effects of conventional cancer treatment methods, such as chemotherapy, by targeting drug delivery and reducing drug administration frequency and mitigating chronic wound complications by the release of growth factors.