بررسی تحلیلی و تجربی تولید لیپوزوم‌ها به عنوان نانوحامل‌‌های دارویی به روش میکروفلوئیدیک

لیپوزوم‌ها به‌عنوان یکی از انواع نانوحامل‌های زیستی، نقش مهمی در دارورسانی نوین، به‌ویژه در درمان سرطان‌ها ایفا می‌کنند. بااین‌حال، کنترل ضریب یکنواختی آن‌ها، به‌عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در عملکرد لیپوزوم‌ها، همچنان چالشی بزرگ به شمار می‌رود. در این پژوهش، یک مدل تحلیلی برای پیش‌بینی ضریب یکنواختی لیپوزوم‌ها توسعه داده شده است. این مدل می‌تواند جایگزینی برای روش‌های آزمایشگاهی پرهزینه و زمان‌بر مانند روش پراکندگی نور دینامیکی باشد. مدل تحلیلی پیشنهادی بر پایه‌ی رابطه‌ی انرژی آزاد گیبس طراحی‌شده‌ و شامل انرژی خمشی صفحات فسفولیپیدی، انرژی لبه‌های آزاد این صفحات و همچنین اثرات آنتروپی‌ ناشی از آرایش و پخش مولکول‌های فسفولیپید در محلول است؛ بنابراین مدل پیشنهادی در این پژوهش، نسبت به مدل‌های پیشین که این اثرات آنتروپی را در نظر نگرفته‌اند، دقت بالاتری در محاسبه‌ی ضریب یکنواختی ارائه می‌دهد. برای اعتبارسنجی مدل، یک تراشه‌ی میکرومیکسری جهت تولید لیپوزوم‌ها طراحی و ساخته شد. لیپوزوم‌های تولیدشده با استفاده از دستگاه زتاسایزر و روش پراکندگی نور دینامیکی مورد تحلیل قرار گرفتند. مدل پیشنهادی مقادیر ضرایب یکنواختی 182/0 و 205/0 را برای غلظت‌های لیپیدی کل 10 و 20 مول بر مترمکعب پیش‌بینی کرد که به ترتیب با خطاهای نسبی 91/8% و 52/10% با داده‌های تجربی مطابقت دارند. باتوجه‌به پیچیدگی‌های مولکولی حاکم بر فرایند تشکیل لیپوزوم ها و عدم امکان مدل سازی تحلیلی تمامی این پدیده‌ها، نتایج به‌دست‌آمده قابل‌قبول ارزیابی می‌شوند. در مجموع، مدل ارائه‌شده می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد برای پیش‌بینی ضرایب یکنواختی لیپوزوم ها در کاربردهای دارورسانی مورداستفاده قرار گیرد.

analytical and experimental investigation of liposome synthesis as drug nanocarriers via microfluidic method

liposomes, as a class of biological nanocarriers, play a key role in modern drug delivery, particularly in cancer therapy. however, controlling their polydispersity index (pdi), a critical parameter influencing liposome performance, remains a challenge. in this study, an analytical model was developed to predict the pdi of liposomes, offering a cost-effective and time-saving alternative to conventional experimental methods such as dynamic light scattering (dls). the proposed model is grounded in the gibbs free energy framework, incorporating the bending energy of phospholipid bilayers, the free edge energy, and entropic effects arising from the configurations and dispersion of phospholipid molecules in aqueous solution. consequently, this analytical framework provides higher accuracy in calculating pdi compared to previous models that neglected entropic contributions. to validate the formulated model, a micromixer was designed and fabricated for liposome production. the synthesized liposomes were characterized using a zetasizer and dls technique. the model predicted pdi values of 0.182 and 0.205 for total lipid concentrations of 10 and 20 mol/m3, respectively, with relative errors of 8.91% and 10.52% compared to experimental data. given the molecular complexities governing liposome formation and the limitations of analytically modeling all associated phenomena, these results are considered satisfactory. overall, the presented model serves as an effective tool for predicting liposome pdi in drug delivery applications