نانو امولسیون چیست

ظاهر عینی یک نانو امولسیون O/W با دیاگرام ساختار ریز قطره

در مقابل یک میکرو امولسیون مربوط میشود به یک سیستم تحت تعادل ترمودینامیکی، مابین روغن، آب و سورفکتانت (ها) (ماده ای که روی کشش سطحی مواد اثر میگذارد) که بخودی خود امولسیون میشود. قابل توجه است که در حالیکه بطور کلی بر روی تفاوت بین نانو امولسیونها و میکرو امولسیونها توافق شده است، هیچ سقف منطقی از لحاظ اندازه به نانو امولسیونها نسبت داده نشده است.
بطور کلی اندازه ذرات نانو بین 0.1-100 nm در نظر گرفته میشود، به این لحاظ این محدوده برای توصیف نانو امولسیونها مورد استفاده قرار گرفته است. سایر حدود اندازه ای ارائه شده در نوشته ها برای نانو امولسیونها شامل 20-300 nm، 50-500 nm، و 50-1000 nm را میگیرد. در اینجا نانو امولسیون بعنوان امولسیونهایی که قطر ذرات زیر 500 nm را دارا میباشند تعریف میگردد. با فرض وجود ابهام در نوشته ها، حداکثر قطر زیر 500 nm بصورتی هدفمند انتخاب شده است. دلیل این انتخاب از USP <729>، و رساله بعدی، که مشخص مینماید که نیاز است که هر امولسیون چربی پایه که در داخل بافت زنده مورد استفاده قرار میگیرد، قطر متوسط 500 nm یا کمتر داشته باشد، منشاء میگیرد.
از آنجاییکه نانو امولسیونها سیستمهای کم ثبات نا متعادل هستند، برای دستیابی به امولسیون شدن اجزاء روغن، آب و سورفکتانت، بایستی به سیستم انرژی اضافه گردد. دو روش علمی متفاوت برای دستیابی به امولسیون سازی وجود دارد: پر انرژی و کم انرژی. متدهای امولسیون سازی پر انرژی متدهای سنتی برای اماده سازی نانو امولسیون هستند.بطور معمول از روشهای همزدن با لرزش بالا،همگن سازی فشار بالا، امولسیون سازی فراصوت،و /یا میکروفلوئید سازی استفاده میشود. هر متد از نیروهای مکانیکی برای ایجاد درهم گسیختگی در فازهای پراکنده و پیوسته که موجب تشکیل ریز قطره های کوچک نانویی فاز پراکنده میشود استفاده مینماید. انرژی بین سطحی بالا بین ریز قطره های نانویی و فاز پیوسته از راه جذب سورفکتانت به درون فاز پراکنده پایدار شده، نانو امولسیون را پایدار مینماید. اگر جذب سورفکتانت آهسته باشد، ریز قطره ها یکی شده و قطر متوسط ریز قطره ها بزرگتر خواهد شد.
از دهه 1960 تا کنون متدهای امولسیون سازی کم انرژی توسعه یافته اند. تکنیکهای کم انرژی، بجای استفاده از ورودیهای انرژی مکانیکی برای تشکیل ریز قطره های نانو، از تغییر در پتانسیل شیمیایی مبتنی بر تغییرات در دما یا ترکیب برای تأثیر بر روی امولسیون سازی خود بخودی، استفاده مینمایند. تغییر انرژی همراه با تغییر پتانسیل شیمیایی ( بر مبنی اختلاف در دما یا ترکیب) برای تشکیل ریز قطره های نانو افزایش میابد. هر دو متد مزایا و اشکالات خودشان را دارند، که در بخشهای بعد مورد بحث قرار خواهند گرفت دارند.
با فرض کوچکی اندازه متوسط ریز قطره های نانو امولسیون، حرکت براونی قادر به غلبه هم بر نیروی جاذبه و هم بر نیروی رانش بوده به این گونه بترتیب رسوبگذاری و کرمی شدن را محدود مینماید. گذشته از این، استفاده از سورفکتانتهای مناسب یونی یا غیر یونی ـــ بواسطه دفع الکترواستاتیک/یا فضایی لخته شدگی را محدود مینماید.بنابراین، پدیده رسانندگی اُستوالد ـــ یعنی انتشار مولکولهای فاز پراکنده از کوچکتر (ریز قطره های با فشار لاپلاس بالا) به بزرگتر ( ریز قطره های با فشار لاپلاس پایین) یگانه متد برای کاهش انرژی آزاد سیستم بوده و، به این لحاظ تنها مکانیزم برای درشت سازی نانو امولسیون میباشد. متدهای متنوعی برای مهار یا آهسته نمودن رسانندگی اُستوالد و بدینسان طولانی کردن عمر نانو امولسیون، شامل استفاده از افزودنیهای نامحلول ، تبخیر یک ماده فرار، فاز روغنی،34 و مواد کمک سورفکتانت توسعه داده شده اند.
معلوم شده است که نانو امولسیونها در محدوده وسیعی از کاربردهای طبی از حاملهای دارو رسانی گرفته تا واکسنهای مخاطی، تا میکروب کش های موضعی، تا مواد حاحب برای سونوگرافی فراصوت و MRI مفید میباشند.از نظر کاربردهای دارو رسانی، نانو امولسیونها در ارائه داروها از طریق تزریقی، چشمی، دهانی، پوستی و بینی مورد استفاده قرار گرفته اند.جذابیت نانو امولسیونها تا حدودی مربوط است به تنوع فرمولاسیونهایی که نانو امولسیونها را میتوان به آن فرمولها آماده نمود (از مایعات آب مانند تا ژلها)و توزیع کم و اندازه محدود آنها.

نانو امولسیونها محدوده وسیعی از کاربردهای نوید بخش را در زمینه های داروسازی و طب، شامل دارو رسانی، واکسنهای مخاطی، ضد عفونی کننده های موضعی و مواد حاحب برای سونوگرافی فراصوت و MRI پیدا کرده اند.

علاقه به نانو امولسیونها از خصوصیات منحصر بفرد آنها به این شرح بوجود میآید. اول اینکه میتوان آنها را بوسیله مجموعه متنوعی از روشها از مجموعه متنوعی از اجزاء بوجود آورد، آماده سازی و توسعه میتواند هم سهل و هم سریع باشد. دوم اینکه، اندازه کوچک و پایداری طولانی مدت باالقوه نانو امولسیونها (یا اینکه بصورت ذاتی در سیستم باشد یا اینکه از طریق اصلاح مستقیم فرمولاسیون حاصل شده باشد) آنها را برای فرمولاسیونهای طبی در جاییکه عمرهای قفسه ای طولانی مورد نیاز است جالب مینماید.
نهایتاً بایستی متذکر شد که در حالیکه که نانو امولسیونها برای استفاده در مجموعه متنوعی از زمینه ها پیشنهاد شده اند، یک کمبود نسبی از نشریات ارائه دهنده فرمولاسیونهای مفید از لحاظ کلینیکی وجود داشته است. مشکل اصلی در مواجهه با توسعه نانو امولسیونها رشد اندازه ذره و جدایی فازی احتمالی بواسطه رسیدگی اُستوالد میباشد. بنابراین، تمرکز در فرمولاسیونهای کلینیکی به آهستگی از نانو امولسیونهای آماده شده بصورت فله ای با عمر قفسه ای طولانی، به نانو امولسیونهایی که میتوان آنها را قبل از استفاده بسرعت آماده نمود تغییر نموده است.به این لحاظ اثبات شده است که متدهای امولسیونسازی کم انرژی بخاطر سرعت و سادگی که با آن میتوان نانو امولسیونها را توسط چنین متدهایی ـــ معمولاً درست قبل از استفاده از امولسیون، آماده نمود، جالب میباشند. توسعه های تازه و نویدبخش در کاربردهای نانو امولسیون در زمینه های طبی و دارویی، بطور مثال دارو رسانی، واکسنهای مخاطی، ضد میکروبهای موضعی و مواد حاجب برای تصویربرداری، صورت گرفته است.این مقاله ادامه دارد.........ترجمه  itrans.ir