دراین مقاله ابتدا علم مهندسی ذرات را معرفی می‌کنیم و سپس به کاربرد آن در صنعت داروسازی می‌پردازیم. با ما همراه باشید!
مهندسی ذرات چیست؟
مهندسی ذرات علمی است که با چگونگی شکل‌گرفتن ذرات سر و کار دارد. در این حوزه مهندسین با روش‌های مختلف ویژگی‌هایی مانند اندازه، توزیع سایز، شکل، چگالی، شیمی سطح، ساختار داخلی ذرات را تعیین می‌کنند. فناوری‌های فعلی مهندسی ذرات را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: یکی دسته بالا به پایین و دیگری پایین به بالا است. دسته اول شامل کاهش اندازه ذره بزرگ به ذره کوچکتر است، در حالی که دسته دوم با ساختن آن‌ها از سطح اتمی یا مولکولی در محیط خاصی، ذرات بزرگتر تولید می‌شوند.
در ادامه به طور خلاصه روش‌های طراحی اشکال مختلف ذرات را معرفی می‌کنیم:
طراحی ذرات با آگلومراسیون بستر مایع
در این فرآیند ذرات را در جریانی از هوای گرم معلق کرده و با اتمیزه‌کردن یا اسپری‌کردن مایع خاصی باعث ایجاد پل‌های مایع و ادغام ذره‌ها می‌شود. دانه‌های گرانول مرطوب با هوای گرم خشک می‌شوند و ذرات کوچکتر در اثر تبخیر از بین می‌رود. گرانول‌ها به مخلوط مواد این اجازه را می‌دهند تا راحت‌تر جاری شوند و در حین فشرده‌سازی مانع از جداسازی ذرات می‌شوند.
همچنین بخوانید: آشنایی با انفورماتیک پزشکی و بیوانفورماتیک
کپسوله‌سازی برای محافظت از ذرات
در این فرآیند یک ماده را در ماده دیگر محصور می‌کنند. دلایل مختلفی مانند محافظت از ذره مورد نظر در برابر عوامل خارجی، کنترل انتشار ذره محصور شده، بهبود پایداری و فراهمی سبب شده تا این روش، مطلوب مهندسین صنایع مختلف داروسازی، غذا و نوشیدنی و لوازم آرایشی شود. تکنیک‌های کپسوله‌سازی شامل خشک‌کردن اسپری، امولسیون‌سازی و یا کواسرواسیون است.
مخلوط‌‌‌کردن
گاهی اوقات هنگام خشک‌کردن مواد با اسپری ضروری است که ذره‌ها را با هم مخلوط شوند. همان‌طور که در مورد شیر خشک برای نوزادان وجود دارد. محصولاتی مانند شیر، پروتئین‌های آب پنیر، مواد معدنی هموژنیزه، پاستوریزه شده با اسپری خشک می‌شوند تا به شکل پودر در بیایند. در طی این فرآیند مقدار یکنواختی از مواد مغذی سراسر محصول توزیع می‌شود.
میکرونیزه‌کردن
این فرآیند به کاهش انداره ذره‌های جامد به سطوح میکرون یا زیر میکرون اشاره دارد. با استفاده از تکنیک‌های مکانیکی مختلفی مانند milling grinding jet milling قطر ذره جامد را کاهش می‌دهند. میکرونیزه‌کردن جهت بهبود حلالیت، فراهمی زیستی و پراکندگی مواد فعال دارویی در داروسازی به‌کار می‌رود.
صنایعی که مهندسی ذرات در آن‌ها به‌کار می‌رود، بی‌شمار است. در این صنایع همواره اندازه ذره، تجزیه و تحلیل می‌شود تا محصولات کارآمد‌تر و بهتری را تولید کنند. یکی از صنایعی که در این مقاله به آن می‌پردازیم صنعت داروسازی است.
سیستم دارو رسانی تخصصی نانوذرات
مهندسی ذرات در صنعت داروسازی شامل دست‌کاری اندازه، شکل و توزیع ذره برای بهینه‌سازی عملکرد و کارایی محصولات دارویی است. این فرآیند نقش مهمی در فرمولاسیون دارو، حمل آن و فراهمی زیستی دارد. شرکت‌های داروسازی در تلاش هستند تا با کنترل دقیق خواص فیزیکی ذره دارو حلالیت، پایداری و جذب دارو را بهبود بخشند و در نهایت منجر به نتایج درمانی بهتر بیماران شوند. علم مهندسی ذرات به شرکت‌های داروسازی این امکان را می‌دهد، سیستم‌های دارورسانی تخصصی مانند نانوذرات و ریزذرات را طراحی کنند که در نواحی خاصی از بدن، دارو را با سرعت کنترل شده آزاد کنند.
همچنین بخوانید: آشنایی با سیستم‌های دارورسانی نوین
به‌عنوان مثال در طراحی داروهای استنشاقی مانند اسپری بینی کنترل آسم یا سایر داروهای ریوی، سایز ذرات نباید از محدودهای بزرگتر شود زیرا می‌تواند به ریه‌ها آسیب بزند؛ همچنین ذره‌های بزرگتر نمی‌توانند به بخش‌های عمیق ریه راه پیدا کنند و بدین ترتیب اثر بخشی دارو کاهش می‌یابد.
سخن پایانی
در این مطلب به بررسی علم مهندسی ذرات پرداختیم و همچنین کاربرد آن در صنعت داروسازی را بیان کردیم. درک عمیق و توسعه دانش در این حوزه، تلاش مستمر و پویایی محققین و فرمولاتور‌ها را می‌طلبد؛ همچنین نوید بخش پیشرفت‌های چشمگیری در طراحی داروهایی است که با اثر بخشی بیشتر، درمان کارآمد‌تری را تقدیم بیماران کند.