میسل ( Micelle)

ریزلقمه یا میسل یا میتسلن (به انگلیسی: Micelle) گروهی از مواد فعال سطحی متراکم هستند که در یک کلویید مایع پراکنده اند.

در یک محلول آبی، یک ریزلقمهٔ معمول، مناطق متراکم با سرِ آب دوست، دارای تماس با محیط حلال را شکل می دهد، و با مناطق تک دُمِ آب گریز در مرکز ریزلقمه فاصله می اندازد.

علت این پدیده رفتار فازی دولایهٔ لیپید در تک دم لیپیدها است.

میسل ها اشکال مختلفی دارند مثل کره واستوانه وصفحه ای. این که یک میسل چرا کروی و یا چرا استوانه ای است و... بستگی به شرایط محیط و نوع ماده فعال سطحی بستگی دارد.

در سال ۱۹۱۳، در دانشگاه بریستول، جیمز ویلیام مک برین، فرضیه وجود یون کلوییدی را برای تشریح هدایتِ الکترولیتی سدیم پالمیتات مطرح نمود. این فرضیه به شکل دادن خوشه هایی انجامید که امروزه ریزلقمه نامیده می شوند.

اهمیت سیستم های دارورسانی نانو به ویژه در درمان انواع سرطان ها مدت زمانی است که آشکار شده است، یکی از مهم ترین سیستم های سنتزی برای ایجاد نانوساختارهای خود تجمعی کوپولیمرهای قطعه ای آمفی فیلیک می باشند.

این کوپلیمرها به دلیل تداخلات متفاوت نواحی هیدروفیل و لیپوفیل با محیط آبی می توانند سیستم های خود تجمعی مختلفی را شامل میسل ها و پلیمرزوم ها در آب تشکیل دهند.

پلی اتیلن گلایکول و پلی لاکتیک اسید جزو پر مصرف ترین اجزا پلی اترها و پلی استرهای زیست تجزیه پذیر می باشند.

کوپلیمریزه کردن این دو جز امکان ترکیب هیدروفیلیسیته PEG و زیست تجزیه پذیر بودن PLA را در یک پلیمر واحد و تهیه محدوده وسیعی از این کوپلیمرها را برای مصارف پزشکی و دارورسانی فراهم آورده است.

در پلیمر دو قطعه ای PEG-PLA که یک کوپلیمر آمفی فیل محسوب می گردد، هنگامی که فراکسیون PEG ) (PEO کمتر از 20% باشد، کوپلیمر تمایل زیادی برای تشکیل ذرات جامد دارد. افزایش فراکسیون PEO به 42-20% موجب شیفت توده های تجمعی به سمت پلیمرزوم ها می گردد.

افزایش فراکسیون PEO به میزان 50-42 % موجب تشکیل هم میسل های دراز و هم میسل های کروی می گردد.

با افزایش فراکسیون PEO به بیش از 50% میسل های کروی قابل دست یابی هستند. ضخامت غشا پلیمرزوم توسط طول زنجیر هیدروفوبیک در کوپلیمر متاثر می گردد.

استفاده از میسل های کوپلیمری متشکل از بلاک کوپلیمرهای آمفی فایل برای حل کردن و دارورسانی داروهای هیدروفوب و کم محلول در سال های اخیر بسیار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.

کوپلیمرهای قطعه ای پلیمرهائی هستند که دارای دو یا تعداد بیشتری قطعه در زنجیره اصلی خود بوده و بر اساس ساختمانشان می توانند به نوع دو قطعه ای AB یا سه قطعه ای ABA یا BAB و یا نوع چند قطعه ای دسته بندی شوند.

در این کوپلیمرهای بلاک، A نمایانگر قطعه هیدروفیل و B نمایانگر قطعه هیدروفوب می باشد. این بلاک کوپلیمرها از قطعات هیدروفیل و هیدروفوب تشکیل شده اند. در محیط آبی بخش هیدروفوب آنها هسته میسل را تشکیل می دهد و قسمت هیدروفیل، تاج میسل را می سازد.

این ساختارهای میسلی که از حل کردن کوپلیمرهای آمفی فایل در آب به وجود می آیند، امکان حل و بارگیری حتی بعضا تا 2000 برابر حلالیت داروهای کم محلول را دارند که از مزایای بسیار مهم این سیستم ها محسوب می شود.

با توجه به ساختار دو قسمتی این میسل ها (هسته هیدروفوب و پوسته هیدروفیل)، این حامل ها قادر هستند همچنین از تخریب شدن زودهنگام داروها در محیط بدن جلوگیری کرده و سمیت داروها را تا حدی تعدیل کنند. پایداری ترمودینامیکی بسیار بالای این میسل ها که به پایین بودن غلظت بحرانی تشکیل میسل (cmc) در آنها نسبت داده می شود، امکان بارگیری مطمئن دارو در هسته میسل را فراهم کرده و نگرانی ناشی از از هم پاشیدن میسل را پس از تزریق در محیط بدن به دلیل رقیق شدن کاهش می دهد.

از طرفی سایز کوچک و در حد معمولا کمتر از 200 نانومتر این ساختارها، امکان ماندگاری طولانی شان را در جریان خون فراهم می آورد، به طوری که در بعضی گزارش ها تا یک هفته ماندگاری این ساختارها در خون گزارش شده است.

عمدتا متد های تهیه میسل های پلیمری عبارتند از انحلال مستقیم و روش دیالیز می باشد که نسبت به روش های متداول سنتز نانو پارتیکل ها کمتر با حلال آلی و معایب استفاده از آن سر و کار دارد. دیده شده هرچه درصد بارگیری دارو در میسل ها بالا می رود، پایداری سیستم های نانو میسلی پلیمری کاهش می یابد.

این امر به این دلیل است که بارگیری بالای داروی هیدروفوب در این ساختارها تعادل هیدروفوب- هیدروفیل را در سیستم به هم می زند که مقوله کلیدی در پایداری این میسل ها می باشد. در تحقیقات اولیه بر روی ساختارهای میسلی، از پلاکسومرها که بلاک کوپلیمرهای پلی اتیلن اکساید- پلی پروپیلن اکساید می باشد استفاده شد.

محدودیت عمده این پلیمرها عدم قابلیت تجزیه آنها در بدن بود. با توجه به ضرورت ویژگی قابل تجزیه بودن در بدن، انواع زیست تجزیه پذیر پلی لاکتیک اسید و پلی کاپرولاکتون به عنوان قطعات هیدروفوبیک مورد توجه قرار گرفتند.

با استفاده از میسل های پلیمری می توان به هدف درمانی، به هر دو صورت فعال و غیر فعال دست پیدا کرد. از آنجایی که به دلیل سایز ایده ال در مقیاس نانو، ماندگاری این سیستم ها در گردش خون طولانی بوده، می توان به هدف درمانی غیر فعال رسید و از طرفی با قرار دادن لیگاندهای مخصوص بر روی میسل به هدف درمانی فعال دسترسی پیدا کرد.

در حال حاضر چندین فراورده تجاری از میسل های پلیمری در بازار وجود دارد و تعداد زیادی از آنها در حال گذراندن فاز مطالعات بالینی برای ورود به بازار هستند.

با پیشرفت هایی که در تکنیک های پلیمریزاسیون صورت گرفته می توان با تغییر در نوع بلاک ها، طول و نسبت آنها به یکدیگر و حتی تغییر در روش های پلیمریزاسیون و بارگیری داروها به سیستم دارورسانی ایده ال با پایداری بالا در جریان خون، درصد بارگیری مناسب و پروفایل آزادسازی دلخواه از داروی مورد نظر رسید. در حال حاضر با استفاده از کوپلیمرهای متشکل از اجزای هوشمند و پاسخگو به محرک می توان به آزادسازی انتخابی دارو در محیط بدن دست زد.

مثلا بلاک کوپلیمرهای حساس به دما و حساس به pH قادرند میسل هایی را بسازند که در محیط اسیدی تومورهای سرطانی از هم پاشیده و دارو را آزاد کند، در حالی که در بافت ها و سلول های سالم بدن پایدار باقی بماند.

به طور کلی بلاک کوپلیمرهای متشکل از قطعه هیدروفیل و هیدروفوب، قادر هستند بسته به نوع و نسبت بلاک هیدروفوب به هیدروفیل، ساختارهای متنوعی اعم از میسل های کروی، میله ای و وزیکول (پلیمروزوم) را تشکیل دهند.

بیشترین مطالعات و توجه بر روی کوپلیمرهای بلاک پلی کاپرولاکتون- پلی اتیلن گلیکول ( PCL-PEG ) و پلی لاکتاید ٓ پلی اتیلن گلیکول (PLA-PEG) معطوف بوده است. بلاک هیدروفیل پلی اتیلن گلیکول زیست سازگار بوده و PCL و PLA زیست تخریب پذیر و دارای تاییدیه FDA می باشند. پس این بلاک کوپلیمر ها، سیستم های میسلی زیست تخریب پذیر کاملا سیف و ایمن تشکیل می دهند که برای بارگیری داروها بسیار مناسبند.

دیده شده هر چه جزئ هیدروفیل PEG افزایش می یابد ریلیز سریع تری از دارو را شاهد هستیم. این ساختار ها نه تنها برای دارورسانی داروهای هیدروفوب مانند پاکلی تاکسول و بسیاری دیگر به کار رفته اند، بلکه در بحث ژن رسانی و به عنوان حامل DNA نیز بررسی های بر روی این حامل ها صورت گرفته است.