Stimuli-responsive drug delivery systems
روایتی منشیات کی ترسیل خوراک کو کنٹرول کرنے، مخصوص مقامات کو نشانہ بنانے، اور ہدف شدہ پارگمیتا حاصل کرنے میں ناکامی کی وجہ سے محدود ہے۔ جسم تک علاج پہنچانے کے روایتی طریقے منشیات کے زہریلے ہونے کے اثرات سے گریز کرتے ہوئے زیادہ سے زیادہ علاج کے اثر کو حاصل کرنے اور برقرار رکھنے میں چیلنجوں کا سامنا کرتے ہیں۔ بہت سی دوائیں جو زبانی یا والدین کے ذریعے پہنچائی جاتی ہیں ان میں مستقل رہائی کے طریقہ کار شامل نہیں ہوتے ہیں، اور اس کے نتیجے میں انہیں مریض کے لیے کسی بھی علاج کے اثر کو حاصل کرنے کے لیے زیادہ اور زیادہ بار بار خوراک کی ضرورت ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، منشیات کی ترسیل کے نظام کا میدان ان حدود کو دور کرنے اور مریضوں کی دیکھ بھال کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے دواسازی کی تحقیق کے لیے ایک بڑے فوکس ایریا میں تیار ہوا۔ منشیات کی ترسیل کے وسیع میدان میں، محرک-ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کی ترقی نے بیرونی اور اندرونی محرکات کے مادی ردعمل کی بنیاد پر زیادہ کنٹرول شدہ خوراک اور ہدف شدہ خاصیت حاصل کرنے کے لیے منشیات کی ترسیل کے نظام کو بہتر بنانے کی صلاحیت پیدا کی ہے۔ اینڈوجینس محرکات کیمیائی، حیاتیاتی اور جسمانی محرکات پر مشتمل ہوتے ہیں جو جسم میں قدرتی طور پر پائے جاتے ہیں، جیسے پی ایچ، درجہ حرارت، انزیمیٹک ایکشن، دباؤ اور شیر قوتوں میں تبدیلیاں۔ مزید خاص طور پر، اینڈوجینس کیمیائی محرکات میں ماحولیاتی پی ایچ، ریڈوکس رد عمل، اور کیمیائی میلان شامل ہیں، جن میں سے ہر ایک عام طور پر جسمانی حد سے باہر ہوتا ہے یا کسی مخصوص یا بیمار ٹشو کے لیے منفرد ہوتا ہے، جو ان مخصوص محرکات کو استعمال کرتے ہوئے ہدف کی خاصیت حاصل کرنے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔ محققین نے متعدد قسم کے منشیات کی ترسیل کے نظام تیار کرنے کے لیے کام کیا ہے جو ایک مخصوص ماحول میں منشیات کی ٹارگٹڈ ڈیلیوری اور کنٹرولڈ ریلیز حاصل کرنے کے لیے اینڈوجینس کیمیائی محرکات کے ردعمل کو بروئے کار لاتے ہیں۔ یہ کیمیائی طور پر ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کو مختلف قسم کے مواد اور کیریئرز کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جا سکتا ہے، جن میں لپڈ، پروٹین، یا پولیمرک مواد شامل ہیں تاکہ انحطاط پذیر اسکیفولڈ یا ڈپو اور مائیکلز اور نینو پارٹیکلز بنائے جا سکیں۔ اس کی ایک مثال میں بائیو پولیمرک نینوسفیرز کی انجینئرنگ شامل ہے جو ٹیومر مائیکرو انوائرمنٹ سے وابستہ پی ایچ میں کمی کی وجہ سے ٹیومر مائیکرو انوائرمنٹ میں داخل ہونے پر ایک منسلک علاج کو جاری کرنے کے لیے متحرک ہوتے ہیں۔ ان میں سے بہت سے نظام محرک ردعمل حاصل کرنے کے لیے کلک کیمسٹری کے اطلاق اور ہیرا پھیری پر انحصار کرتے ہیں۔ اینڈوجینس کیمیائی-ذمہ دار نظاموں کا میدان پچھلے 20 سالوں میں بہت ترقی کر چکا ہے اور اس میں اضافہ جاری ہے کیونکہ محققین اس میدان کے لیے نئی ایپلی کیشنز کا تعین کرتے ہیں، بشمول تشخیصی مقاصد کے لیے کیمیائی طور پر ذمہ دار نظاموں کی ترقی۔ اینڈوجینس کیمیائی محرک-ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام منشیات کی ترسیل کے میدان میں اہم ہیں کیونکہ وہ جسم کے اندر کیمیائی مظاہر کو روایتی علاج کی رہائی کی حدود جیسے عارضی رہائی اور ٹشو پارگمیتا پر قابو پانے کے لیے استعمال کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ ان دواؤں کی ترسیل کے نظام کو طویل مدتی کارروائی حاصل کرنے اور علاج کے اثر کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے کینسر جیسی بیماریوں کے تشخیصی اور علاج کے آلات دونوں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ منشیات کی ترسیل کے طریقوں اور تکنیکوں کا مطالعہ صدیوں سے جاری ہے، لیکن منشیات کی فراہمی کا جدید میدان جسے ہم آج جانتے ہیں وہ 1960 کی دہائی تک متعارف نہیں ہوا تھا، جب ہارورڈ کے ایم ڈی یہوداہ فوک مین نے کنٹرولڈ ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کا تصور متعارف کرایا تھا۔ انہوں نے سب سے پہلے چوہوں پر اینستھیٹک گیسوں اور آرٹریو وینوس شونٹس کے ساتھ تجربہ کرتے ہوئے مستقل شرح کی فراہمی کے ایک ذریعہ کے طور پر طویل منشیات کی رہائی کے نظام کا خیال متعارف کرایا۔ اس نے الیجینڈرو ظفرونی نامی کیمسٹ کے ذریعہ ALZA نامی کمپنی کی تشکیل کو متاثر کیا، جس کی بنیادی توجہ منشیات لے جانے والے نظام کی ترقی پر تھی جو منشیات کی خاصیت اور افادیت میں اضافہ کرے گی۔ اس تصور کے تعارف سے اس شعبے کی ترقی ہوئی جسے ہم آج جانتے ہیں، میکرو اسکیل ڈیلیوری ڈیوائسز 1970 اور 1980 کی دہائی میں تیار کیے گئے تھے، اس سے پہلے کہ 1980 کی دہائی کے آخر میں مائکرو اسکیل اور نینو اسکیل ڈیوائسز کی زیادہ مرکوز ترقی کی طرف بڑھیں۔ محرک-ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کے تصور کو دراصل اس وقت سے پہلے کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، کیونکہ یورپ میں 1950 کی دہائی کے آخر میں پہلی پی ایچ-ذمہ دار منشیات کی کوٹنگ استعمال کی گئی تھی۔ یہ کوٹنگز معدے میں پہنچائی جانے والی دوائیوں پر استعمال کی جاتی تھیں، تاکہ وہ پروٹونیٹ ہوں اور کم پی ایچ پر تحلیل ہو کر دوائی چھوڑیں۔ یوٹاہ یونیورسٹی کے محققین کے ذریعہ 1980 کی دہائی کے وسط تک محرک-ذمہ دار منشیات کے کیریئرز کی ترقی کو مقبول نہیں کیا گیا تھا، جنہوں نے تھرمل طور پر ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام بنائے تھے۔ اس شعبے کے پھٹنے کے بعد سے، کئی حدود کے باوجود محرک-ذمہ دار منشیات کی فراہمی کے نظام کو بہتر بنانے کے لیے خاطر خواہ تحقیق کی گئی ہے۔ 2013 تک، میٹاسٹیٹک چھاتی کے کینسر کو نشانہ بنانے والی ریڈوکس رسپانسیو تھراپی کو ایف ڈی اے نے منظور کیا تھا لیکن ابھی تک استعمال میں نہیں تھا۔ اس شعبے کی ترقی کو جاری رکھنے کے لیے ابھی بھی بہت کام کیا جا رہا ہے اس امید پر کہ ایک دن طبی عمل میں محرک-ذمہ دار منشیات کی فراہمی کے نظام کو عام بنا دے گا۔ محرکات کی قسم اور ان کے عمل کے طریقہ کار پی ایچ-ذمہ دار پی ایچ ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام ٹشو کے ماحولیاتی پی ایچ کا جواب دیتے ہیں، جو، جب ایک مخصوص تیزابیت کی حد میں موجود ہوتا ہے، تو منشیات کی ترسیل کے نظام کی ساختی اور کیمیائی تبدیلیوں کا باعث بن سکتا ہے۔ ان تبدیلیوں میں تشخیصی تبدیلیاں اور سطح کے تعاملات شامل ہو سکتے ہیں جو منشیات کے کیریئر کے انحطاط یا سوجن/سکڑنے کا باعث بن سکتے ہیں۔ پی ایچ ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام ممکن ہیں کیونکہ ٹیومر سیل میٹابولزم کی اعلی شرحوں کی وجہ سے بیمار یا کینسر کے بافتوں کے جسمانی طور پر معمول سے کم پی ایچ ویلیو برقرار رکھنے کے رجحان کی وجہ سے (عام: 7.4، کم رینج: 5.0-6.5)۔ یہ نظام ایک مخصوص پی ایچ رینج کے اندر خود جمع شدہ منشیات کے کیریئرز کے ہائیڈروفیلک اور ہائیڈروفوبک تعاملات کے ذریعے چلائے جاتے ہیں۔ یہ ہائیڈروفیلک اور ہائیڈروفوبک تعاملات ان نظاموں کو غیر مستحکم کرنے کا سبب بن سکتے ہیں، جو تشخیصی تبدیلیوں کا باعث بنتے ہیں جو منشیات کے کیریئر کو ٹوٹنے یا خراب کرنے کا سبب بنتے ہیں۔ نتیجتا، دوا نظام سے خارج ہو جاتی ہے۔ پی ایچ ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کو عام طور پر پی ایچ ذمہ دار پولیمر سے ترکیب کیا جاتا ہے جو آئنک باقیات کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں جو ماحول کے پی ایچ کی بنیاد پر چارج کو تبدیل کرتے ہیں۔ پی ایچ-رسپانسیو پولیمر کے ساتھ استعمال ہونے والے نظاموں میں امپلانٹیبل ہائیڈروگلز اور مائیکرو اور نینو پارٹیکلز شامل ہیں۔ پی ایچ-رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم خاص طور پر کیموتھراپیٹک ڈیلیوری سسٹم کے ڈیزائن کے لیے موزوں ہیں کیونکہ ٹیومر مائیکرو انوائرمنٹ میں قدرتی طور پر کم پی ایچ پایا جاتا ہے، لیکن اس کا اطلاق دیگر بیماریوں کی ترتیبات میں کیا جا سکتا ہے جہاں پی ایچ کا پی ایچ فزیالوجیکل پی ایچ سے مختلف ہوتا ہے۔ انتہائی ٹارگٹڈ اور کنٹرولڈ ریلیز کی صلاحیت کے ساتھ ساتھ ان کے وسیع ایپلی کیشنز، پی ایچ-رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کو محرک-رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری میں سب سے زیادہ تحقیق شدہ اور مطلوب کلینیکل حل بناتے ہیں۔ ریڈوکس-رسپانسیو ریڈوکس رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم جسم میں ہونے والے قدرتی کمی-آکسیڈیشن رد عمل اور ایکسٹرا سیلولر اور انٹرا سیلولر اسپیس میں کم کرنے والے یا آکسیڈیٹیو ایجنٹوں کی دستیابی پر انحصار کرتے ہیں۔ ریڈوکس-محرک ردعمل میں، منشیات کے کیریئر اینڈوسیٹوسس کے ذریعے انٹرا سیلولر اسپیس میں داخل ہوتے ہیں اور کم کرنے والے ایجنٹوں کے انٹرا سیلولر ارتکاز سے غیر مستحکم ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے ان کی علیحدگی اور علاج کی انٹرا سیلولر ترسیل ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ریڈوکس محرک منشیات کی ترسیل کا استعمال بنیادی طور پر گلوٹاتھیون (جی ایس ایچ) کے اعلی انٹرا سیلولر ارتکاز سے منسوب ہے جو جی ایس ایچ کے بہت کم ایکسٹرا سیلولر ارتکاز کے مقابلے میں ہے۔ جی ایس ایچ ریڈوکس رد عمل میں تخفیف کرنے والے ایجنٹ کے طور پر کام کرتا ہے، جس سے یہ ڈائیسلفائیڈ بانڈز جیسے بانڈز کو توڑ سکتا ہے۔ ٹیومر کے خلیوں میں جی ایس ایچ کی بڑھتی ہوئی سطح اور اس کے ڈائیسلفائیڈ بانڈز کو توڑنے کی صلاحیت کے ساتھ مل کر منشیات کی ترسیل کے نظام کی ترقی کا باعث بنی ہے، جیسے پولیمرک مائیکلز، جو ڈائیسلفائیڈ بانڈز کے ساتھ ترکیب کیے جاتے ہیں جنہیں بعد میں انٹرا سیلولر جی ایس ایچ کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے، جو مائیکل کے ٹوٹنے اور منسلک علاج کے انٹرا سیلولر ریلیز کا سبب بنتا ہے۔ گریڈیئنٹ-رسپانسڈ گریڈیئنٹ رسپانسڈ ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کو ایک اینڈوجینس کیمیائی گریڈیئنٹ کے ساتھ رابطے کے ذریعے علاج فراہم کرنے کے لیے متحرک کیا جاتا ہے۔ جب نظام اپنے مخصوص کیمیائی میلان کے ساتھ رابطے میں آتا ہے، تو کیمیائی کی بڑھتی ہوئی حراستی منشیات کی رہائی کی اجازت دینے کے لیے منشیات کے کیریئر کی تشکیلی تبدیلی یا انحطاط کا باعث بن سکتی ہے۔ گریڈینٹ رسپانسیو سسٹمز میں پی ایچ یا ریڈوکس ریکٹینٹس کے ذریعے بنائے گئے گریڈینٹس بھی شامل ہوتے ہیں۔ ایپلی کیشنز پی ایچ-رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم ان کے اطلاق میں تغیر کے لیے تحقیق کے بہت مقبول مضامین ہیں۔ فزیالوجیکل پی ایچ سے انحراف متعدد بیماریوں کی حالتوں میں ہوتا ہے جن میں انفیکشن، سوزش اور کینسر شامل ہیں، جو اس محرک کو اینڈوجینس کیمیائی طور پر ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کے میدان میں سب سے زیادہ تحقیق شدہ میں سے ایک بناتا ہے۔ پی ایچ-رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کی ایپلی کیشنز میں پی ایچ-رسپانسیو پولیمر کی ترکیب جیسے ہائیڈروگلز، مائیکلز، اور مائیکرو اور نینوویسیکلز جیسے کیریئرز میں شامل ہیں۔ پی ایچ-رسپانسیو پولیمر کا انتخاب بعض ایپلی کیشنز کے لیے منشیات کے ارتکاز، آئنائزبل گروپوں کی تعداد، اور استعمال کیے جانے والے کیریئر کی قسم جیسی خصوصیات کی بنیاد پر کیا جا سکتا ہے۔ بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے پی ایچ-رسپانسیو پولیمر کی مثالوں میں شامل ہیں لیکن ان تک محدود نہیں ہیں: پولی (ایکریلامائڈ)، پولی (ایکریلک ایسڈ)، اور پولی (میتھاکریلک ایسڈ) ریڈوکس-رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کا بھی مختلف ایپلی کیشنز کے لیے وسیع پیمانے پر مطالعہ کیا جاتا ہے، خاص طور پر کینسر کے خلیوں میں جی ایس ایچ کی بڑھتی ہوئی سطح کی وجہ سے کینسر کو نشانہ بنانے میں ان کا استعمال۔ ریڈوکس رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کا استعمال جین تھراپی کے لیے ڈی این اے اور ایس آئی آر این اے کی فراہمی میں بھی کیا جاتا ہے۔ ریڈوکس رسپانسیو ڈرگ کیریئرز کو بنیادی طور پر مائیکلز یا پولیمرسومز کے طور پر ترکیب کیا جاتا ہے اور یہ انتہائی مستحکم ہوتے ہیں کیونکہ ان میں کراس لنکنگ گریڈینٹ رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم کی زیادہ مقدار ہوتی ہے جس میں ابھی تک کافی تحقیق نہیں ہوتی ہے۔ جسم میں قدرتی طور پر پائے جانے والے دوسرے ہارمونز یا عوامل کے میلان کے برخلاف، میلان-ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کی بنیادی ایپلی کیشنز کو عام طور پر پی ایچ یا ریڈوکس میلان کے طور پر حوالہ دیا جاتا ہے۔ پی ایچ اور ریڈوکس گریڈینٹس کے علاوہ، گریڈینٹ رسپانسیو ڈرگ ڈیلیوری سسٹم پر کوئی شائع شدہ کام نہیں ہیں۔ حدود بہت سی حدود ہیں جو اینڈوجینس کیمیائی طور پر ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کے میدان میں موجود ہیں جو ان میں سے بہت سی مصنوعات کو طبی ترتیب میں استعمال کرنے کی منظوری سے روکتی ہیں۔ اینڈوجینس کیمیائی طور پر ذمہ دار منشیات کی فراہمی کے بنیادی چیلنجوں میں سے ایک مریض کی تنوع سے نمٹنے یا اس پر قابو پانے میں ناکامی ہے۔ مریض کی متفرقیت مریض کی حیاتیات کے درمیان قدرتی طور پر پائے جانے والے فرق کو بیان کرتی ہے، جیسے کہ اسی کینسر کے لیے ٹیومر پی ایچ میں فرق اور ریڈوکس ریجینٹس کے خون کے ارتکاز۔ پیتھولوجیکل ٹشوز میں بہت سی کیمیائی خصوصیات کا ہدف بھی کیمیائی خصوصیات کے اتار چڑھاؤ کی ایک چھوٹی سی حد تک محدود ہے، جو محققین کو حساسیت کی چھوٹی کھڑکیوں کی وجہ سے اس بیمار ٹشو اور محرک کو محفوظ طریقے سے اور خاص طور پر نشانہ بنانے کے قابل ہونے سے روکتا ہے جو ابھی باقی ہیں۔ غور کرنے کے لیے دیگر اہم حدود میں منشیات کے کیریئر کی تشکیل شامل ہے، جو منشیات کے کیریئر کی کلیئرنس کی شرح اور بائیو ڈسٹری بیوشن کو متاثر کر سکتی ہے اور دوا carrier.ref نام = ": 5"/> کے ذریعے ٹشو کے سائز، شکل، یا موثر دخول کی وجہ سے علاج کی افادیت کو کم کر سکتی ہے۔ منشیات کے کیریئر کی تشکیل کی حیاتیاتی مطابقت اور زہریلا پن بھی میدان کی ترقی کے لیے ایک اہم چیلنج ہے، لہذا ان مجوزہ ترسیل کے نظام کی فزیبلٹی اور حفاظت کو یقینی بنانے کے لیے فطری طور پر حیاتیاتی مطابقت پذیر مواد کا استعمال کرتے ہوئے مستقبل کے مطالعات کرنے کی ضرورت ہے۔ آخر میں، پیداوار کی لاگت اور محرک ذمہ دار منشیات کی ترسیل کے نظام کی تخلیق کی پیمائش ان ترسیل کے نظام کی ترقی اور طبی استعمال کے درمیان ایک بہت بڑی رکاوٹ بنی ہوئی ہے۔ حوالہ جات منشیات کی ترسیل کے آلات