• از آنجا که زردچوبه تنها حاوی ۲-۹ درصد کرکومینوئید است، نیاز به یک تکنیک استخراج یا سنتز کارآمد برای به دست آوردن پودری با اثر درمانی قوی است.
• روش رسوب ضد حلال با کمک اولتراسونیک برای سنتز ذرات کرکومین بسیار کارآمد است.
• روش رسوب ضد حلال اولتراسونیک به راحتی می‌تواند به تولید مقادیر زیادی از کرکومین با کیفیت بالا صنعتی سازی شود.

کرکومین

کرکومین، یک پلی‌فنل، یک داروی کم انحلال پذیر ‌در آب است که در ادویه گیاهی زردچوبه (Curcuma longa) یافت می‌شود که دارای آنتی‌اکسیدان‌های بسیار قوی است و به خاطر ویژگی‌های ضد التهابی، ضد سرطانی، ضد قارچی و ضد میکروبی‌اش شناخته شده است. به ویژه به دلیل گستره وسیع فعالیت‌های پیشگیری  شیمیایی و درمان شیمیایی، کرکومین به عنوان یک ترکیب دارویی ترجیحی استفاده می‌شود.

به عنوان یک آنتی‌اکسیدان قوی، کرکومین فعالیت سرمی آنتی‌اکسیدان‌هایی مانند سوپراکسید دیسموتاز (SOD) را افزایش می‌دهد و رادیکال‌های آزادی مانند اکسیژن و نیتروژن فعال را تصفیه و خنثی می‌کند. علاوه بر این، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی خود بدن را افزایش می‌دهد. کرکومین همچنین به کاهش بیماری‌های قلبی و بهبود عملکرد مغز شناخته شده است. به دلیل این خواص درمانی متعدد و مفید، کرکومین به عنوان ادویه، مکمل و دارو به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رسوب دهی ضد حلالی با الترسونیک هموژنایزر

روش رسوبدهی مایع با کمک فراصوت (LAS) یک تکنیک ساده و سریع سنتز یک مرحله‌ای برای تولید نانوذرات کورکومین با ساختار راست لوزی است. رسوب گذاری ضد‌محلول فراصوتی یک فرایند ساده، سریع و قابل صنعتی سازی است که امکان رسوب کورکومین با کیفیت بالا در صنایع دارویی و غذایی را فراهم می‌کند.

شیوه نامه رسوب دهی التراسونیک

برای رسوب‌دهی التراسونیک ذرات کورکومین، یک محلول آلی از کورکومین در اتانول (5 میلی‌گرم در میلی‌لیتر) به 100 میلی‌لیتر آب حاوی مواد فعال سطحی (0.02 درصد وزنی در آب) یا بدون مواد فعال سطحی اضافه می‌شود. به عنوان ظرف واکنش، یک بشر شیشه‌ای با خنک کننده آبی با حجم تقریبی 500 میلی‌لیتر، قطر 7 سانتی‌متر و نسبت طول به قطر 1.7 استفاده می‌شود. دمای مخلوط به طور مداوم در 1 درجه سانتی‌گراد حفظ می‌شود. برای فرایند رسوب‌‌دهی التراسونیک، سونوترود هوموژنایزر التراسونیک در مخلوط حلال-ضد حلال فرو می‌شود. در تنظیمات 100 درصد شدت و 10 دقیقه سونیکیشن، مخلوط دیسپرس می‌شود.

زمان سونیکیشن اجازه می‌دهد تا ریخت بلورهای کورکومین تغییر کنند. زمانی که مدت سونیکیشن طولانی شود، درصد ذرات راست‌لوزی افزایش می‌یابد. این نشان می‌دهد که افزایش انرژی التراسونیک تشکیل شکل راست لوزی را نسبت به فرم مونوکلینیک(چلیپایی) تسهیل می‌کند، بدون توجه به مواد افزودنی استفاده شده.

[ارجاع: Thorat و همکاران، 2014]

بهبود خواص زیست فراهمی با کپسوله سازی التراسونیک

از آنجا که کرکومین یک مولکول لیپوفیلیک و با حلالیت کم در آب (= آب گریز) است، زیست‌فراهمی سیستمی آن پایین است. بنابراین، لازم است فرمولاسیون‌های کرکومین تهیه شود که زیست‌فراهمی آن را افزایش دهد. برای تهیه حلال‌های آبی کرکومین، سورفکتانت‌ها، لیپیدها، آلبومین‌ها، سایکلودکسترین‌ها، بیوپلیمرها و غیره اضافه می‌شوند تا مولکول‌های کرکومین را در لیپوزوم‌ها، نانوذرات و سایر حامل‌های دارویی کپسوله یا بارگذاری کنند.

فرآوری التراسونیک یک تکنیک بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای فرمولاسیون حامل‌های دارویی مانند لیپوزوم‌ها، نانوذرات هسته-پوست، بیوپلیمرها و امولسیون‌های دوگانه است! در زیر یک پروتکل نمونه برای کپسوله‌سازی التراسونیکی کرکومین آمده است.

شیوه نامه کپسوله سازی التراسونیک کورکومین

نانوذرات بارگذاری شده با کورکومین در پلی لاکتیک - گلیکولیک اسید (PLGA):

1. در ابتدا، پلیمر PLGA در اتیل استات حل می‌شود. سپس کورکومین (15٪ وزنی) اضافه شده و اجازه می‌دهیم تا در حالی که محلول به‌طور متناوب همزده می‌شود، حل شود.
2. مخلوط جامد-در-روغن به یک فاز آبی از PVA (وزن به حجم) اضافه شده و یک امولسیون S-O/W تشکیل می‌دهد. سپس، محلول دارو/پلیمر در PVA با سرعت 8،000 دور در دقیقه مخلوط می‌شود.
3. محلول حاصل به مدت تقریبی 300 ثانیه با 45٪ شدت صدا با یک هوموژنایزر التراسونیک  سونیک شده است. فوراً پس از سونیکاسیون، امولسیون به فاز آبی (0.1% PVA در آب؛ 200 میلی لیتر) برای پخش تحت مخلوط کردن سریع با یک مخلوط کن مغناطیسی(مگنتیک استیرر) ریخته می‌شود.
4. این اشباع کلوئیدی به مدتی مداوم با یک مخلوط کن مغناطیسی تا تبخیر حلال کامل شود، مخلوط می‌شود. سپس نانوذرات با سانتریفیوژ جمع‌آوری می‌شوند، 3 بار با آب Milli Q تقطیر شده و در نهایت در محلول کریوپروتکتنت (ساکروز (2٪ وزنی) و ترهالوز (5٪ وزنی)) دوباره سوسپانسیون شده، روی یک لیوفیلایزر سیستم ATR FD3.0 خشک می‌شوند و می‌توانند حداقل 6 ماه در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند.

[منابع: Ranjan و همکاران، 2012]

کورکومین

کورکمین یک ترکیب شیمیایی زردرنگ است که در زردچوبه یافت می‌شود. (Curcuma longa) از خانواده زنجبیل است. کورکمین یک پلی‌فنل است که از ریزوم‌ها استخراج می‌شود و به عنوان ادویه به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسته به منشأ و شرایط خاکی جایی که رشد می‌کند، زردچوبه ۲٪–۹٪ کرکومینوئیدها دارد. کورکمین مهمترین کرکومینوئید زردچوبه (Curcuma longa، Zingiberaceae) است. این به عنوان مکمل، ترکیب دارویی، افزودنی طعم‌دهنده غذا و همچنین مواد افزودنی آرایشی استفاده می‌شود.

یک شکل خالص شده از کرکومین، که تنها از سه مولفه اصلی زیر تشکیل شده است - کرکومین، بیسدمتوکسی‌کرکومین و دمتوکسی‌کرکومین - همچنین به عنوان مجموعه C3 کرکومین شناخته می‌شود. کرکومین خالص می‌تواند از مخلوط C3 کرکومین، بیسدمتوکسی‌کرکومین و دمتوکسی‌کرکومین توسط کروماتوگرافی ستونی جدا شود.

درباره ویژگی‌های فارماکولوژیکی آن، کرکومین خالص و غیر تغییر یافته دارای یک مشکل بزرگ است: به دلیل انحلال پذیری پایین در آب و بنابراین ‌جذب کم، کرکومین بهبود نیافته نمی‌تواند اثرات درمانی خود را نشان دهد، بلکه به سرعت در کبد و دیوار روده متابولیسم می‌شود. برای غلبه بر نرخ جذب پایین کرکومین، مولکول‌های فعال در کانون‌های نانو (مانند لیپوزوم‌ها، نانوکره‌ها) قرار داده می‌شوند یا بر روی نترکیبات نانو (مانند نانوذرات، ترکیبات فسفولیپید، سایکلودکسترین‌ها و پراکنده‌های جامد) بارگذاری می‌شوند. علاوه بر این، زیسا فراهمی کرکومین می‌تواند تا حدود 2000٪ افزایش یابد هنگامی که دوز آن با پیپرین که یک عصاره فلفل سیاه است، ترکیب شود.

به دلیل این حقایق، کرکومین فرموله شده به شکل نانو (نانوکرکومین) شکل دوز مورد علاقه کرکومین است زیرا کرکومین در فرم نانو از مشکلات تحویل دارو یادشده غلبه می‌کند. نانوکرکومین به دلیل تحویل بهبود یافته به بافت مبتلا، داخلی‌سازی بهتر و کاهش حذف سیستمی، ویژگی‌های درمانی خود را برجا می‌کند.

کرکومین در چندین فرم تحویل مختلف شامل پودرها، کپسول‌ها، قرص‌ها، پمادها، نوشیدنی‌های تغذیه‌ای و کرم‌های آرایشی در دسترس است.

کاربردهای پزشکی زردچوبه

زردچوبه به طور گسترده برای کاربردهای گوناگون در پزشکی و تغذیه مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیقات نشان داده است که زردچوبه فعالیت آنتی اکسیدانی بالایی دارد که باعث خودکشی برنامه ریزی شده سلول، مهار تکثیر سلول، ضد چسبندگی و حرکت سلول، و ویژگی‌های ضد آنژیوژنز و ضد میکروبی دارد. به دلیل این تأثیرات، زردچوبه به عنوان دارو برای درمان بیماری‌های التهابی مختلف، سرطان، بیماری‌های عصبی تخریبی، بیماری‌های قلبی عروقی و همچنین دیابت استفاده می‌شود.

اشکال نانومتری آلودگی فرم‌های فراهم شده با التراسونیک هموژنایزر زردچوبه برای درمان پزشکی شامل نانوذرات، لیپوزوم‌ها، میسل‌ها، نانوامولسیون‌ها، پیچیدگی‌های سایکلودکسترین، نانودیسک‌ها، نانوفیبرها، نانوذرات چربی جامد و همچنین هم‌پیوندهای زردچوبه است. این اشکال دوز نانومتری از زیست فراهمی زردچوبه را غلبه کرده و امکان تحویل هدفمند و موثر یک داروی بسیار قوی زردچوبه را فراهم می‌کند.

ساختار شیمیایی کورکومین

کرکومین یک مولکول تقارنی است، همچنین به نام دی‌فرولوی متان نیز شناخته می‌شود. نام IUPAC کرکومین ((1E,6E)-1,

7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione
است، با فرمول شیمیایی C₂₁H₂₀O₆. بلورهای کرکومین می‌توانند به شکل‌های مختلف ظاهر شوند، مانند شکل مونوکلینیک (سوزنی)، ارتومبیک (مانند دانه برنج)، و آمورف شکل.