دی متیل سولفوکساید (DMSO) و کاربردهای آن

دی­ متیل سولفوکسید (DMSO)، یک ماده­‌ی شیمیایی مایع، شفاف، بدون بو و ارزان است که به عنوان محصول جانبی صنعت کاغذ تولید می‌شود. در واقع، این ماده در یکی از مواد سازنده­‌ی چوب یافت می­‌شود. این مایع فرار با نقطه­‌ی اشتعال 192 درجه­‌ی فارنهایت، یک حلال آلی قطبی است که هم ترکیبات قطبی و هم غیر قطبی را حل کرده و در طیف وسیعی از حلال‌های آلی و همچنین آب قابل اختلاط است.

این حلال آپروتیک قطبی (حلال‌هایی که برعکس حلال های پروتیک توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی ندارند)، نسبت به سایر اعضای این خانواده از حلال­‌ها، مانند دی متیل فرمامید، دی متیل استامید و هگزامتیل‌فسفرآمید (HMPA) سمیت کمتری دارد.

شکل 1- DMSO در دمای محیط

ساختار و فرمول شیمیایی

(DMSO) با فرمول شیمیایی C2H6SO3، یک سولفوکسید 2 کربنه است که در آن اتم گوگرد دارای دو جایگاه متیله است. از نظر ساختار شیمیایی، مولکول دارای تقارن است. این ساختار با یک جفت الکترون بدون پیوند در اتم گوگرد، یک هندسه­‌ی مولکولی هرمی مثلثی تقریباً چهار وجهی دارد.

شکل 2- ساختار شیمیایی DMSO

تولید DMSO

DMSO به 2 روش طبیعی و صنعتی تولید می­گردد. در طبیعت، اکسیداسیون دی متیل سولفید (DMS)، توسط فیتوپلانکتون­‌ها موجب تولید طبیعی DMSO می­‌گردد. این روش، به عنوان بخشی از چرخه‌­ی تولید گوگرد است و DMSO به عمل آمده از این طریق بسیار اندک است. در تولید صنعتی DMSO از لیگنین استفاده می­‌شود. لیگنین، یک پلیمر گیاهی پیچیده است که از تبدیل تراشه­‌های چوب به کاغذ (با استفاده از فرایندی به نام پردازش کرافت) بدست می‌­آید.

DMSO در ابتدا توسط الکساندر زایتسف در دانشگاه ایالتی کازان در سال 1867 سنتز شد. زایتسف با افزودن آرام دی متیل سولفید به اسید نیتریک غلیظ، DMSO را بدست آورد. اکسیداسیون دی متیل سولفید یک فرآیند گرمازا است که طبق فرآیند زیر انجام می شود:

2H₃ CSCH₃ + O₂ → 2H₃ CSOCH₃ + 66.52 kcal

خواص و ویژگی‌­های DMSO

• قابلیت انحلال دسته­‌ی گسترده­‌ایی از مواد شیمیایی آب­دوست و آب­گریز
• قابلیت انتقال مواد دارویی از سطح به لایه­‌های زیرین پوست

در واقع، این ماده با تاثیرگذاری موقت در ضریب نفوذ­پذیری و انتشار لایه­‌ی شاخی پوست، این امر را ممکن می‌­سازد.

• اثر ضد التهاب

DMSO، بیان ژن و ترشح واسطه­‌های التهابی و پیش‌­التهابی را مهار و کاهش می‌­دهد.

• اثر ضد درد

با تاثیر گذاری موقت بر سیستم اعصاب محیطی و مرکزی، سرعت انتقال پیام­‌های عصبی را کاهش داده و موجب عدم احساس درد می­‌شود.

• اثر ضد­باکتریایی

با هدف قرار دادن قدرت و خاصیت چسبندگی باکتری­‌ها، از فعالیت التهابی باکتری­‌ها می­‌کاهد و اثر ضدباکتریایی از خود نشان می­‌دهد.

خرید دی متیل سولفوکساید

کاربردهای DMSO

• دندانپزشکی

بیماری التهابی بافت­‌های دهان و تغییرات مخرب در این بافت­‌ها تاثیر منفی بر سلامت بدن می‌­گذارد. مطالعات نشان داده‌­اند که DMSO در ترکیب با سایر داروها با استفاده از خاصیت ضدالتهابی خود، موجب تقویت لثه­‌ها و افزایش مقامت و استحکام آن­‌ها می‌­گردد.

• سرطان شناسی

با حلالیت و اثر انتقالی منحصر به فرد خود برای داروها و عوامل تشخیصی سرطان به داخل لایه‌­ی درم، در درمان و شناخت سرطان پوست استفاده می­‌شود.

البته توجه به این نکته الزامیست که DMSO با انواع داروهای شیمی درمانی از جمله سیس­پلاتین، کربوپلاتین و اگزالی­‌پلاتین تداخل دارد و اکثر منابع موافق احتیاط و انجام آزمایش­‌های کافی هنگام استفاده از آن هستند.

• بهبود زخم

استفاده از کرم­‌های حاوی DMSO، با اثر ضد التهابی و مسکن بودن در کاهش علائم التهاب و بهبود سریع زخم­‌ها، به ویژه زخم­‌های بستر موثر است.

شکل 3- کرم پوستی حاوی DMSO

• ویروس شناسی

مطالعات نشان داده‌­اند که DMSO دارای اثرات ضد ویروسی است. مطالعه­‌ی اثرات DMSO بر پارامترهای متعدد تکثیر ویروس هرپس­سیمپلکس (HSV) نتایج غیر منتظره­‌ای را نشان داد. DMSO عفونت ویروسی را کاهش داده، تکثیر دئوکسی ریبونوکلئیک ویروسی (DNA) را مهار کرده و از سطح رونویسی بسیاری از ژن­‌های HSV-1 را می­‌کاهد. این داده­‌ها نشان می­‌دهد DMSO، که در کنار داروهای ضد ویروسی برای نفوذ راحت­‌تر آن­‌ها استفاده می­‌شود؛ می­‌تواند به طور مستقل در فعالیت‌­های مربوط به این حوزه مورد استفاده قرار گیرد.

• دارو رسانی به لایه­‌های پوستی

مشخص­‌ترین نقش DMSO در درماتولوژی این است که می‌­تواند به عنوان وسیله­‌ای برای بهبود نفوذ از طریق پوست در ترکیب با سایر مواد عمل کند. DMSO باعث انتشار مواد از طریق لایه­‌ی شاخی، رسوب در درم و انتقال به عروق خونی می­‌شود.

شکل 4- کاربرد DMSO در دارو رسانی به لایه‌­های پوستی

• درمان سیستم اسکلتی عضلانی

محبوب‌ترین شکل استفاده از DMSO در درمان بیماری‌های سیستم اسکلتی عضلانی، ژل‌های مبتنی بر دی متیل سولفید است. چنین داروهایی برای تسکین درد در درمان آرتریت روماتوئید، اسپوندیلیت انکیلوزان، آرتروز تغییر شکل‌دهنده، آرتروپاتی، رادیکولیت، کبودی، آسیب رباط‌ها و نفوذ تروماتیک استفاده می‌شود. بنابراین، چنین ژل‌ها به دلیل هم‌افزایی اثرات ضد­التهاب و ضد درد، تسریع در نتیجه را ممکن می‌سازند. ژل حاوی DMSO، دکسپانتنول و هپارین، در آلمان و شرق اروپا (با نام تجاری دولوبن) برای استفاده موضعی در رگ به رگ شدن، تاندونیت و التهاب موضعی فروخته می‌شود.

شکل 5-ژل تجاری دولوبن حاوی DMSO

• اورولوژی

DMSO بیش از 40 سال است که به طور موثر در درمان بیماری‌های التهابی مثانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. DMSO علاوه بر عملکرد حلال بودن برای طیف وسیعی از داروها، با اثرات ضد درد، ضد­باکتری و همچنین افزایش نفوذپذیری مثانه نسبت به داروها قادر به کاهش التهاب است.

• استفاده‌ی صنعتی

به عنوان حلال واکنش در ساخت انواع پلیمرها، پردازش عملیات مانند ریخته‌گری غشاهای پلیمری و الیاف مصنوعی و طیف‌سنجی NMR استفاده می‌شود. علاوه بر موارد فوق،DMSO در حال استفاده‌ی بیشتر در فرآیندهای تولید برای تولید دستگاه‌های میکروالکترونیکی، فوتورزیست‌ها و بسته‌بندی­های پیشرفته (مانند بسته بندی در سطح ویفر / الگوی برآمدگی لحیم کاری) است. DMSO یک پاک‌کننده­ی موثر رنگ نیز هست و از بسیاری دیگر از پاک‌کننده‌ها مانند نیترومتان و دی‌کلرومتان ایمن‌تر است.

• کرایوبیولوژی

DMSO به عنوان محافظ سرما استفاده می‌شود و هنوز هم جزء مهمی از مخلوط‌های انجمادی محافظتی است که برای حفظ اندام‌ها، بافت‌ها و سوسپانسیون‌های سلولی استفاده می‌شود. بدون آن، تا 90 درصد سلول‌های یخ‌زده غیرفعال می‌شوند. این امر به ویژه در انجماد و نگهداری طولانی مدت سلول‌های بنیادی جنینی و سلول‌های بنیادی خون‌ساز بسیار مهم است.

شکل 6- استفاده از DMSO در فرآیند انجماد سلولی

• دامپزشکی

DMSO معمولاً در دامپزشکی به عنوان روغن مالشی برای اسب، به تنهایی یا در ترکیب با سایر مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالت دوم، اغلب عملکرد مورد نظر DMSO به عنوان حلال، حمل سایر مواد بر روی پوست است. همچنین در اسب‌ها، DMSO به صورت داخل وریدی برای درمان افزایش فشار داخل جمجمه و یا تورم مغزی در اسب استفاده می‌شود.

شکل 7- محلول داخل وریدی جهت کاهش فشار مغز در اسب‌ها

• واکنش زنجیره‌ایی پلیمراز (PCR)

در (PCR) برای مهار ساختارهای ثانویه‌­ی DNA استفاده می‌شود. قبل از واکنش به مخلوط PCR اضافه می‌شود که با خود­تکمیل‌کننده‌ی DNA ­تداخل داده و واکنش‌های مداخله‌کننده را به حداقل می‌رساند. علاوه بر این، در PCR برای پلاسمیدهای فوق‌پیچ‌خورده یا الگوهای DNA با محتوای GC بالا برای کاهش پایداری حرارتی آغازگر واکنش قابل استفاده است.

شکل 8- تاثیرگذاری DMSO در بهبود فرآیند PCR

ایمنی استفاده

داده های گسترده در مورد سمیت و عوارض جانبی DMSO، نشانگر آن است که این دارو هیچ‌­گونه سمیت ژنتیکی، سرطان­‌زایی و جهش را نشان نمی­‌دهد. همین موجب می‌گردد که به عنوان حلال در آزمایش­‌های مرتبط با مطالعه­‌ی جهش‌­زایی و محافظ سرما برای اسپرم مورد استفاده قرار گیرد. در برخی موارد، گزارش شده‌­است که استفاده­‌ی موضعی از آن بر روی پوست، ممکن است منجر به واکنش­‌های موضعی مانند خارش، قرمزی، سوزش و خشکی پوست شود.

این واکنش­‌ها معمولاً جزئی هستند و نیازی به قطع دارو و درمان اضافی ندارند. مطالعات مربوط به تأثیر موضعی دارو بر روی چشم، علائم سمیت را نشان نداد. در بدن، DMSO به دی متیل سولفون و دی متیل سولفید متابولیزه شده که از طریق ریه‌­ها دفع می­‌شود. این فرایند، بوی سیر را به تنفس می­‌دهد و هیچ­گونه عوارض جانبی دیگری ندارد.