Μικροενθυλάκωση Δυσδιάλυτων Δραστικών Ουσιών σε Τροποποιημένη με Ακρυλικές Ομάδες Χιτοζάνη, για Βελτιστοποίηση Αποδέσμευσης
Creators: name: Αϊναλή, Νίνα Μαρία Στυλιανού
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Τροποποιημένη χιτοζάνη
Εισπνεόμενη χορήγηση φαρμάκου
Βελτιστοποιημένη αποδέσμευση
Modified chitosan
Inhaled drug delivery
Release optimization

description: Η χιτοζάνη είναι ένας ψευδοφυσικός πολυμερικός φορέας ο οποίος έχει μελετηθεί εκτεταμένα στα συστήματα χορήγησης φαρμακευτικών ουσιών, κυρίως λόγω της βιοσυμβατότητας του καθώς και της καθοριστικής συμβολής του στην αμορφοποίηση ιδιαίτερα κρυσταλλικών δραστικών ουσιών. Εξαιτίας της χαμηλής υδατοδιαλυτότητάς της σε όλο το εύρος τιμών pH, συχνά λαμβάνουν χώρα χημικές τροποποιήσεις στο μόριο της, με απώτερο στόχο τη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων της. Η Χρόνια Αναπνευστική Πνευμονοπάθεια (ΧΑΠ) αποτελεί μια από τις συχνότερα εμφανιζόμενες ασθένειες που προσβάλλει το αναπνευστικό σύστημα, και χαρακτηρίζεται από μειωμένη ροή αέρα στους αεραγωγούς των πνευμόνων. Για την θεραπεία της ΧΑΠ προτείνεται η χορήγηση είτε κορτικοστεροειδών όπως η φλουτικαζόνη, είτε αγωνιστών β2-αδρενοϋποδοχέων όπως η σαλμετερόλη, καθώς και η συγχορήγηση αυτών με στόχο την πρόσβαση στην αντιμετώπιση της νόσου από διαφορετικές διόδους. Ωστόσο, τόσο η φλουτικαζόνη όσο και η σαλμετερόλη υφίστανται ως υδρόφοβες ενώσεις, που εμφανίζουν χαμηλή βιοδιαθεσιμότητα κατά τη χορήγηση τους. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας, πραγματοποιήθηκε χημική τροποποίηση της χιτοζάνης, με ακρυλικό οξύ και 2-υδροξυαιθυλο ακρυλικό εστέρα, καθώς και ενθυλάκωση των δραστικών ουσιών σαλμετερόλη και φλουτικαζόνη σε μικροσωματίδια των παραπάνω τροποποιημένων παραγώγων, με τη μέθοδο της ιοντικής πηκτωματοποίησης με στόχο τη βελτίωση της βιοδιαθεσιμότητάς τους. Η επιτυχής τροποποίηση στο μόριο της χιτοζάνης έλαβε χώρα με NMR και FTIR, ενώ πρόσθετα μελετήθηκαν η ικανότητα διόγκωσης και η διαλυτότητα τους. Οι αλληλεπιδράσεις των δραστικών με την πολυμερική μήτρα μελετήθηκαν με FTIR, ενώ η κρυσταλλική κατάσταση των σκευασμάτων εξετάστηκε μέσω κρυσταλλογραφημάτων ακτίνων-X. Τα θερμικά χαρακτηριστικά των μικροσωματιδίων μελετήθηκαν μέσω DSC και TGA, ενώ αυτά χαρακτηρίσθηκαν ως προς το μέγεθος τους μέσω της τεχνικής DLS και απεικονίσθηκαν μέσω μικροφωτογραφιών SEM. Τέλος εξετάσθηκε η in vitro απελευθέρωση των φαρμάκων από το εσωτερικό των σκευασμάτων. Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματα της εργασίας υποδηλώνουν την επιτυχή παρασκευή τροποποιημένων παραγώγων χιτοζάνης, μικροσωματιδίων καθώς και την ενθυλάκωση στο εσωτερικό τους των δραστικών ουσιών. Ο εγκλεισμός σε κάθε περίπτωση επέφερε μείωση της κρυσταλλικότητας των δραστικών, οδηγώντας με αυτόν τον τρόπο σε αύξηση της απελευθέρωσής της κατά την in vitro αποδέσμευση
description: Chitosan is a pseudophysical polymeric carrier that has been extensively studied in drug delivery systems, mainly because of its biocompatibility as well as its crucial contribution to the amorphization of highly crystalline active substances. Due to its low water solubility throughout the pH range, chemical modifications often occur to its molecule, with the ultimate goal of optimizing its properties. Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is one of the most frequently occurring diseases affecting the respiratory system, characterized by reduced airflow to the airways of the lungs. For the treatment of COPD, it is recommended to administer either corticosteroids, such as fluticasone, or β2-adrenoceptor agonists, such as salmeterol; combination of them can access the treatment of the disease by different routes. However, both fluticasone and salmeterol exist as hydrophobic compounds, which exhibit low bioavailability upon administration. In the context of this thesis, chemical modification of chitosan with acrylic acid and 2-hydroxyethyl acrylate was performed, as well as encapsulation of the active substances salmeterol and fluticasone in microparticles of the above modified derivatives, by the ionic gelation technique. The success of the modification of the chitosan’s molecule was evaluated by NMR and FTIR, while their swelling ability and solubility were additionally studied. The interactions of the polymer matrices-drug were studied with FTIR, while the crystalline state of the samples was examined by X-ray crystallographs. The thermal characteristics of the microparticles were studied by DSC and TGA, and their size and shape were determined by DLS and SEM micrographs. Finally, the in vitro release of drugs from the interior of the formulations was examined. In conclusion, the results of the work indicate the successful manufacture of modified chitosan derivatives and their microparticles, as well as the encapsulation of the active substances in their interior. The inclusion, in each case, reduced the crystallinity of the drugs, thereby increasing its release upon in vitro release