Lizozim içeren mikropartiküllerin inhalasyon formülasyonlarının hazırlanması ve değerlendirilmesi
Microparticles containing lysozymeinhalation formulationspreparation and evaluation
Yazar: NİLHAN ERDİNÇ
Danışman: DOÇ. DR. BURCU DEVRİM GÖKBERK
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı / Farmasötik Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akciğer = Lung ; Kistik fibroz = Cystic fibrosis ; Mikroparçacıklar = Microparticles ; Muramidases = Muramidases ; İlaç değerlendirme = Drug evaluation ; İlaç formülleri = Formularies ; İlaç hedefleme = Drug targeting ; İlaç veriş-inhalasyon = Administration-inhalation ; İlaç üretimi = Drug production ; İlaçlar = Drugs

Özet:
Lizozim İçeren Mikropartiküllerin İnhalasyon Formülasyonlarının Hazırlanması ve 
Değerlendirilmesi 
Kistik fibrozis (KF) kalıtsal bir hastalıktır. KF'e neden olan genetik değişiklik nedeni 
ile KF'li hastalarda vücuttaki bütün salgılar susuz, koyulaşmış ve yoğun kıvamda olup akışkan 
özelliği kaybolmuştur. Bu nedenle; akciğer, karaciğer, pankreas ve bağırsaklar gibi organların 
kanallarında salgılar birikerek tıkanmaya, enfeksiyonlara ve hasara neden olmaktadır. KF'li 
bireylerin akciğerlerinde erken yaşlarda en sık stafilokok (Staphylococcus aures) ve 
Haemophilus influenzae, ilerleyen yaşlarda ise psödomonas (Pseudomonas aeruginosa) ile 
enfeksiyonlar gelişmektedir. Başta psödomonas ve stafilokoklar olmak üzere 
mikroorganizmaların solunum yollarına yerleşmesi bu mikroorganizmaların kronik 
kolonizasyonuna neden olmaktadır. Akciğerlerde başlangıçtaki mukoid olmayan tiplerle 
geçici psödomonas kolonizasyonunun yerini, tedavi edilmeyen bireylerde daha sonra aljinat 
örtüsü ile kaplı mukoid koloniler ile kalıcı, kronik psödomonas kolonizasyonu almaktadır. 
Kronik psödomonas enfeksiyonlarında, mikroorganizmaların solunum sisteminden tam olarak 
temizlenmesi mümkün olmaz. Bu nedenle KF'li bireylerde psödomonasın solunum yollarında 
ilk kez saptandığı erken dönemde, mukoid kolonilere dönmeden uzun süreli antibiyotik 
tedavisi ile yok edilmesi çok önemlidir. Bununla birlikte, uzun süreli antibiyotik kullanımına 
bağlı olarak pek çok mikroorganizmada artan bir antibiyotik direnç sorunu ile 
karşılaşılmaktadır. Klasik antibiyotiklere karşı direnç gelişimindeki artış, enfeksiyöz 
patojenlere karşı etkili yeni antimikrobiyal ajanların geliştirilmesi gerekliliğini gündeme 
getirmiştir. Bağışıklık sisteminin temel bileşenleri olan antimikrobiyal peptitler ve proteinler 
antibiyotiklere alternatif olarak düşünülmektedir.
Bu çalışmanın amacı, inhalasyon yolu ile uygulanmak üzere KF'deki enfeksiyon 
etkenlerine karşı etkili lizozim içeren mikropartiküler sistemler geliştirmek ve 
değerlendirmektir. Antimikrobiyal etkili bir protein olan lizozim, klasik antibiyotiklere 
alternatif olarak kullanılmıştır. Lizozimin stabilitesini korumak, akciğerlere etkili bir şekilde 
taşınmasını sağlamak ve salım hızını kontrol edebilmek amacıyla biyolojik olarak uyumlu ve 
biyolojik olarak parçalanabilen bir polimer olan polikaprolakton (PCL) kullanılarak 
mikropartikülleri hazırlanmıştır. Lizozim suda çözünen bir protein olduğu için 
mikropartiküllerinin hazırlanmasında su içinde yağ içinde su (s/y/s) tipi emülsiyon çözücü 
buharlaştırma yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan mikropartiküllerde partikül büyüklüğü ve 
dağılımı, morfolojisi, yükleme etkinliği, üretim verimi ve çözünme hızı deneyleri 
gerçekleştirilmiştir. Optimum özelliklere sahip mikropartiküllerin belirlenmesi için 24
full 
faktöriyel deney tasarımı kullanılmıştır. Belirlenen optimum mikropartikül formülasyonunun 
aerodinamik özellikleri değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar lizozim içeren PCL 
mikropartiküllerinin akciğerlerde etkin bir şekilde tutulabileceğini göstermiştir.
Sonuç olarak; KF tedavisinde lizozim içeren PCL mikropartiküllerinin pulmoner veriliş 
için etkin bir dozaj formu olarak değerlendirilebileceği görülmüştür. 
Anahtar Sözcükler: Akciğerlere Hedefleme, İnhalasyon, Kistik Fibrozis, Lizozim, 
Mikropartikül

Abstract:
Preparation and Evaluation of Inhalation Formulations of Lysozyme Containing 
Microparticles
Cystic fibrosis (CF) is an inherited disease. Due to the genetic change that causes CF, 
all secretions in the body are dehydrated, darkened and have a dense consistency, and their 
fluidity is lost in patients with CF. Because; secretions accumulate in the channels of organs 
such as the lungs, liver, pancreas and intestines, causing obstruction, infections and damage. 
In the lungs of individuals with CF, infections with staphylococci (Staphylococcus aures) and 
Haemophilus influenzae most frequently develop in early ages, and with pseudomonas 
(Pseudomonas aeruginosa) in later ages. The settlement of microorganisms, especially 
pseudomonas and staphylococci, in the respiratory tract causes chronic colonization of these 
microorganisms. Initial transient pseudomonas colonization of the lungs with non-mucoid 
types is replaced by persistent, chronic pseudomonas colonization in untreated individuals, 
with later mucoid colonies covered with an alginate mantle. In chronic pseudomonas 
infections, it is not possible to completely clear the microorganisms from the respiratory 
system. Therefore, in the early period when pseudomonas is detected in the respiratory tract 
for the first time in individuals with CF, it is very important to eradicate it with long-term 
antibiotic therapy before it returns to mucoid colonies. However, an increasing problem of 
antibiotic resistance is encountered in many microorganisms due to long-term use of 
antibiotics. The increase in the development of resistance against classical antibiotics has 
brought up the necessity of developing new antimicrobial agents effective against infectious 
pathogens. Antimicrobial peptides and proteins, which are essential components of the 
immune system, are considered as alternatives to antibiotics.
The aim of this study is to develop and evaluate microparticular systems containing 
lysozyme effective against infectious agents in CF for inhalation administration. Lysozyme, 
an antimicrobial effective protein, has been used as an alternative to classical antibiotics.
Microparticles of lysozyme were prepared using polycaprolactone (PCL), a biocompatible and 
biodegradable polymer, in order to maintain the stability of the lysozyme, ensure its efficient 
transport to the lungs and control the release rate. Since lysozyme is a water-soluble protein, 
water-in-oil (w/y/s) type emulsion solvent evaporation method was used in the preparation of 
its microparticles. Particle size and distribution, morphology, loading efficiency, production 
efficiency and dissolution rate experiments were carried out in the prepared microparticles. 2
4
full factorial experimental designs were used to determine microparticles with optimum 
properties. The aerodynamic properties of the determined optimum microparticle formulation 
were evaluated. The results showed that PCL microparticles containing lysozyme can be 
effectively retained in the lungs.
As a result; It has been observed that PCL microparticles containing lysozyme can be 
evaluated as an effective dosage form for pulmonary administration in the treatment of CF.
Keywords: Cystic Fibrosis, Inhalation, Lysozyme, Microparticle, Targeting to Lung