Düşük molekül ağırlıklı heparinin oral verilmesi amacıyla nano taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve etkinliğinin değerlendirilmesi
Development and evaluation of activity of nano-delivery systems containing low molecular weight heparin for oral administration
Yazar: GAMZE RÜZGAR ÖZEMRE
Danışman: PROF. DR. FÜSUN ACARTÜRK
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Elektro çekim yöntemi = Electro attraction method ; Enoksaparin = Enoksaparin ; Farmasötik teknoloji = Technology-pharmaceutical ; Farmasötik yardımcı maddeler = Pharmaceutic aids ; Heparin = Heparin ; Kitosan = Chitosan ; Nanolif = Nanofiber ; Nanotaşıyıcılar = Nanocomponents ; İlaç formülleri = Formularies ; İlaç üretimi = Drug production

Özet:
Bu tezin amacı; enoksaparinin (düşük molekül ağırlıklı heparin) oral biyoyararlanımını arttırmak amacıyla nanosistemlerinin geliştirilmesi ve etkinliğinin değerlendirilmesidir. Bu hedef doğrultusunda ara tabakasında enoksaparin içeren üç tabakalı nanolifler (NF), enoksaparin yüklü nanopartiküller (NP), hazırlanan nanopartiküllerin yüklendiği üç tabakalı nanolifler (NP/NF ikili sistemi) hazırlanmıştır. Nanoliflerin hazırlanmasında, elektro-çekim işlemi için kritik parametreler (polimer çözeltisinin viskozite, iletkenlik ve yüzey gerilimi) ölçülmüştür ve işlem koşulları (akış hızı, voltaj vb.) optimize edilmiştir. Nanopartiküllerin hazırlanmasında iyonik jelasyon yöntemi kullanılmıştır, formülasyon içeriğinin (polimer konsantrasyonu, polimer:etkin madde a/a oranı vb.) ve işlem parametrelerinin (karıştırma hızı, süresi, vb) belirlenmesi için çalışmalar yapılmıştır. Nanoliflerin alt ve üst tabakasında pH'ya bağımlı çözünen Eudragit S100 kullanılmıştır. Nanoliflerin üç tabakasının da alınan SEM görüntüleri sonucunda liflerin yüzeyleri pürüzsüz ve lif çapları 300-500 nm arasında bulunmuştur. Nanoliflerin, temas açıları 100º'den yüksek, poroziteleri ise %50'den yüksek bulunmuştur. Enoksaparin miktarı liflerde 390-400 μg/cm2 arasındadır. İn vitro salım çalışması sonucunda lif formülasyonları, nanopartikül formülasyonuna göre etkin madde salımını geciktirmiştir, ancak tavşan barsak dokusundan geçiş çalışması sonucunda permeasyon özellikleri benzer bulunmuştur (p>0,05). MTT çalışmaları sonucunda 75 μg/ml enoksaparin dozunun Caco-2 çalışmaları için güvenle kullanılabileceği belirlenmiştir. Caco-2 geçiş çalışmaları sonucunda formülasyonların permeasyonları benzer bulunmuştur (p>0,05). Stabilite çalışmalarında 12 aylık süre sonucunda bütün koşullarda (4ºC/ortam nemi, 25ºC/%60 bağıl nem ve 40ºC/%75 bağıl nem) lif çaplarında önemli bir değişim olmazken, etkin madde salımında ve etkin madde miktarında değişim gözlenmiştir. İn vivo çalışmalar sonucunda en yüksek pıhtılaşma sürelerine oral uygulanan NP ve NP/NF formülasyonları ile (52,7 ve 42,8 sn) ulaşılmıştır. Parenteral yoldan kullanılan enoksaparinin alternatif olarak hasta uyuncu ve uygulama kolaylığı açısından oral yoldan verilebilmesi için umut vaat eden sonuçlara ulaşılmıştır.

Abstract:
The purpose of this thesis was the development and evaluation of nanodelivery systems to increase the oral bioavailability of enoxaparin (low molecular weight heparin). In line with this goal, three nanosystems were prepared such as, three-layered nanofibers (NF), enoxaparin loaded nanoparticles (NP), three-layered nanofibers prepared by loading nanoparticles (NP/NF). In the preparation of nanofibers, the critical parameters (viscosity, conductivity and surface tension of the polymer solution) for the electrospinning process, were measured and the process parameters (flow rate, voltage, etc.) were optimized. Nanoparticles were prepared by ionic gelation method, to determine the formulation content (polymer concentration, polymer: active substance w/w ratio etc.) and process parameters (mixing speed, duration, etc.), studies were carried out. Eudragit S100 was used in the lower and upper layers of the nanofibers which is a pH dependent polymer. As a result of the SEM images of nanofibers, the surfaces of the fibers were found to be smooth and the fiber diameters were between 300-500 nm. The contact angles of nanofibers were found to be higher than 100º and their porosity higher than 50%. The amount of enoxaparin was between 390-400 μg/cm2 in the fibers. As a result of the in vitro release study, nanofibers delayed the drug release compared to the nanoparticles, but similar permeation properties was found as a result of the permeation study through the rabbit intestinal tissue (p> 0,05). As a result of MTT studies, the safest dose that can be used for Caco-2 permeability studies was 75 µg/mL. A a result of Caco-2 studies no significant difference was found between the permeations of the formulations (p> 0,05). In the stability studies, at the end of 12-month period, there was no significant change in fiber diameters in all conditions (4ºC/ambient humidity, 25ºC / 60% relative humidity and 40ºC / 75% relative humidity), while the drug release and the amount of drug did change. As a result of in vivo studies, the highest coagulation times were reached with oral administered NP and NP/NF formulations (52,7 and 42,8 seconds). Promising results have been achieved for oral administration of enoxaparin as an alternative route to parenteral in terms of patient compliance and ease of administration.