Manyetik alana duyarlı hidrojellerin sentezlenmesi ve ilaç salım davranışlarının incelenmesi
Synthesis of magnetic field sensitive hydrogels and investigation of drug release behaviors
Yazar: TUĞÇE VANLI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHANGİR BOZTEPE
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Hidrojeller = Hydrogels ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release ; Manyetik alanlar = Magnetic fields ; İndüksiyon = Induction

Özet:
Tez çalışması kapsamında, yapısında farklı miktarlarda indirgenmiş grafen oksit (rGO) içeren manyetik alana duyarlı poli (NIPAAm-ko-VSA)-rGO/Fe3O4 IPN hidrojel kompozitleri (Ferrojelleri) sentezlenmiştir. Bunun için önce sıcaklığa bağlı olarak büzülebilen poli (NIPAAm-ko-VSA)-rGO IPN hidrojelleri sentezlenmiştir. Daha sonra, hidrojellerin alternatif manyetik alan (AMF) altında ısınma davranışı gösterebilmesi için Fe2+/3+ iyonlarının emdirilip yerinde indirgeme metodu ile Fe3O4 nanopartkülleri içeren ferrojeller sentezlenmiştir.
Sentezlenen rGO' nun yapısal karakterizasyonu XRD, EDX ve haritalama 'Mapping' analiz teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Poli (NIPAAm-ko-VSA)-rGO/Fe3O4 ferrojellerin yapısal karakterizasyonları FT-IR, XRD, SEM, EDX, haritalama ve VSM analiz teknikleri kullanılarak yapılmıştır.
Sentezlenen ferrojellere doksorubisin (DOX) ilacı çözeltide emdirme metodu ile tutturulmuş ve bunların 1.37, 1.64 ve 1.91 militesla (mT) şiddetlerdeki manyetik alanlar altında zamanla ısınma ve ilaç salım davranışları incelenmiştir. Bunun için ilaç yüklenme kapasiteleri Qkap, herhangi bir zamanda kuru polimer kütlesi başına salınan ilaç miktarı qt (mg DOX/ g polimer), dengede ilaç salım miktarı qd, ilaç salım hızı qv (mg DOX /dk.) ve dengede yüzde ilaç salım değeri Qd karakteristikleri hesaplanmıştır.
Ferrojellerin kullanılmasıyla yapılan tüm ilaç salım çalışmaları, sentezlenen manyetik alan ve sıcaklığa duyarlı ferrojellerin, AMF altında ilaç salım davranışlarının, yapıda bulunan rGO ve dolayısıyla Fe3O4 miktarı ile doğrudan ilişkili olduğu saptanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Ferrojeller, Manyetik alanda duyarlı hidrojeller, Kontrollü ilaç salımı, İndüksiyon ısıtma

Abstract:
Within the scope of the thesis, magnetic field responsive poly (NIPAAm-co-VSA)-rGO/Fe3O4 IPN hydrogel composites (Ferrogels) containing different amounts of reduced graphene oxide (rGO) in its structure were synthesized. For this, firstly, poly (NIPAAm-co-VSA)-rGO IPN hydrogels which can be deswelling depending on temperature were synthesized. Then, ferrogels containing Fe3O4 nanoparticles were synthesized by the in situ reduction method by impregnating Fe2+/3+ ions in order for the hydrogels to show heating behavior under an alternating magnetic field (AMF).
Structural characterizations of synthesized rGO were performed using XRD, EDX and mapping analysis techniques. Structural characterizations of poly (NIPAAm-co-VSA)-rGO/Fe3O4 ferrogels were performed using FT-IR, XRD, SEM, EDX, mapping and VSM analysis techniques.
Doxorubicin (DOX) drug was loaded to the synthesized ferrogels by solution impregnation method and their heating and drug release behavior over time under magnetic fields of 1.37, 1.64 and 1.91 millitesla (mT) intensities were investigated. For this, drug loading capacities Qkap, amount of drug released per mass of dry polymer at any time qt (mg DOX/g polymer), amount of drug release at equilibrium qd, rate of drug release qv (mg DOX / min) and percent of drug release at equilibrium Qd characteristics were calculated.
In all drug release studies using ferrogels, it has been determined that the drug release behavior of synthesized magnetic field and temperature responsive ferrogels under AMF is directly related to the amount of rGO and thus Fe3O4 in the structure.
Keywords: Ferrogels, Magnetic field responsive hydrogels, Controlled drug release, Induction heating