Süperkritik akışkan ortamında dijitoksin ve glimepridin tanecik büyüklüğünün incelenmesi
Particle size design of digitoxin and glimepiride in supercritical fluids
Yazar: CEREN ATİLA
Danışman: PROF. DR. AYLA ÇALIMLI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Süperkritik karbon dioksit = Supercritical carbon dioxide ; Tane boyutu = Particle size ; İlaç endüstrisi = Pharmaceutical industry

Özet:
İlaç endüstrisinde, birçok maddenin vücut sıvısı içerisindeki çözünürlüğü düşüktür ve bu nedenle biyouygulanabilirlikleri sınırlanmaktadır. Tanecik büyüklüğü, ilaç etken maddelerinin vücut içerisinde çözünme hızını etkiler. Taneciklerin büyüklüğünün küçültülmesiyle yüzey alanı ve biyouygulanabilirlik artırılmaktadır. Tanecik tasarımında kullanılan klasik yöntemler (kırma, öğütme, püskürterek kurutma, dondurarak kurutma, çözeltiden yeniden kristallendirme) birtakım olumsuz özeliklere sahiptir, bu nedenle süperkritik akışkan uygulamaları geliştirilmektedir. ?RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions)?, süperkritik akışkan ortamında tanecik oluşumunun incelenmesinde uygulanan süreçlerden biridir ve bu süreçte süperkritik çözeltilerin ani genleşmesiyle tanecikler elde edilmektedir.Bu tez kapsamında, ilaç etken maddelerinden dijitoksin (kalp glikoziti) ve glimepridin (antidiyabetik) RESS süreci ile tanecik büyüklüklerine etkiyen işletme parametreleri incelenmiştir.RESS sürecinde dijitoksin tanecik oluşumuna işletme parametrelerinden; püskürtme uzaklığı (3, 5, 7 cm), akış hızı (2.5, 5, 7.5 ml/min) ve öngenleşme sıcaklığının (90, 100, 110 oC) etkisi araştırılmıştır. Yapılan deneylerden yola çıkılarak en küçük tanecik büyüklüğüne ulaşmak için en uygun koşulların belirlenmesi amacıyla yanıt yüzey yöntemi (RSM) uygulanmıştır. RESS ile elde edilen tanecikler DLS, SEM, TEM ve LC-MS ile analizlenmiştir. İşlem görmemiş dijitoksin taneciklerinin büyüklükleri 0.2-8 ?m arasındadır. Tanecikler RESS süreci ile 68-458 nm arasında büyüklüğe küçültülmüş, sayıca en fazla olan taneciklerin 91 nm büyüklüğe sahip olduğu saptanmıştır. Süreç sırasında dijitoksinin yapısında değişiklik olmadığı belirlenmiştir.Glimeprid taneciklerinin oluşumu işletme basıncı 100 bar ve işletme sıcaklığı 45 oC iken farklı püskürtme uzaklıkları (3, 5, 7 cm) için incelenmiştir. Taneciklerin karakterizasyonu DLS ve SEM analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Glimeprid tanecik büyüklüklerinin 0.25-2.5 ?m'den 50-255 nm'ye düştüğü belirlenmiştir.Yapılan çalışmalar dijitoksin ve glimeprid tanecik büyüklüklerinin süperkritik akışkan ortamında RESS süreci ile nano büyüklüklere kadar küçültülebileceğini göstermiştir.

Abstract:
In the pharmaceutical industry the solubilities of many substances in body fluid is low, limiting the bioavailability. Particle size effects solubility rate of pharmaceutical substances in body fluid. By decreasing particle size surface area and bioavailability can be increased. Since conventional techniques (milling, grinding, spray drying, freeze-drying, recrystallization from solution) in particle design have some drawbacks, supercritical fluid applications are being developed. ?RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions) is one of the processes used to investigate particle size in supercritical fluids and in this process the particles are obtained by rapid expansion of supercritical solutions.In the thesis, the process parameters effecting the particle size with RESS for digitoxin (heart glycoside) and glimepiride (antidiabetic) were investigated.The effects of process parameters such as spray distance (3, 5, 7 cm), flow rate (2.5, 5, 7.5 ml/min) and pre-expansion temperature (90, 100, 110 oC) in RESS producing digitoxin particle were studied. The response surface method (RSM) was applied for the aim of determining optimum conditions to form the smallest particle size according to the experiments carried out in this study. The processed particles were analyzed with DLS, SEM, TEM and LC-MS. The size of unprocessed digitoxin particles were in the range 0.2-8 ?m. Particles? size were decreased to 68-458 nm and it is determined that most of the particles were around 91 nm. No change was determined in structure of digitoxin during the process.Production of glimepiride particles at extraction pressure 100 bar and extraction temperature 45 oC was investigated for different spray distance (3, 5, 7 cm). The particle characterizations were carried out by DLS and SEM analysis. The decrement of glimepiride particles from 0.25-2.5 ?m to 50-255 nm was determined.In this study, it is concluded that digitoxin and glimepiride particle size can be decreased to nanoscale in supercritical fluid with RESS process.