Süperkritik impregnasyon yöntemiyle ilaç yüklü polimer kompozit taneciklerin hazırlanması
Preparation of drug loaded polymer composite particles by supercritical impregnation method
Yazar: KEVSER SEVİM
Danışman: PROF. DR. SALİH DİNÇER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Süperkritik akışkanlar = Supercritical fluids

Özet:
Son yıllarda ilaç tedavisinde kullanılan sistemler gün geçtikçe artan beklentilere cevap verememekte ve tedavi performansını artırmaya yönelik yeni gelişmelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu alandaki çalışmalar, ilaç taşıyıcı tanecikli sistemlerin geliştirilmesi alanında yoğunlaşmıştır. Bunların en yaygın ve tipik örnekleri ilaç yüklü polimer taneciklerdir. İlaç-polimer kompozit tanecikleri, özellikle kontrollü salım sistemlerinde kullanılmakta olup alışılagelmiş ilaç şekillerinin ortaya çıkardığı bazı sorunları çözmek ve yetersizliklerin giderilmesi amacıyla yapılan araştırmaların ürünüdür.Yapılan bu yüksek lisans çalışmasında, ibuprofen ilaç hammaddesi (IB), polivinil pirolidon (PVP), hidroksipropil metilselüloz (HPMC) ve betasiklodekstrin ( ? cD) polimerleri kullanılarak süperkritik CO2 (scCO2) ortamında ilacın polimere yüklenmesiyle ilaç+polimer kompozit taneciklerinin hazırlanması işlemi gerçekleştirilmiştir. Taneciklerin hazırlanması için etkili, kolay uygulanabilir ve çevre dostu bir yöntem olan süperkritik akışkan impregnasyon yöntemi (SSI) kullanılmıştır. Bu yöntemde, sıcaklık ve basıncın ayarlanmasıyla süperkritik değerlerinin üzerine çıkarılmış olan CO2'nin ibuprofeni çözmesinden ve aynı zamanda polimer matriksine nüfuz ederek zincirleri arasındaki boşlukları arttırıp polimeri şişirmesinden faydalanılır. Sıcaklık ve basıncının kontrollü bir şekilde düşürülmesiyle scCO2'in şişirdiği polimer eski haline dönerken içerisinde çözdüğü ibuprofen polimer içerisinde hapsedilmiştir. Bu şekilde ilaç+polimer kompozit tanecikleri hazırlanmıştır.İlacın polimere yüklenmesinde basınç, sıcaklık, impregnasyon süresi ve ilaç/polimer oranı gibi proses parametreleri etkili olabilmektedir. Yapılan deneylerde, sıcaklık değerleri 40-60 oC arasında; basınç değerleri 100-200 bar arasında, ilaç/polimer oranı 1/1, 1/2, 1/3, 1/4 oranlarında tutulmak suretiyle 1-6 saat impregnasyon süresince deneyler gerçekleştirilmiş ve bu parametrelerin tanecik büyüklüğü ve dağılımı, tanecik morfolojisi, ilaç yüklemesi gibi özelliklerle arasındaki ilişki çeşitli analitik cihazlar kullanılarak belirlenmiş ve uygun özelliklerde tanecikler elde etmek için uygun proses koşulları araştırılmıştır. Deneyler ve analizler sonucunda, ilacın bozunma sıcaklığının altında yapılan çalışmalarda, artan sıcaklığın, basıncın, impregnasyon süresinin ve ilaç/polimer oranının her birinin ilaç yüklemesini artırdığı gözlenmiştir. Bu parametreler içerisinde yüklemeyi en fazla etkileyen parametrenin ilaç/polimer oranı olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In recent years, the drug treatment systems are getting inadequate in increasing demands and new developments that improve drug performance are needed. The studies in this field are focused on developing drug carrier particle systems. The most common and typical examples of this field are drug loaded polymer particles. Drug?polymer composite particles, primarily used in controlled drug release systems, are consequence of solving some conventional problems and overcoming inadequacies in this field.In this master thesis, drug-polymer composite particles are prepared in presence of supercritical carbondioxide (scCO2) by using ibuprofen (IB), a drug staple, and polyvinyl pyrrolidone (PVP), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) and beta cyclodextrin (ßcD) polymers. Supercritical Solvent Impregnation (SSI) method, an effective, easily performed and environmentally method, is used to prepare particles. In this method, supercritical values are exceeded by adjusting temperature and pressure. After reaching supercritical conditions, CO2 dissolves ibuprofen, penetrates into the polymer, increases the cavities in the polymer matrix, and the polymer swells. By controlled decreasing of temperature and pressure, the swelling polymer contracts into initial volume and the dissolved ibuprofen is detained in the polymer. Drug+polymer composite particles are prepared according to this procedure.Pressure, temperature, impregnation time and drug/polymer ratio are the parameters affecting the loading of drug into the polymer. In the experiments, different conditions of temperature, between 40-50 oC, pressure, 100-200 bar, drug polymer ratio, 1/1, 1/2, 1/3, 1/4 and impregnation time, 1-6 hours, were tested to determine the effects of these parametres on the particle size-dispersion, morphology, drug loading species by using different analytical techniques, and then optimum process conditions were investigated to obtain good grain particles. As a result of experiments and analysis, under the conditions of degradation temperature of drug, each of the increasing temperature, pressure, impregnation time and drug/polymer ratio, increases the drug loading. It is concluded that, the drug/polymer ratio is the most effective parameter that influences the drug loading.