Akciğere hedeflendirilmesi planlanan, klaritromisin içeren nano/mikropartikül ve nanokompozit formülasyonların hazırlanması ve in vitro karakterizasyonu
In vitro characterization of nano/microparticle and nanocomposite formulations containing clarithromycin for pulmonary delivery
Yazar: FIRAT YERLİKAYA
Danışman: DOÇ. DR. BETÜL ARICA YEGİN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Clarithromycin = Clarithromycin ; Mikroküreler = Microspheres ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; PLC = Programmable logic controller ; İlaç formülleri = Formularies ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers ; İlaçlar-araştırma safhasında = Drugs-investigational

Özet:
İlaçların solunum yoluyla uygulanması ve akciğerlere lokal olarak taşınması, azaltılmış sistemik yan etkiler ve ilaç etki bölgesinde daha yüksek dozda ilaç elde edilmesi nedeni ile akciğer hastalıkları için ümit vermektedir. Mikroküreler ve nanopartiküller partikül büyüklüklerinin bir fonksiyonu olarak belirli organ veya dokulara hedeflendirilebilirler. Bununla beraber nanopartiküllerin, ilaç etki bölgesine ulaştıktan sonra kontrollü salım özellikleri gösterebilecek boyutlarda olmasına karşın, kütle ortanca aerodinamik çapları akciğerin dip kısımlarına (alveollere) ulaşabilmeleri için uygun değildir. Mikroküreler ise akciğere solunum yoluyla uygulanmak için gerekli kütle ortanca aerodinamik çapına sahip olmalarına rağmen nanopartiküller ile karşılaştırıldığında daha küçük yüzey alanlarından dolayı ilaç etki bölgesinde yeterli salım özellikleri gösterememektedir. Mikroküre ve nanopartiküllerin bu eksikliklerinin üstesinden gelebilmek için son yıllarda inhale edilebilen nanokompozit adı verilen yeni bir ilaç taşıyıcı sistem geliştirilmiştir. Nanokompozitler; püskürterek kurutma yöntemi kullanılarak hazırlanan, nanopartiküllerin uygun bağlayıcı özellikteki yardımcı maddeler ile bağlanarak bir araya getirilmesiyle elde edilen, mikron boyutta ilaç taşıyıcı sistemlerdir. Solunum yoluyla akciğere uygulanmaları sonucu alveollere ulaşırlar. Alveol içi sıvıda yapılarında yer alan bağlayıcı maddenin çözünmesi ile nanopartiküllerin serbestleşmesi sağlanır. Dolayısıyla hem akciğere solunum yoluyla uygulanmak için mikroküreler gibi uygun partikül büyüklüklerine (2-5 µm) hem de alveollere ulaştıktan sonra nanopartiküllere ayrıştıklarından, nanopartiküllerin salım özelliklerine sahiptirler. Bu çalışmada, model ilaç olarak seçilen klaritromisin içeren ve polikaprolakton mikroküre, nanopartikül ve nanokompozitlerinin in vitro değerlendirilmesi amacıyla; mikroküre ve nanopartiküller faktöriyel deney tasarımı kullanılarak Y/S çözücü buharlaştırma yöntemi ile; nanokompozitler ise püskürterek kurutma yöntemi ile hazırlanmıştır. Hazırlanan formülasyonların üretim verimleri, morfolojik özellikleri, partikül büyüklükleri, zeta potansiyelleri, Fourier dönüşümü kızılötesi analizleri, termodinamik özellikleri, etkin madde yükleme etkinlikleri ve salım özellikleri değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmaların sonucunda, hazırlanan mikrokürelerin, nanopartiküllerin ve nanokompozitlerin kabul edilebilir üretim verimlerinde hazırlanabildikleri, küresele yakın şekilde oldukları ve homojen dağıldıkları, uygun partikül büyüklüklerine sahip ve stabil oldukları, etkin madde ve polimerin geçimli olduğu, etkin ilaç yükleme kapasitesine sahip oldukları ve 8 ila 24 saat arasında kontrollü salım gösteren, akciğerde solunum yolu hastalıklarının tedavisinde kullanılabilecek özelliklerde formüle edilebildiği gözlenmiştir.

Abstract:
Administration of drugs by the inhalation route and pulmonary delivery of drugs is promising for the treatment of lung diseases because of decreased side effects and higher concentration of active substances at the site of action. Microspheres and nanoparticles can be targeted to specific organs and tissues as a function of their particle sizes. However, although nanoparticles have the suitable particle sizes for showing controlled release properties after reaching to the drug site of action, their mass median aerodynamic diameter is not suitable to reach to the deeper parts (alveoli) of the lungs. Also, microspheres have the suitable mass median aerodynamic diameter but, because of having a smaller surface area than nanoparticles, they can not exhibit adequate release properties in the drug site of action. To overcome the disadvantages of microspheres and nanoparticles a new drug delivery system, inhalable nanocomposites, are developed recently. Nanocomposites are micron-size drug delivery systems composed of nanoparticles assembled by excipients having suitable binding properties and prepared via spray drying method. Nanocomposites reach to alveoli and the binder dissolves in alveolar fluid and nanocomposites decompose into nanoparticles after they inhaled. Therefore, they both have the suitable particle size (2-5 µm) for inhalation, like microspheres, and release properties of nanoparticles because of decomposing into nanoparticles in alveoli. In this study, for the in vitro assessment of polycaprolactone microspheres, nanoparticles and nanocomposites containing clarithromycin as a model drug, microspheres and nanoparticles are prepared by o/w solvent evaporation method using factorial experimental design and the nanocomposites are prepared by spray drying method. The yield value, morphological properties, particle size and size distribution, zeta potentials, encapsulation efficiencies, FT-IR analysis, thermodynamic properties and release properties of formulations are assessed. As a conclusion, it is observed that microspheres, nanoparticles and nanocomposites can be formulated with acceptable yield values, almost spherical shapes, homogeneous distribution, no interferance between polymer and active substance, stably, having suitable particle sizes and effective encapsulation efficency and exhibiting controlled release between 8 and 24 hours to treat respiratory tract diseases.