Küresel poli(etilen glikol) diakrilat hidrojellerin sentezi, tanımlanması ve ilaç salımında kullanımı
The synthesis and characterization of spherical poly(ethylene glycol) diacrylate hydrogels and using in controlled drug release
Yazar: NİLÜFER DEMİR
Danışman: PROF. DR. FATMA AYHAN
Muğla Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sunulan çalışma kapsamında; PEG-DA bazlı küresel hidrojellerin sentezlenmiş, elde edilen küresel hidrojeller karakterize edilmiş, bu hidrojellerin dinamik şişme davranışları tespit edilmiş ve kontrollü ilaç salım sistemlerinde kullanımları incelenmiştir.Çalışmanın ilk bölümünde, fotobaşlatıcı kullanılarak serbest-radikal fotopolimerizasyon yöntemi ile PEG-DA esaslı hidrojellerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada yüksek biyouyumluluğu nedeniyle polietilenglikol diakrilat (PEG-DA) makromer olarak kullanılmış, etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) ve 2,2-dimetoksi-2-fenilasetofenon (DMPA) sırası ile çapraz bağlayıcı ve fotobaşlatıcı olarak kullanılmıştır. Önceden belirlenmiş farklı bileşimlere sahip çözeltiler, ticari sıvı yağı içerisine pipet ile damlatılmak suretiyle aşağıya çökene kadar olan süre içinde 20 mW/cm2 `lik 365 nm UV ışığıyla yatay şekilde etkileştirilmiştir. Daha sonra bileşen miktarlarının etkisini gözlemek için çapraz bağlayıcı oranı sabit tutularak makromer oranı ağırlıkça % 30 ve 50, fotobaşlatıcı oranı yine ağırlıkça % 0,5 ve 1,0 olarak değiştirilmiştir. Elde edilen en yüksek şişme değeri % 160,46 olarak bulunmuş ve bu sonuç ağırlıkça % 30 PEG-DA ve % 1 DMPA içeren pH 7,4 tamponunda 1000 µm boyutundaki küresel hidrojellerde görülmüştür.Çalışmanın ikinci bölümünde elde edilen hidrojellerin tanımlanması disk şeklinde hazırlanan hidrojellerin ATR-FTIR (Azaltılmış Toplam Yansıma-Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektrofotometre) spektrumları ile yapılmıştır. PEG-DA'nın karakteristik piki ATR-FTIR spektrumlarında görülmüştür.Küresel hidrojellerin dinamik şişme davranışlarını belirlemek için şişme deneyleri iyonik gücü tuz ile ayarlanmış pH 7,4 ve pH 2 tampon çözeltilerinde 37ºC sabit sıcaklık ve çalkalama hızında gerçekleştirilmiştir. Makromer oranının artmasıyla hidrojellerin şişme derecesinin azaldığı tespit edilirken, en yüksek şişme derecesi, %30 PEG-DA içeren ve 1000 µm çaplı hidrojellerde olduğu görülmüştür.Çalışmanın son bölümünde ise ilaç yüklü hidrojellerin sentezi ve ilaç salım deneyleri yapılmıştır. Ağırlığı ve yüklenen ilaç miktarları bilinen kuru hidrojellerin, pH 7,4 ile pH 2 tampon çözeltilerinde ve 37ºC'de sabit sıcaklıkta ve 100 vuruş/dk çalkalama hızında ilaç salım deneyleri gerçekleştirilmiştir. Her bir hidrojel grubu için salınan ilaç miktarının zamana bağlı olarak değişim grafiklerinden en yüksek ilaç salım değeri % 30 PEG-DA hidrojellerde ve 600 µm çaplı küresel hidrojellerde olduğu görülmüştür.

Abstract:
In the scope of the presented work, PEG-DA based spherical hydrogels were synthesized, the obtained spherical hydrogels were characterized, dynamic swelling behaviour of these hydrogels were predicted and usage in controlled drug release systems were investigated.In the first part of the work, synthesis of PEG-DA based spherical hydrogels by free-radical photopolymerization method by using photoinitiator was done. In this stage because of its high biocompatibility, polyethylene glycol diacrylate (PEG-DA) was used as macromer, ethylene glycol dimetacrylate (EGDMA) and 2,2 dimetoxy-2 phenylacetophenon (DMPA) were used as cross-linking agent and photoinitiator, respectively. Solutions with different compositions that were previously determined were pipetted into a commercial liquid oil and exposed to UV light with 20 mW/cm2 intensity at 365 nm until they were settle down. Then, in order to observe the effects of the amounts of the compounds, the ratios of the macromers was tested at 30 and 50 % by weight and photoinitiator ratio was arranged as 0.5 and 1 % by weight while cross-linker ratio was kept constant as 1 % by weight. The obtained highest swelling value was found as 160,46 % and this result was come through in the size of 1000 µm spherical hydrogel containing 30 % PEG-DA and 1% DMPA by weight in pH 7.4 buffer.In the second part of the work, characterizations of hydrogel were performed with ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy) spectrums of hydrogels synthesized in the disc form with the same compositions. The characteristic pike of PEG-DA was observed in the ATR-FTIR spectrums.In order to observe dynamic swelling behaviors of spherical hydrogels the swelling experiments are performed in the buffer solutions with pH 7,4 and pH 2 which ionic strenght was adjusted with salt at 37°C constant temperature and slow stirring ratio. A decrease in swelling ratio of spherical hydrogels was observed with an increase in macromer ratio and the highest swelling degree is observed in 30 % PEG-DA ratio of the hydrogels with 1000 µm diameter.In the last part of the work, synthesis of drug carrying hydrogels and drug release experiments are performed. Then drug release experiments of dry polymer spherical hydrogels with known weight and known drug amount loaded, were performed in pH 7, and pH 2 buffer solutions with ionic strengths, in incubator at 37°C constant temperature with a shaking speed of 100 stroke/min. From the graphics of each hydrogel groups where released drug amount with time were drawn, the highest drug release amount was seen in 30 % PEG-DA and 600 µm diameter spherical hydrogels.