Biyobozunur polimerden ilaç taşıyıcı sistemlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve biyoteknolojik uygulamaları
The preparation of drug carrier scaffolds from biodegradable polymers, characterization and biotechnolojical applications
Yazar: GÜLER SAYILI
Danışman: PROF. DR. AYŞE ZEHRA AROĞUZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon kinetiği = Adsorption kinetic ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Bu doktora çalışmasında, biyopolimerlerden yarı içiçe geçmiş ağ yapılı hidrojeller hazırlanarak dekübitus ülserlerinde meydana gelen yaraların tıbbi tedavisine rehberlik etmek amacıyla yara kapatma sistemlerinde kullanılması hedeflenmiştir.
Yeni bir ilaç aktif maddesinin piyasaya çıkıncaya kadar geçen süre tıp alanındaki ilerlemelere kıyasla oldukça uzundur ve araştırmaların getirdiği maliyet çok yüksektir. Bu nedenle yeni bir ilaç yapmak yerine jenerik ilaç tasarımı yoluna gidilmiştir. Benzer şekilde kontrollü salım sistemleri mevcut ilaç aktif maddesini daha etkin hale getirmek amacıyla tasarlanmış sistemlerdir.
Bu çalışmada kullanılan hidrojeller, akrilik asitten kısmen nötralize edilmiş sodyum akrilat, sodyum aljinat (NaAlg) ve polivinilpirolidon (PVP) ile reaksiyon başlatıcısı potasyum persülfat (PPS) ve çapraz bağlayıcı olarak N',N-metilen-bis-akrilamid (MBA) varlığında radikal polimerizasyonu ile hazırlandı. Bu çalışmada silver sülfadiazin (SSD) antimikrobiyal uygulamalar için model ilaç olarak kullanılmıştır. Akrilik asit-ko-sodyum akrilat (AA), (akrilik asit-ko-sodyum akrilat)-g-sodyum aljinat (AA-NaAlg), (akrilik asit-ko-sodyum akrilat)-g-sodyum aljinat-polivinilpirolidon (AA-NaAlg-PVP) ve SSD katılmış hidrojeller hazırlandı.
Hazırlanan örneklerin yapısal karakterizasyonu Fourier Transform Infrared (FTIR) spektroskopi ile, termal karakterizasyonu ise Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) kullanılarak yapıldı. Hidrojellerin yüzey morfolojisi optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskop (SEM) cihazları ile incelendi. Hidrojellerin gerilme, şekil değiştirme ve deformasyon gibi mekanik davranışı şerit ekstensometrisi ile araştırıldı.
Gram-negatif escherichia coli ve gram-pozitif staphylococcus aureusa karşı antibakteriyel aktiviteleri agar disk inhibisyon testi ile analiz edildi. Ayrıca hidrojellerin üzerinde hücrelerin tutunmasını ve büyümesini incelemek için hücre kültürü değerlendirmesi L929 mouse fibroblast kültürü tohumlanarak ölçüldü.
Hidrojeller üzerinde in vitro ilaç salım çalışmaları yapıldı. Hidrojellerin ilaç salım kinetiği sıfırıncı derece, birinci derece, Higuchi ve Korsmeyer-Peppas kinetik modeller kullanarak araştırıldı ve hazırlanan hidrojellerin ilaç salım mekanizması incelendi.
Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, çalışmada hazırlanan hidrojellerin, dekübitus ülserlerinde meydana gelen yaraların tıbbi tedavisinde ve silver sülfadiazin uygulamasında, yara kapatıcı hidrojel olarak potansiyel kullanım özelliğine sahip olduğunu gösterdi.

Abstract:
In this PhD study, superabsorbent hydrogels from semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) were prepared using biodegradable polymers.to guide the medical treatment of wounds occurring in decubitus ulcers for wound closure systems 
The time it takes to launch a new drug and its active substance is considerably longer compared to advances in medicine and the cost of research is very high. Therefore, the generic drug design was preferred, instead of producing a new drug. Similarly, controlled release systems are the systems designed to make more effective the current drug active compounds.
The hydrogels used in this study were prepared by sodium acrylate partially neutralized from acrylic acid, sodium alginate (NaAlg) and polyvinylpyrrolidone (PVP) using radical polymerization in the presence of potassium persulfate (PPS) as initiator and N,N-methylene-bis-acrylamide (MBA) as crosslinker. In this work silver sulfadiazine is used as a model drug for antimicrobial applications. Acrylic acid-co-sodium acrylate (AA), (acrylic acid-co-sodium acrylate)-g-sodium alginate (AA-NaAlg), AA-NaAlg-PVP (acrylic acid-co-sodium acrylate)-g-sodium alginate-polyvinylpyrrolidone and SSD-added hydrogels were prepared. 

The structural and thermal characterization of the hydrogels was performed by using Fourier Transform Infrared (FTIR) and Differential scaning calorimeter (DSC), respectively. The surface morphology of the hydrogels was examined by optic microscope, scaning electron microscope (SEM). The mechanical behavior as stress, strain and deformation of the hydrogels was investigated by strip extensometry.
Antibacterial activities against gram-negative escherichia and gram-positive staphylococcus aureus were determined by agar disk dilution method. In addition, cell culture assessment was measured by seeding the L929 mouse fibroblast culture to examine the adherence and growth of cells on hydrogels. 

In vitro drug release studies were performed out using hydrogels. Drug release kinetics of hydrogels were investigated using zero order, first order, Higuchi and Korsmeyer-Peppas kinetic models and the drug release mechanism of the prepared hydrogels was investigated.
The results that the hydrogels prepared in the work have potential use as wound closure hydrogel in the medical treatment of wounds in decubitus ulcers and in the application of silver sulfadiazine.