Berberin fosfolipid kompleksi yüklü kitozan mikropartiküllerin hazırlanması ve in vitro/in vivo değerlendirilmesi
Preparation and in vitro/in vivo evaluation of berberine phospholipid complex loaded chitosan microparticles
Yazar: AYÇA GÜNGÖR AK
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL KARATAŞ
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Berberin = Berberine ; Biyolojik yararlılık = Biological availability ; Fosfolipidler = Phospholipids ; Kitosan = Chitosan ; Mikroparçacıklar = Microparticles ; İn vitro = In vitro ; İn vivo = In vivo

Özet:
Berberin (BER) antihiperglisemik, antikanser, antidepresan ve antihipertansif gibi birçok farmakolojik etki gösterdiği araştırmacılar tarafından kanıtlanan bitkisel bir alkaloittir. BER'in bağırsak ve karaciğerde ilk geçiş etkisine uğraması, P-glikoproteine bağlanması gibi özellikleri nedeniyle bağırsak membranlarından emilimi zordur ve oral biyoyararlanımı bu nedenle oldukça düşüktür. Fosfolipid kompleks sistemleri özellikle son yıllarda bitkisel kaynaklı aktif maddelerin oral emilimini ve biyoyararlanımını artırmak amacıyla hazırlanmaktadırlar. Bitkisel aktif maddelerin ideal biyoyararlanımının sağlanabilmesi amacıyla fosfolipid kompleksleri bu maddelere hidrofilik-lipofilik denge sağlamaktadır. Fosfolipid kompleks sistemleri biyolojik membranlara benzerlikleri sebebiyle özellikle absorbsiyonu artırarak etki gösterir. Bu nedenle bu çalışmada öncelikle oral biyoyararlanımı düşük olan BER'in fosfolipid kompleksi hazırlanmıştır. Ancak bu yapıların gastrointestinal sıvılardaki stabilitesinin düşük olacağı düşünülerek kompleksler kitozan mikropartiküllere yüklenmiştir. Katyonik kitozan epitel hücreleri arasındaki sıkı bağlantıların açılmasında rol oynayarak maddelerin emilimini artırması ve ayrıca negatif yüklü BER fosfolipid kompleksleriyle bir araya getirilmesi uygun olduğu için çalışmamızda polimer olarak tercih edilmiştir. Hazırlanan bu formülasyonlarla in vitro özelliklerini ve in vivo farmakokinetik parametrelerini karşılaştırmak amacıyla BER yüklü kitozan mikropartiküller de hazırlanmıştır. Hazırlanan tüm formülasyonların partikül büyüklüğü, partikül büyüklük dağılımı, zeta potansiyeli ve enkapsülasyon etkinliği belirlenmiştir. 

Optimum seçilen formülasyonlar üzerinde in vitro karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Formülasyonların stabilitesi hem yapay gastrointestinal sıvılarda hem de farklı sıcaklık koşullarında uzun süreli olarak tayin edilmiştir. İn vivo hayvan deneyleri yapılarak formülasyonların farmakokinetik parametreleri tayin edilmiştir. Ayrıca karaciğer dokularında BER ve formülasyonların antioksidan aktiviteleri tayin edilmiştir. Bu deneyler sonunda BER çözeltisine göre bağıl biyoyararlanımı BER fosfolipid kompleksinin % 122,88, BER yüklü kitozan mikropartikülün % 122,06 ve BER fosfolipid kompleksi yüklü kitozan mikropartikülün ise % 131,05 artırdıkları görülmüştür.

Abstract:
Berberine (BER) is a herbal alkaloid that has been proven by researchers to have many pharmacological effects such as antihyperglycemic, anticancer, antidepressant and antihypertensive. Due to its properties such as first-pass effect in the intestine and liver and binding to P-glycoprotein, BER is difficult to absorb from intestinal membranes and its oral bioavailability is therefore very low. Phospholipid complex systems have been prepared in recent years to increase the oral absorption and bioavailability of plant-derived active substances. In order to ensure the ideal bioavailability of herbal active substances, phospholipid complexes provide a hydrophilic-lipophilic balance to these substances. Phospholipid complex systems act especially by increasing absorption due to their similarity to biological membranes. Therefore, in this study, first of all, the phospholipid complex of BER, which has low oral bioavailability, was prepared. However, considering that the stability of these structures in gastrointestinal fluids would be low, the complexes were loaded in chitosan microparticles. Cationic chitosan was chosen as a polymer in our study because it plays a role in the opening of tight junctions between epithelial cells and increases the absorption of substances, and also because it is convenient to combine with negatively charged BER phospholipid complexes. In order to compare the in vitro properties and in vivo pharmacokinetic parameters with these prepared formulations, BER loaded chitosan microparticles were also prepared. Particle size, particle size distribution, zeta potential and encapsulation efficiency of all prepared formulations were determined.

In vitro characterization studies were performed on selected formulations. The stability of the formulations has been determined both in simulated gastrointestinal fluids and over a long period of time under different temperature conditions. Pharmacokinetic parameters of the formulations were determined by in vivo animal experiments. In addition, antioxidant activities of BER and formulations were determined in liver tissues. At the end of these experiments, it was observed that the relative bioavailability of BER phospholipid complex increased by 122.88%, BER loaded chitosan microparticle by 122.06% and BER phospholipid complex loaded chitosan microparticle by 131.05% compared to BER solution.