Peg-da hidrojellerin şelat varlığında fotopolimerizasyonla polimerleştirilmesi ve ilaç salımının araştırılması
Polymerization of peg-da hydrogels presence of chelate by photopolymerization and investigation of drug delivery
Yazar: FERAH BİCAN
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN AYHAN
Muğla Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Polietilen glikoller = Polyethylene glycols ; Polimerleşme = Polymerization ; İlaç difüzyonu = Drug diffusion ; Şelatlar = Chelates

Özet:
Sunulan bu çalışmanın amacı; fotopolimerizasyon tekniği kullanılarak sentezlenen PEG-DA hidrojellerinde, ticari olarak kullanılan koruyucu özelliğe sahip olan bazı şelat maddelerinin hidrojellere eklenerek, biyomedikal olarak hidrojellerin karakterlerine, morfolojilerine, dinamik şişme davranışlarına ve kontrollü ilaç salımlarına etkilerinin araştırılmasıdır.Çalışmanın ilk bölümünde farklı özelliklere sahip akrilat bazlı hidrojellerin koruyucu özelliğe sahip şelat maddelerinin varlığında fotopolimerizasyon yöntemi ile fotobaşlatıcı kullanılarak serbest?radikal fotopolimerizasyonuyla sentezi gerçekleştirilmiştir.Bağışıklık sistemi tarafından tanınmasına direnç göstererek suda çözünebilmesi, vücuttan çabuk atılabilmesi, biyouyumlu olması, zehirli olmaması, ilaç salımını kontrol eden 3 boyutlu bir yapıya sahip olması, çapraz bağ sıklığı ve su alma özelliğinin kontrol altında tutulabilmesi, esnek olması ve dokulara kısmen yapışma özelliği göstermesi gibi çeşitli üstünlüklere sahip olması bakımından makromer olarak polietilenglikoldiakrilat (PEG?DA) makromeri (258 g/mol ve 700 g/mol), çapraz bağlayıcı olarak etilenglikoldimetakrilat (EGDMA), fotobaşlatıcı olarak 2,2-dimetoksi-2-fenilasetofenon (DMPA) ve şelat maddeleri olarak ise etilendiamintetraasetikasit (EDTA), dietilentriaminpentaasetikasit (DTPA) ve nitrilotriasetikasit (NTA) kullanılmıştır (10-3 M, 10-5 M, 10-7 M derişim değerlerinde).Bu kapsamda farklı bileşimlere sahip çözeltiler, azot gazı ortamında, 365 nm dalga boyunda ve 10 mW/cm2 ışık şiddetindeki UV ışığı ile yaklaşık 10 dk süreyle etkileştirilerek serbest-radikal fotopolimerizasyonuyla polimerizasyon gerçekleştirilmiştir.Çalışmanın ikinci bölümünde sentezlenen hidrojellerin morfolojik özellikleri SEM görüntüleri ile incelenmiş, ardından dinamik şişme davranışlarına bakılmıştır. Şişme deneyleri pH 7.4 tampon çözeltisi ile 37 ? C sabit sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Hidrojellerin şişme derecesi olarak tanımlanan Wt değerinin zamana bağlı olarak değişim grafikleri çizilmiştir.Çalışmanın üçüncü bölümünde ise ilaç yüklü hidrojeller sentezlenmiş ve ilaç salım deneyleri pH 7.4 tampon çözeltisinde 37 ? C sabit sıcaklıktaki çalkalamalı su banyosunda yapılmıştır. Bunun için öncelikle çalışmanın ikinci bölümünde şişme miktarları hesaplanan hidrojellerdeki su alma kapasitesine bakılarak elde edilen veriler ışığında uygunluğu görülen hidrojellere ilaç yüklemesi yapılmıştır.Şişme miktarları hesaplanan hidrojellerin grafikleri incelendiğinde, 258 g/mol molekül ağırlığına sahip PEG-DA hidrojellerinin dinamik şişme davranışları kontrol grubuyla karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sentezlenen tüm hidrojellerde kayda değer bir şişme miktarının olmadığı tespit edilmiştir. Söz konusu durum SEM fotoğrafıyla da desteklenmiştir.700 g/mol molekül ağırlığına sahip hidrojellerin dinamik şişme davranışları, molekül ağırlığının artışı ile şişme miktarının çok daha fazla olduğu görülmüştür. Sentezlenen hidrojellerin ağ yapısı daha gevşek ve boşluklu bir morfoloji göstermektedir. Bu nedenle suyun girişi daha kolay olmaktadır. Dolayısı ile yapı % 100 ün üzerinde şişme davranışı göstermiştir. Söz konusu durum yine SEM fotoğrafı ile desteklendiği gibi ayrıca çekilen optik fotoğraflarla da yapının gözle görülür bir şekilde şiştiği gözlenebilmiştir.İlaç salım deneyleri ise uygun oldukları düşünülen ve şişme miktarının % 100'ün üzerine çıktığı yüksek MA'lı PEG-DA hidrojelleri ile yapılmış ve bu hidrojellerde ilaç salımı başarılı bir şekilde meydana gelmiştir.Yapılan bu çalışmaların sonunda; düşük MA'lı hidrojellere eklenen şelat madelerinin, yapının çapraz bağlı ağ yapısını etkilemediği ve dolayısıyla yeni modelde bir yapı elde edilmediği görülmüştür. Bu hidrojellerin gerek dinamik şişme davranışları kullanılan şelat maddelerinin etkilemediği bulunmuştur.Yüksek MA'lı makromerler ile sentezlenen hidrojellerde ise dinamik şişme davranışları incelendiğinde kullanılan şelat maddelerinin etkisi ile şişme derecelerinde % 20-30 arasında azalmalar gözlenmiştir. Bu durum bu maddelerin de az da olsa çapraz bağlayıcı gibi davranabildiği şeklinde yorumlanmıştır.Anahtar Kelimeler: PEG-DA, fotopolimerizasyon, şelat maddeleri, kontrollü ilaç salımı.

Abstract:
The aim of the submitted study is using the technic method of photopolymerization synthesized PEG-DA hydrogels by adding to hydrogels as used commercials with having preservatives properties of some chelating substances, as biomedical to their characters, morphology and dynamic swelling behaviour and effects of drug delivery to be investigated.In the first part of the study some hydrogels which have different characteristics in the preservative properties of acrylate-based in the presence of chelating substances with photopolymerization method and using free photoinitiator were carried out.PEG-DA is chosen because of having some features that PEG-DA is water soluble polymer, being biocompatible, non-toxic which resist recognition by the immune system. Polyethylene glycol diacrylate (PEG-DA) as macromer, ethylene glycol dimetacrylate (EGDMA) as crosslinker and 2,2 dimetoxy-2 phenylacetophenon (DMPA) as photoinitiator and EDTA,DTPA,NTA as chelating agents are used.( 10-3 M, 10-5 M, 10-7 M concentration)Solutions with different components are interacted with UV light, in nitrogen gas environment at the wavelength of 365 nm activating in 10 minutes using the free-radical photopoymerization polymerization was carried out.In the second part of the study synthesized hydrogels morphological features were examined with SEM images and after that swelling behaviours were investigated. Swelling experiments in 37 ? C constant temperature, pH 7.4 defined as the degree of wt value depending on the time drawn.In the third part of the study drug-loaded hydrogels synthesized and drug delivery experiments (pH 7.4) in buffer solution in constant temperature in shaking incubator at 37 ? C. The graphs of calculated the amount of swelling hydrogels was examined. 258 g/mol molecular weight PEG-DA hydrogels inflatable dynamic behaviour control group compared with all the hydrogels were carried out. Synthesized a remarkable amount of swelling is not detected. This issue is supported with SEM photographs.Having 700 g/mol molecular weight of dynamic swelling behaviour of hydrogels, the molecular weight increases with the amount of swelling was much more seen. It was showed that synthesized hydrogels have looser network structure and morphology denotes a gap so the water inlet structure with easier. That?s why swelling over one hundred percent SEM photographs of events showed. The issue is again supported with SEM photographs as visible could be observed.For drug delivery experiments and swelling is thought to be suitable amount of 100 percent out on the high MA emissions and in these hydrogels drug delivery has accured succesfully.At the and of these studies chelating substances added low MA hydrogels, it didn?t affect the structure of the cross-linked network and therefore didn?t affect the new model of structure isn?t obtained. It was found that these chelate structures weren?t affected by dynamic swelling behaviours.Synthesized macromers with high MA macromers dynamic swelling behaviours observed the effect of using chelating substances. There were reductions observed between 20 and 30 percent. This issue was commented also these substances can act in low circumstances as cross-linker.Keyword: PEG-DA, photopolymerization, chelating agents , controlled drug delivery.