İlaç salım özellikli nanolifli medikal tekstil yüzeylerinin geliştirilmesi
Development of nanofibrous medical textile surfaces with drug release properties
Yazar: HÜLYA KESİCİ GÜLER
Danışman: PROF. DR. FUNDA CENGİZ ÇALLIOĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering
Dizin: Akıllı tekstil = Smart textile ; Elektrolif çekim = Electrospinning ; Farmasötik nanoteknoloji = Pharmaceutical nanotechnology ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release ; Nanolif = Nanofiber ; Polimerler = Polymers

Özet:
Bu tez çalışmasında, farklı yaklaşımlar ile transdermal ilaç salım özellikli nanolifli medikal tekstil yüzeylerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Medikal malzemenin üretiminde, hammadde olarak polivinilpirolidon (PVP) ve jelatin (GEL) polimerleri ve çözücü olarak da ultra saf su ve asetik asit kullanılmıştır. Model ilaç olarak lipofilik özellikte antibiyotik olan azitromisin (AZI), emülsiyon elektro lif çekimi, süspansiyon elektro lif çekimi, ultrasonik sprey piroliz (USP) ve emülsiyon/solvent evaporasyon yöntemi ile mikrokapsülasyon gibi dört farklı yaklaşım ile nanoliflere uygulanmıştır. Öncelikle, polimer çözeltilerinin iletkenlik, yüzey gerilimi, viskozite, yoğunluk, pH ve reolojik özellikleri analiz edilmiştir. Daha sonra ise ilaç yüklü nanolif üretiminde emülsiyon ve süspansiyon elektro lif çekim yönteminde optimizasyon çalışmaları (voltaj, elektrotlar arası mesafe, çözelti besleme hızı ve nem gibi) tamamlanarak optimum özelliklerde ilaç yüklü nanolifler üretilmiştir. Daha sonra ise diğer bir yaklaşım olan ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile optimizasyon çalışmaları (sıcaklık, düze frekansı ve mesafesi vb.) yapılarak PVP/GEL esaslı nanolifli yüzeyler AZI ile kaplanmıştır. Son yaklaşımda emülsiyon/ çözücü evaporasyon yöntemi ile AZI ilaç etken maddesi mikrokapsüllenmiş ve mikrokapsül yüklü PVP/GEL esaslı nanolifler üretilmiştir. Nanolif üretimi tamamlandıktan sonra PVP ve GEL esaslı nanolifler iki aşamada çapraz bağlanmıştır. İlaç yüklü nanolifli yüzeylerin üretimi tamamlandıktan sonra Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fouirer Dönüşümü Kızılötesi Spektrofotometre (FT-IR), Termogravimetrik Analiz (TGA), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), X-Işını Kırınımı (XRD) gibi yöntemler ile fizikokimyasal ve mekanik karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Son olarak ise AZI yüklü nanoliflerin ilaç salım özellikleri analiz edilerek salım performansları karşılaştırmıştır. Çalışma sonunda da polimer çözelti ve reolojik özellikleri, proses parametreleri, lif morfolojisi, mekanik ve termal özellikleri ile ilaç salım davranışları arasındaki ilişkiler incelenmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to develop nanofibrous medical textile surfaces with transdermal drug release properties using various approaches. For the production of medical material, polyvinylpyrrolidone (PVP) and gelatin (GEL) polymers were used as raw materials, and ultrapure water and acetic acid were used as solvents. As a model drug, azithromycin (AZI), a lipophilic antibiotic, was applied to nanofibers with four different approaches, such as emulsion electrospinning, suspension electrospinning, ultrasonic spray pyrolysis (USP), and microencapsulation by the emulsion/solvent evaporation method. At first, the conductivity, surface tension, viscosity, density, pH, and rheological properties of polymer solutions were analyzed. Then, optimization studies (such as voltage, distance between electrodes, solution feed rate, and humidity) were completed in the emulsion and suspension electrospinning methods to produce drug-loaded nanofibers. Afterwards, optimization studies (temperature, nozzle frequency, distance, etc.) were carried out with the ultrasonic spray pyrolysis method, which is another approach, and PVP/GEL based nanofiber surfaces were coated with AZI. In the last approach, PVP/GEL based nanofibers with microencapsulation of the AZI and microcapsule loading were produced by the emulsion/solvent evaporation method. After nanofiber production was completed, PVP and GEL based nanofibers were cross-linked in two stages. Physicochemical and mechanical methods such as Scanning Electron Microscopy (SEM), Fouirer Transform Infrared Spectrometer (FT-IR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-Ray Diffraction (XRD) were used for characterization studies. Finally, the drug release properties of AZI loaded nanofibers were analyzed, and their release profiles were compared. At the end of the study, the relationships between polymer solution and rheological properties, process parameters, fiber morphology, mechanical and thermal properties, and drug release behaviors were investigated.