pH'ye duyarlı polimerik fiberlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of pH-sensitive polymeric fibers
Yazar: DİREN KARATAŞTAN
Danışman: DOÇ. DR. MURAT ŞİMŞEK
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Biyomedikal uygulamalar = Biomedical applications ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Elektroeğirme yöntemi = Electrospinning method ; Nanolif = Nanofiber ; İlaç dağıtım sistemleri = Drug delivery systems

Özet:
Yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip, mikro gözenekli, yüksek ilaç yükleme ve kapsülleme verimliliğine sahip, farklı ajanlarla uyumluluğu ve salım profilinin ayarlanmasını sağlayan nanofiberler, yeni nesil ilaç taşıyıcı sistemler için potansiyel sergilemektedir. Kolon hedefli oral dağıtım sistemlerinde bir ilacın Gİ geçişi sırasında kolona ulaşana kadar muhafaza edilmesi gerekir. Kolona özgü ilaç taşınması için pH'ye duyarlı veya enzimatik olarak parçalanabilen polimerlerin, ön ilaçların ve zaman kontrollü sistemlerin kullanılması gibi çeşitli yaklaşımlar uygulanmıştır. Elektroeğirme, fiber malzemelerin üretiminde kolay ve en yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. 
 Tez çalışması kapsamında, pH'ye duyarlı bir polimer olan ve pH 7.0'ın üzerinde çözünen Eudragit S100 (ES100) polimerinden pH'ye duyarlı potansiyel ilaç taşıma sistemi tasarlamak amacıyla çeşitli formlarda (gelişigüzel ve hizalanmış düzende nano/mikro boyutlu) fiber örgüler elektroeğirme tekniği ile üretilmiştir. Tezin diğer aşamasında kabuk kısmında ES100, çekirdek kısmında ise kolon mikroflorasındaki çeşitli bakterilerin enzimleri tarafından parçalanabilen doğal bir polimer olan pektin kullanılarak eş eksenli düzende çekirdek-kabuk formunda fiberlerin üretimi de gerçekleştirilmiştir. Elektroeğrilmiş fiber örgülerin üretiminde çeşitli oranlarda bir dizi çözücü sistemi (EtOH, MeOH, MeOH:EtOH, EtOH:DMF, MeOH:DMF, EtOH:DMAc ve MeOH:DMAc) kullanılmıştır. Her bir çözelti sistemi için elektroeğirme koşulları optimize edilerek nano/mikro düzeyde çaplara sahip gelişigüzel ve hizalanmış formda fiberler üretilmiş ve üretilen fiberlerin morfolojik, kimyasal, termal, mekanik, fiziksel yapıları analiz edilmiş ve biyobozunma davranışları belirlenmiştir.
 Bu çalışmada geliştirilen ES100 fiberlerinin, kolon hedefli ilaç taşıma sistemi için
önemli potansiyel uygulamalara sahip olabileceği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
Nanofibers with a high surface area/volume ratio, micro-porous structure, high drug loading and encapsulation efficiency, compatibility with different agents, and tunable release profiles demonstrate potential for next-generation drug delivery systems. In colontargeted oral delivery systems, it is necessary to preserve a drug until it reaches the colon during gastrointestinal transit. Various approaches have been employed for colon-specific drug delivery, such as using pH sensitive or enzymatically degradable polymers, prodrugs, and time-controlled systems. Electrospinning is an easy and widely used technique in the production of fiber materials. 
 In the scope of the thesis, fiber meshes in various forms (random and aligned arrangements in nano/micro dimensions) were produced using the electrospinning technique to design a pH-sensitive potential drug delivery system from Eudragit S100 (ES100), a pH-sensitive polymer that dissolves above pH 7.0. In another stage of the thesis, fibers in a core-shell structure were produced in coaxial arrangement using ES100 in the shell part and pectin, a natural polymer that can be enzymatically degraded by various bacteria in the colon microflora, in the core part. Various solvent systems (EtOH, MeOH, MeOH:EtOH, EtOH:DMF, MeOH:DMF, EtOH:DMAc, and MeOH:DMAc) were used in the production of electrospun fiber meshes with different ratios. Electrospinning conditions were optimized for each solution system to produce randomly and aligned fibers with nano/micro-scale diameters. The morphological, chemical, thermal, mechanical, and physical structures of the produced fibers were analyzed, and their biodegradation behaviors were determined.
 This study reveals that the developed ES100 fibers may have significant potential applications for a colon-targeted drug delivery system.