HEMA ve IEMA bazlı hidrojellerin sentezi, şişme, ilaç salım davranışları ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
The synthesis of hydrogels based on HEMA/IEMA with their swelling, drug release behaviours and antibacterial properties
Yazar: PINAR ILGIN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM SELÇUK ZORER
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kopolimerler = Copolymers

Özet:
Bu çalışmada, triptamin'den türetilen yeni bir katyonik monomer olan 2-(3-indol-il)etilmetakrilamid (IEMA), tek bir aşamada sentezlendi ve FTIR, 1H ve 13C NMR analizleri ile karakterize edildi. Daha sonra, serbest radikalik sulu polimerizasyon ile 2-(3-indol-il)etilmetakrilamit) ve 2-hidroksietilmetakrilat (HEMA) monomerleri kullanılarak yeni kopolimerik hidrojellerin tek bir aşamada hazırlanması başarıyla gerçekleştirildi. Elde edilen poli(2-hidroksietilmetakrilat-c-2-(3-İndol-il) etilmetakrilamid) hidrojellerinin karakterizasyonu için SEM, FTIR, elementel analiz, TGA ve TPA cihazları kullanıldı. P(HEMA-ko-IEMA) hidrojelleri şişme, difüzyon, ilaç salım davranışı ve antibakteriyel aktivite çalışmaları için kullanıldı. Hidrojellerin ilaç salım davranışı, pH 1.2 ve 7.2'de 37°C'de zamanın bir fonksiyonu olarak tespit edildi. Şişme ve ilaç salınım çalışmalarında, IEMA miktarının artmasının şişme ve ilaç salınım değerlerinde daha yüksek bir artışa neden olduğu görüldü. Buna ek olarak, ilaç salınım verileri, sıfırıncı dereceden, birinci dereceden ve Higuchi denklemleri gibi kinetik modellere uygulandı ve hidrojelin ilaç salınımının Higuchi modeline daha uygun olduğu belirlendi. Salım mekanizması Peppas Power Kanunu modeline uygulandı, buna göre hidrojelden ilaç salım mekanizmasının, Sodyum Diklofenak için genel olarak Fick-olmayan difüzyonu ve Sodyum Ampisilin için Süper Durum II difüzyonunu takip ettiği belirlendi. Son olarak, farklı mol oranlarında IEMA içeren, ilaçsız ve ilaç yüklü hidrojellerin antibakteriyel aktivitesi Gram pozitif bakterilere (Bacillus cereus ve Staphylococcus aureus) ve Gram negatif bakterilere (Escherichia coli ve Salmonella typhimurium) karşı tarandı.

Abstract:
In this study, a new cationic monomer 2-(3-indol-yl)ethylmethacrylamide, (IEMA) derived from tryptamine was synthesized in a single step and characterized by FTIR, 1H and 13C NMR analyses. Then, by using free radical aqueous polymerization one step preparation of novel copolymeric hydrogels have been performed successfully by using 2-(3-indol-yl)ethylmethacrylamide) and 2-hydroxyethylmethacrylate, (HEMA) as monomers. Later on SEM, FTIR, elemental analysis, TGA and TPA instruments were used to characterize the obtained poly(2-hydroxyethylmethacrylate-c-2-(3-indol-yl)ethylmethacrylamide) hydrogels. P(HEMA-ko-IEMA) hydrogels were used for swelling, diffusion, drug release behavior and antibacterial activity studies. Drug release behavior of the hydrogels was determined as a function of time at 37°C in pH 1.2 and 7.2. The swelling and drug release studies showed that increased IEMA amount caused a higher increase in swelling and drug release values. In addition, the drug release data were applied to kinetic models such as zero order, first order, and Higuchi equations, and it fit well in the Higuchi model of the hydrogel. The release mechanism was applied to Peppas Power Law model which suggest that drug release follow non-Fickian diffusion for Sodium Diclofenac, generally and Supercase II for Sodium Ampicillin. Finally, antibacterial activity of drug-free hydrogels and drug loaded hydrogels containing different mole ratios of IEMA has been screened against the Gram positive bacteria (Bacillus cereus and Staphylococcus aureus) and the Gram negative bacteria (Escherichia coli and Salmonella typhimurium).