Diyabet tedavisinde oral yolla kullanılmak üzere enterik kaplı insülin yüklü kitosan-sülfobutil eter-β-siklodekstrin nanopartiküllerinin geliştirilmesi üzerine çalışmalar
Studies on the development of enteric-coated insulin-loaded chitosan-sulfobutylated beta-cyclodextrin  nanoparticles for oral treatment of diabetes mellitus
Yazar: TUĞÇE TURAN
Danışman: DOÇ. DR. NECİBE BAŞARAN MUTLU AĞARDAN
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Farmasötik teknoloji = Technology-pharmaceutical ; Farmasötikler = Pharmaceuticals ; Kitosan = Chitosan ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Siklodekstrinler = Cyclodextrins ; İlaç formülleri = Formularies ; İlaç üretimi = Drug production ; İnsülin = Insulin

Özet:
Diabetes Mellitus, yüksek kan glukoz seviyeleri ile karakterize kronik, metabolik bir hastalıktır. Tedavide insülin subkütan enjeksiyon ile uygulanmaktadır. Tekrarlı ve yaşam boyu enjeksiyon gereksinimi, enjeksiyon yerinde ağrı, enfeksiyon riski, lipodistrofi gibi dezavantajları hasta uyuncunun düşük olmasına yol açmaktadır. İnsülinin subkütan yola alternatif olarak, uygulaması kolay ve hasta uyuncunun yüksek olduğu oral yol ile vücuda verilmesi yoğun olarak araştırılan bir konudur. Oral insülin, pankreas tarafından salgılanan endojen insülinin fizyolojisini taklit eder. Peptit/proteinlerin oral yoldan verilmesi, peptit ve proteinlerin zayıf fiziksel ve kimyasal stabiliteleri yüzünden yetersiz terapötik etkinlik ile sonuçlandığından oldukça zordur. Çalışmamızda insülinin, kitosan (CS) nanopartiküllerine yüklenmesi ve enterik kaplama yapılarak oral yoldan verilebilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda CS ile sodyum tripolifosfat (TPP) veya sülfobutil-eter-β-siklodekstrin (SBE-β-SD) kullanılarak iyonik jelasyon yöntemi ile insülin yüklü kitosan nanopartikülleri (CS:TPP, CS:SBE-β-SD) hazırlanmış ardından nanopartiküllerin Kollicoat® MAE 100 P ile kaplanmasıyla enterik kaplı nanopartiküller (K-CS:TPP, K-CS:SBE-β-SD) elde edilmiştir. Nanopartiküller hazırlanırken kitosan pH'sının 3, CS:TPP oranının 2:1, CS:SBE-β-SD oranının 1:1 ve CS: Kollicoat® MAE 100 P oranının 1:3 olmasına karar verilmiştir. Optimum CS:TPP, CS:SBE-β-SD K-CS:TPP ve K-CS:SBE-β-SD nanopartiküllerinin partikül büyüklükleri sırasıyla 289,17±34,64, 334,25±25,42, 581,32±79,68 ve 555,32±38,46 nm olarak bulunmuştur. İn vitro salım sonuçları incelendiğinde kaplı nanopartiküllerin insülini pH 1,2'de kaplı olmayan nanopartiküllere göre ve CS:SBE-β-SD nanopartiküllerinin CS:TPP nanopartiküllerine göre pH 1,2'de daha az insülin saldığı görülmüştür. Altı aylık stabilite çalışmaları ise enterik kaplı nanopartiküllerin daha stabil olduğunu ayrıca SBE-β-SD ile oluşturulan nanopartiküllerin TPP ile hazırlanan nanopartiküllere göre daha stabil olduğu göstermiştir.

Abstract:
Diabetes Mellitus is a chronic, metabolic disease characterized by high blood glucose levels. Insulin is administered by subcutaneous injection in the treatment. Disadvantages such as the need for repeated and lifetime injections, pain at the injection site, risk of infection, and lipodystrophy cause low patient compliance. As an alternative to the subcutaneous route, orally administration of insulin, which is easy to administer and has high patient compliance, is a subject that has been extensively researched. Oral insulin mimics the physiology of endogenous insulin secreted by the pancreas. Oral administration of peptide/proteins is very challenging as it results in insufficient therapeutic efficacy due to their poor physical and chemical stability. In our study, it was aimed to load insulin into chitosan (CS) nanoparticles and to investigate its the oral administration by enteric coating. For this purpose, insulin-loaded chitosan nanoparticles (CS:TPP, CS:SBE-β-SD) were prepared by ionic gelation method of chitosan (CS) with sodium tripolyphosphate (TPP) or sulfobutyl-ether-β-cyclodextrin (SBE-β-SD) then enteric coated nanoparticles (K-CS:TPP, K-CS:SBE-β-SD) were prepared by coating the nanoparticles with Kollicoat® MAE 100 P. In order to prepare nanoparticles, it was decided that the pH of chitosan should be 3, the CS:TPP ratio of 2:1, the CS:SBE-β-SD ratio of 1:1 and the CS: Kollicoat® MAE 100 P ratio of 1:3. The particle sizes of optimum CS:TPP, CS:SBE-β-SD K-CS:TPP and K-CS:SBE-β-SD nanoparticles were measured as 289,17±34,64, 334,25±25,42, 581,32±79,68 and 555,32±38,46 nm, respectively. In vitro release results revealed that coated nanoparticles released less insulin at pH 1.2 than uncoated nanoparticles, and CS:SBE-β-SD nanoparticles released less insulin at pH 1.2 than CS:TPP nanoparticles. Six-month stability studies have shown that enteric coated nanoparticles are more stable than the uncoated ones and nanoparticles formed with SBE-β-SD are more stable than the nanoparticles prepared with TPP.