Metronidazol yüklü hidrojellerin sentezi ve ilaç salınımının araştırılması
Synthesis of metronidazole loaded hydrogels and investigation of drug release
Yazar: İLKAY KONÇE
Danışman: PROF. DR. EBRU ÇUBUK DEMİRALAY ; PROF. DR. AYŞEGÜL ÖKSÜZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Hidrojeller = Hydrogels ; Karboksimetil selüloz = Carboxymethylcellulose ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release ; Metronidazole = Metronidazole

Özet:
Bu çalışmada, karboksimetil selüloz (CMC)-2-hidroksipropil-β-siklodekstrin (HP-β-CD) hidrojelleri hidrofobik bileşik metronidazolün kontrollü salınımı için toksik olmayan bir çapraz bağlama maddesi sitrik asit kullanılarak hazırlanmıştır. Deneysel çalışmayı tasarlamak ve optimum koşulları bulmak için merkezi kompozit tasarım (CCD) metodu uygulanmıştır. Tahmin edilen ve deneysel değerler arasındaki mükemmel korelasyon katsayısı (r>0,999), istatistiksel modelin geçerliliğini göstermiştir. Hidrojelin hazırlanması aşamasında reaksiyonun süresi ve sıcaklığı sabit tutularak sodyum karboksimetil selüloz, sitrik asit, polietilen glikol 6000 ve HP-β-CD'nin birleştirilmiş etkisinin oluşturulan hidrojelin şişme derecesine etkisi CCD metodu ile belirlenmiştir. CCD tasarımına göre belirlenmiş optimum miktarlarda hazırlanan hidrojellerin oda sıcaklığında, saf suda ve pH değişimine duyarlılığını göstermek için farklı pH'lardaki tampon çözelti ortamlarında şişme davranışı ve şişme zamanı belirlenmiştir. En fazla şişmenin bazik ortamda, en az şişmenin ise asidik ortamda gerçekleştiği sonucuna varılmıştır. 60. dakikanın sonunda hidrojelin saf su ortamında maksimum şişme değeri %289,84 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, tahmin edilen sonuçların deneysel verilerle iyi bir uyum içinde olduğu sonuçlardan açıkça görülmüştür. Sentezlenmiş hidrojelin morfolojik yapısı ve karakterizasyonu için FTIR, SEM-EDX, XRD; termal davranışlarının belirlenmesi için TGA/DTA ve DSC analizleri yapılmıştır. Bunun yanı sıra, hidrojellerin mekanik dayanıklılık testleri yapılarak gerilme ve gerinim değerleri belirlenmiştir. Model ilaç olarak seçilen metronidazol optimize edilmiş hidrojele yüklenmiştir. Bu bileşiğin in vitro ortamında ilaç salınım çalışmaları yapılmıştır. Metronidazolün salınım miktarları yüksek performans sıvı kromatografi (HPLC) yöntemiyle belirlenmiştir. Hidrojellerin in vitro ilaç salım verisi dört farklı kinetik modele uyarlanarak (Sıfırıncı derece, birinci derece, Korsmeyer-Peppas, Higuchi), salım kinetiği parametreleri elde edilmiştir. Bu çalışmada hazırlanan hidrojelin metronidazol için uygun bir taşıyıcı olma potansiyeli olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
In this study, carboxymethyl cellulose (CMC)-2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-CD) hydrogels were prepared using a non-toxic crosslinking agent citric acid for the controlled release of the hydrophobic compound metronidazole. Central composite design (CCD) method was applied to design the experimental study and to find the optimum conditions. The excellent correlation coefficient (r>0.999) between predicted and experimental values demonstrated the validity of the statistical model. During the preparation of the hydrogel, the effect of the combined effect of sodium carboxymethyl cellulose, citric acid, polyethyleneglycol-6000 and HP-β-CD on the swelling degree of the formed hydrogel was determined by the CCD method, by keeping the reaction time and temperature constant. Swelling behavior and swelling time of hydrogels prepared in optimum amounts determined according to CCD design, at room temperature, in pure water and in buffer solution environments at different pHs (to show their sensitivity to pH change) were determined. It was concluded that the highest swelling occurred in the alkaline medium, and the least swelling occurred in the acidic medium. At the end of the 60th minute, the maximum swelling value of the hydrogel in pure water was calculated as 289.84%. In addition, it was clearly seen from the results that the predicted results were in good agreement with the experimental data. FTIR, SEM, EDX and XRD analyzes were made for the morphological structure and characterization of the synthesized hydrogel; TGA/DTA and DSC analyzes were made for determine their thermal behavior. The stress and strain values of hydrogels were determined by the mechanical strength tests. Metronidazole selected as the model drug was loaded into the optimized hydrogel. Drug release studies of this compound have been carried out in vitro. Release amounts of metronidazole were determined by high performance liquid chromatography (HPLC) method. Release kinetic parameters were obtained by adapting the in vitro drug release data of hydrogels to four different kinetic models (zero order, first order, Korsmeyer-Peppas, Higuchi). The hydrogel prepared in this study has been shown to have the potential to be a suitable carrier for metronidazole.