Kontrollü salım yapan ilaç sistemlerinin 3 boyutlu yazıcılarla üretimi
Production of controlled releasing drug systems with 3D printing
Yazar: ŞULE İLGAR
Danışman: DOÇ. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SONGÜL ULAĞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Bizmut = Bismuth ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release ; Üç boyutlu baskı = 3D printing ; İlaç üretimi = Drug production

Özet:
Cilt, çevresel etkilere karşı kendini koruyabilen ve kendini yenileyebilen koruyucu bir bariyerdir. Ancak bazı durumlarda bu yenileyici özellik kaybolur ve bu da yara iyileşmesinde gecikmelere neden olur. Cilt yaralanmalarında ağrının, yara iyileşmesinde gecikmelere neden olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, daha az ağrılı yara iyileşmesi için uygun terapötik çözümler sağlamak, gelecekteki yeni yara bakım çözümlerinin geliştirilmesinde önemli ölçüde dikkat çekmektedir. Modern yara örtüleri ile hedef dokuya nano taşıyıcı ilaç dağıtım sistemleri kullanılarak terapötik etkinlik artırılabilir. Kontrollü nano ilaç taşıyıcı sistemler hastalıkların tedavisinde terapötik etkinliği arttırarak daha hızlı iyileşme süreci sağlamaktadır. Doku iskeleleri, hücre tutunması için substrat görevi gören gözenekli polimer yapılardan oluşur. Üç boyutlu baskı, 3B modeller oluşturmak için üst üste binen malzeme katmanlarıyla ilgilidir, böylece diğer üretim yöntemlerine kıyasla gözenek boyutları, gözenek morfolojisi ve matrisin gözenekliliği bu yöntemle daha iyi kontrol edilir.
Bu çalışmada, birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenen bizmut ferrit (BFO) partiküllerine amoksisilin (AMX) ve rifampisin (RIF) yüklenmiştir. Daha sonra, bu ilaç yüklü BFO parçacıkları (%0.075) ayrı ayrı %13 PVA'ya eklendi ve üç boyutlu doku iskelelerinde ilaç salım davranışını gözlemlemek için üç boyutlu olarak basılmıştır. SEM görüntüleri, bu kombinasyonlarla homojen gözenek dağılımlarının sağlanabileceğini kanıtlanmıştır. Çekme testi sonuçları, ilaç yüklü BFO ilavesinin %13 PVA iskelesinin mekanik dayanımını arttırdığını gözlemlenmiştir. Biyouyumluluk sonuçları, insan yağ dokusu türevli mezenkimal kök hücrelerinin en yüksek canlılık değerlerinin, AMX eklenmiş %13 PVA doku iskeleleri için elde edildiğini göstermiştir. 

Anahtar Kelimeler: Bizmut ferrit, kontrollü ilaç salım, PVA, yara örtüsü, üç boyutlu baskı

Abstract:
The skin is a protective barrier that can protect against environmental influences and renew itself. However, in some cases, this regenerative property is lost, and this causes delays in wound healing. Pain in skin injuries is known to cause delays in wound healing. Therefore, providing appropriate therapeutic solutions for less painful wound healing is receiving significant attention in the development of future novel wound care solutions. The therapeutic efficacy can be increased by using nanocarrier drug delivery systems to the target tissue with modern wound dressings. Controlled nano drug delivery systems increase the therapeutic efficacy in the treatment of diseases and provide a faster recovery process. Tissue scaffolds are composed of porous polymer structures that serve as substrates for cell attachment. Three-dimensional printing is about overlapping layers of material to create 3D models, so that pore sizes, pore morphology, and porosity of the matrix are better controlled with this method compared to other fabrication methods. In this study, amoxicillin (AMX) and rifampicin (RIF) were loaded into the bismuth ferrite (BFO) particles which were synthesized with the co-precipitation method. Then, these drug-loaded BFO particles (0.075%) were added to the 13% PVA separately and printed three-dimensionally to observe the drug release behaviour in the three-dimensional scaffolds. The SEM images proved that homogeneous pore distributions could be achieved with these combinations. The tensile test results showed that drug-loaded BFO addition increased the mechanical strength of the 13% PVA scaffold. Biocompatibility results demonstrated that the highest viability values of the human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells were obtained for AMX-added 13% PVA scaffolds.

Keywords: Bismuth ferrite, controlled drug release, PVA, wound dressing, 3D printing