Selüloz aerojel üretimi ve ilaç salım sistemlerinde kullanımı
Cellulose aerogel production and use in drug delivery systems
Yazar: ZİŞAN NUR GÜL BIYIK
Danışman: PROF. DR. HABİBE CANAN CABBAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release

Özet:
Aerojeller, geniş gözenekliliğe, düşük termal iletkenliğe ve elektrik iletkenliğine sahip, bilinen en düşük yoğunluğa sahip katı malzemelerdir. Gözenek yapısı ve gözenek dağılımının üretim aşamasında kontrol edilebilirliği önemli avantajlarındadır. Aerojel türlerinden biri olan selüloz aerojeller yüksek gözeneklilik ve düşük yoğunluğa sahip olmaları ile birlikte çevre dostu olarak bilinirler. Bu çalışmada başlangıç maddesi metil selüloz kullanılarak sol-jel yöntemiyle selüloz aerojel üretilmiştir. Elde edilen selüloz aerojele sol, jel ve kurutma aşamalarında Doksisiklin Hiklat (DOX) ilaç etken maddesi emdirme yöntemiyle ile yüklenmiştir. Selüloz aerojelin ve ilaç yüklü selüloz aerojelin FT-IR, SEM ve Helyum piknometresi kullanılarak karakterizyonu yapılmıştır. Hazırlanan ilaç yüklü selüloz aerojelin kontrollü salım sistemlerindeki kullanımı incelenmiştir. Kontrollü salım sistemleri etkin maddenin bölgesel veya sistematik olarak önceden belirlenmiş oranlarda ve spesifik zaman aralıklarında salım yapmasını sağlarlar. Deneysel çalışmada farklı tampon çözeltiler (pH 1,2, 6 ve 7,2 olacak şekilde) hazırlanarak kontrollü ilaç salım ortamı olarak kullanılmıştır. Tampon çözelti pH değerleri vücudun mide ve bağırsak ortamının pH değerlerine yakın olarak seçilmiştir. İlaç yüklü selüloz aerojel koruyucu malzeme (süzgeç kâğıdı ve bağırsak) ile kaplanarak tampon çözeltilere bırakılmıştır. Vücut sıcaklığında (37 oC)  yapılan deneyler sonucunda DOX salımında koruyucu malzeme olarak bağırsak kullanıldığında pH 1,2 tampon çözeltide salım 4 saat sonunda sabitlenirken pH 7,2 ve 6 tampon çözeltilerinde 120 saat boyunca salım devam etmiştir. Koruyucu malzeme olarak süzgeç kâğıdı kullanıldığında da yaklaşık aynı süreler gözlenmiştir.

Abstract:
Aerogels are solid materials with the lowest known density, with large porosity, low thermal conductivity, and electrical conductivity. The pore structure and controllability of the pore distribution at the production stage are among its important advantages. Cellulose aerogels, one of the aerogel types, are known to be environmentally friendly with their high porosity and low density. In this study, cellulose aerogel was produced by sol-gel method using methyl cellulose as the starting material. The obtained cellulose aerogel was loaded with Doxycycline Hyclate (DOX) drug active ingredient by impregnation method in sol, gel and drying stages. The characterization of cellulose aerogel and drug-loaded cellulose aerogel was performed using FT-IR, SEM and Helium pycnometry. The use of the prepared drug-loaded cellulose aerogel in controlled release systems was investigated. Controlled release systems ensure that the active substance is released locally or systematically at predetermined rates and at specific time intervals. In the experimental study, different buffer solutions (pH 1.2, 6 and 7.2) were prepared and used as a controlled drug release medium. The pH values of the buffer solution were chosen close to the pH values of the stomach and intestinal environment of the body. The drug-loaded cellulose aerogel was covered with protective material (filter paper and intestine) and left in buffer solutions. As a result of the experiments performed at body temperature (37 oC), when the intestine was used as a protective material in DOX release, the release was stabilized after 4 hours in pH 1.2 buffer solution, while the release continued for 120 hours in pH 7.2 and 6 buffer solutions. Approximately the same durations were observed when filter paper was used as a protective material.