Silika esaslı ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi
Development of silica-based drug carrier systems
Yazar: ECEM ÜNSAL
Danışman: DOÇ. DR. MÜJGAN OKUR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
İlaç salım sistemleri kimyasal bir uyarıya cevap olarak ilacın serbest bırakıldığı sistemlerdir. Kontrollü ilaç salım sistemleri ise ilaç etken maddenin bölgesel veya sistematik olarak önceden belirlenmiş oranlarda ve spesifik zaman aralıklarında salım yapmasını sağlamaktadırlar. Kitosan, polietilen oksit, polikaprolakton, aljinat gibi polimerler, montmorillonit, haaloysite gibi killer, silika, selüloz gibi bazı malzemeler ilaç taşıyıcı destek malzeme olarak kullanılabilmektedir. Silika son zamanlarda kullanılan ve tıbbi uygulamalar için umut verici malzemelerden birisidir. Silika tetraetilortosilikat (TEOS) ve tetrametilortosilikat gibi alkoksisilanlar kullanılarak hazırlanabildiği gibi şeker kamışı küspesi, pirinç kabuğu, mısır koçanı, kahve kabuğu ve buğday kabuğu gibi biyokütlelerden de hazırlanabilmektedir. Doğal kaynaklardan elde edilen silika, düşük maliyetli olması, çevre dostu olması ve kolay elde edilebilirliği nedeniyle biyomedikal ve malzeme alanlarında kullanım alanı bulmaktadır. Bu çalışmada kullanılan silika, yaklaşık %90 oranında silika içeren çeltik artıkları külünden elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan ilaç deksketoprofen trometamol olup, nonsteroid antiinflamatuar bir ilaçtır. Hazırlanan ilaç yüklü filmlerin yapısal özellikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FT-IR) karakterizasyon yöntemleriyle karakterize edilmiştir. İlaç salım deneyleri pH 7.4 fosfat tamponu ortamında ve kesikli sistemde gerçekleştirilmiştir. İlaç salım oranlarının belirlenebilmesi için deney ortamından belli aralıklarla örnekler alınmış, salınan ilaç miktarı UV spektroskopi cihazında 260 nm dalga boyunda absorbansları ölçülerek belirlenmiştir. In vitro ilaç salım deneylerinde en yüksek miktarda ilaç salımı 6. saat sonunda kitosan/silika/ilaç filminden %99 olarak elde edilmiştir. CSA1Dex1, CSA1Dex2 ve CSA2Dex2 ile 7 saatlik salım deneyinin sonunda sırasıyla %98,5, %74,5 ve % %60 kümülatif ilaç salımı elde edilmiştir. Silika-GPTMS içeren filmlerden ilaç salım profilleri birbirine oldukça yakın olup 7 saatlik ilaç salım deneylerinin sonunda % 70 ilaç salımı elde edilmiştir. İlaç salım kinetiğini inceleyebilmek için Korsemeyer-Peppas modeli, Higuchi modeli, sıfırıncı ve birinci dereceden kinetik modeller kullanılmıştır. Kinetik modeller deneysel ilaç salım verilerine uygulanmış ve CS1Dex1 ve CS1Dex2 filmler hariç diğer tüm filmler için Korsmeyer-Peppas modelinin deneysel verilerle uyum içerisinde olduğu görülmüştür.

Abstract:
Drug delivery systems are systems in which the drug is released in response to a chemical stimulus. Controlled drug release systems, on the other hand, ensure that the active ingredient is released regionally or systematically at predetermined rates and at specific time intervals. Some materials such as polymers, chitosan, polyethylene oxide, polycaprolactone, alginate, clays such as montmorillonite and haloysite, silica and cellulose can be used as drug carrier support materials. Silica is one of the recently used and promising materials for medical applications. While it can be prepared using alkoxysilanes such as silica tetraethylorthosilicate (TEOS) and tetramethylorthosilicate, it can also be prepared from biomass such as sugarcane bagasse, rice husk, corn cob, coffee husk and wheat husk. Obtained from natural sources, silica finds use in biomedical and material fields due to its low cost, environmental friendliness, and easy availability. The silica used in this study was obtained from rice residue ash, which contains approximately 90% silica. The drug used in the study is dexketoprofen trometamol, a nonsteroidal anti-inflammatory drug. The structural properties of the prepared drug-loaded films were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) characterization methods. Drug release experiments were carried out in pH 7.4 phosphate buffer environment and batch system. In order to determine drug release rates, samples were taken from the experimental environment at regular intervals, and the amount of drug released was determined by measuring their absorbance at a wavelength of 260 nm on a UV spectroscopy device. In in vitro drug release experiments, the highest drug release rate was 99% from chitosan/silica/drug film at the end of the 6th hour. At the end of the 7-hour release experiment with CSA1Dex1, CSA1Dex2 and CSA2Dex2, 98.5%, 74.5% and 60% cumulative drug release was achieved, respectively. Drug release profiles from films containing silica-GPTMS are very close to each other, and 70% drug release was achieved at the end of 7-hour drug release experiments. Korsemeyer-Peppas model, Higuchi model, zeroth and first order kinetic models were used to examine drug release kinetics. Kinetic models were applied to experimental drug release data, and it was seen that the Korsmeyer-Peppas model was in agreement with the experimental data for all films except CS1Dex1 and CS1Dex2 films.