Propranolol hidroklorürün mide hedefli kontrollü salımında aljinat-kitosan polielektrolit komplekslerin kullanımının araştırılması
Investigetion of the stomach specific controlled release of propranolol hydrochloride using alginate-chitosan polyelectrolide complexes
Yazar: SELEN TUĞÇE ÖZBAŞ
Danışman: PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Aljinatlar = Alginates ; Kalsiyum aljinat = Calcium alginate ; Kitosan = Chitosan ; Kontrollü salım = Controlled release ; Polielektrolit = Polyelectrolyte ; Propranolol = Propranolol

Özet:
Gastroinstestinal (mide-bağırsak) bölgede ilaç emilimi birçok değişkenden etkilenmektedir. En sık tercih edilen ve alışılmış bir ilaç iletim yolu olan oral yoldan kullanımlarda pH'a duyarlı, çözünürlüğü az veya yarı ömrü kısa olan ilaçların gastrointestinal sistemde hedeflenen bölgede uzun süre kalamaması ve biyoyararlanımlarının düşük olması karşılaşılan zorluklardandır. Bu çalışmada, yarı ömrü kısa olan, pH'a duyarlı bir beta bloker olan propranolol hidroklorürün (PHCl) birer biyopolimer olan kitosan  (CTS) ve aljinatın oluşturduğu polielektrolit komplekse iyonotropik jelasyon yöntemi ile yüklenmesi ve mide hedefli salımının kontrollü hale getirilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, biyopolimer (aljinat,kitosan ve dekstrin), jelleştirici ajan olan kalsiyum klorür (CaCl2), kitosanın çözünmesini sağlayan asetik asit derişimleri ile iyonotropik jelasyonun gerçekleştiği ortam olan jelasyon çözeltisinin pH'sının enkapsülasyon verimine etkileri incelenmiştir. Enkapsülasyon veriminin en yüksek değeri %2(w/v) aljinat, %0,6 (w/v) CTS, %0,5 (w/v) CaCl2, ve pH 4,5 koşulu için % 89,8 olarak hesaplanmıştır. Bu koşul için salım çalışmaları gerçekleştirilmiş olup ilacın yaklaşık %40'ının ilk 5 dakika içerisinde aljinat-kitosan polielektrolit komplekslerinden bırakıldığı gözlenmiştir. PHCl'nin mide hedefli salımında salımın kontrollü gerçekleşmesi amacıyla dekstrin, polielektrolit kompleks yapısına eklenmiş olup enkapsülasyon veriminin değişmediği gözlenmiştir. 0,5 (w/v) derişimde dekstrin içeren PHCl yüklü taneciklerin mide hedefli salımı kontrollü şekilde gerçekleşmiş, 4 saat sonunda ilacın % 81,1'i salındığı belirlenmiştir. Enkapsülasyon verimi ve ilaç salım yüzdesi için optimum koşulun %1,75 (w/v) aljinat, %0,68 (w/v) CTS, %1,77 (w/v) CaCl2 ve pH 3,79 olarak belirlenmiştir. Bu koşullar için enkapsülasyon verimi ve ilaç salım yüzdesinin Design Expert Programı tarafından optimum değerleri sırasıyla %84,1ve % 79,6 olarak tahmin edilmektedir.

Abstract:
Drug absorption in the gastrointestinal tract is a complex process influenced by many variables. In oral administration, which is the most preferred and conventional drug delivery method, some of the difficulties encountered are that drugs with pH sensitivity, low solubility or short half-life cannot stay in the targeted area in the gastrointestinal tract for a long time and having low bioavailability. In this study, it is aimed to stomach specific controlled release of propranolol hydrochloride (PHCl), which is a beta-blocker with a short half-life and pH sensitivity, by using the ionotropic gelation method into the polyelectrolyte complex formed chitosan and alginate, which are biopolymers, with high efficiency. For this purpose, the effects of the concentrations of biopolymer (alginate, chitosan and dextrin), the gelling agent calcium chloride (CaCl2),the acetic acid used to dissolve chitosan, and the pH values of the gelation solution, which is the medium in which ionotropic gelation takes place, on the encapsulation efficiency were investigated. The highest value of encapsulation efficiency for 2% (w/v) alginate, 0.6% (w/v) chitosan, 0.5% (w/v) CaCl2, 0.1 M acetic acid and pH 4.5 condition was calculated as 89.8%. Release studies were carried out for this condition and it was observed that approximately 40% of the drug was released from the alginate-chitosan polyelectrolyte complexes within the first 5 minutes. Dextrin, which has started to be used in drug release applications, has been added to the polyelectrolyte complex structure for the controlled release of PHCl in gastric-targeted release. It was observed that the dextrin concentration did not change the encapsulation efficiency. The gastric-targeted release of the polyelectrolyte complex containing dextrin at 0.5 (w/v) concentration occurred in a controlled manner, and it was determined that 81.1% of the drug was released after 4 hours. The optimum condition for encapsulation efficiency and drug release percentage was determined as 1.75% (w/v) alginate, 0.68% (w/v) CTS, 1.77% (w/v) CaCl2 and pH 3.79. In this conditions the optimum values of encapsulation efficieny and drug release percentage are predicted b design expert programme as 84.1% and 79.6% respectively.