Kontrollü ilaç salınımı için hidrojel ve organojel hibrit materyallerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of hydrogel and organogel hybrid materials for controlled drug delivery
Yazar: ESRANUR KIZILHAN
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF ÖZCAN ; PROF. DR. CEM GÖK
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyopolimerler = Biopolymers ; Hidrojeller = Hydrogels ; Malzeme bilimi = Material science ; İlaç hedefleme = Drug targeting

Özet:
21. yüzyılda kontrollü ilaç salımıyla ilgili birçok çalışma yapılmıştır. Ancak, yapmış olduğumuz bu çalışmada son yıllarda önemi giderek artan organojel ve hidrojellerlerin elde edilen farklı türevlerinde yeni malzeme olan bigellerle çalışılmıştır. İki farklı jelin biraraya gelerek oluşturduğu bigellerin esnek özelliklerinden dolayı kozmetik, ilaç ve biyomalzemeler gibi biyoaktif maddelerin dağıtımı için üstün özellik gösterdiği daha önceki çalışmalardan bilinmektedir.
Bu çalışmada, ibuprofen etken maddesinin salımı için kantaron yağı, çörekotu yağı ve sorbitan monopalmitat organojellerinden bigel geliştirmek amaçlanmıştır. Bigeller, organojel çözeltisi polimer olan aljinat ile karıştırılarak hazırlanmıştır. Çalışmada karakterizasyon için farklı teknikler kullanılmış olup bigellerin mikro yapısı floresan mikroskobu ile incelenmiştir. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) yöntemi ile bigellerin kimyasal yapısı incelenmiştir. Bigellerin termal analizini gerçekleştirmek için Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) analizi kullanılmıştır. Jel şişme derecesi ise biyomalzemenin bağırsak içinde şişmesini gözlemlemek için pH 7,2'de gerçekleştirilmiştir. Bigellerin biyouyumluluğunu test etmek için HaCaT hücreleri kullanılmıştır. Kontrollü ilaç uygulama formülasyonları olarak bigellerin etkinliği in vitro deneyler ile değerlendirilmiştir. Elde edilen bigeller doğal malzemelerden sentezlendiği için biyouyumlu olduğunu söyleyebiliriz. Kontrollü ilaç salım kinetiği için Korsmeyer-Peppas, Higuchi, Birinci derece ve Sıfırıncı derece kinetik modellemeleri kullanılmıştır.
Yapılan çalışmalar sonucunda, ibuprofen ilaç salımı çeşitli polimer türleri tarafından kontrol edilmekte ve ayrıca bigellerin kinetik modelleme içinde Korsmeyer-Peppas kinetik modellemeyle daha iyi uyumluluk gösterdiği tespit edilmiştir. Bu durumda yapılan bigellerin difüzyon yasasına bağlı olarak Fick difüzyon yasasına uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Ele alınan tüm analizlerin sonuçlarına bakıldığında bigellerin kontrollü ilaç salım sistemlerinde fiziksel ve mekanik özelliklerinin etkili olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
In the 21st century, there have been many studies on controlled release of drugs. However, in this study that we conducted, the importance of organogels and hydrogels, which have become increasingly important in recent years, was explored using a new material, bigels, in various derived derivatives. It is known from previous studies that due to the flexible properties of bigels formed by the combination of two different gels, they show excellent properties for the distribution of biologically active substances such as cosmetics, drugs and biomaterials.
The aim of this study was to develop a bigel of centaury oil, black seed oil and sorbitan monopalmitate organogel to release the active ingredient ibuprofen. Bigeller was prepared by mixing an organogel solution with polymeric alginate. The study used various methods for characterization, and the microstructure of bigels was studied using fluorescence microscopy. The chemical structure of bigels was studied by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Differential scanning calorimetry (DSC) analysis was used to perform thermal analysis of bigels. The degree of swelling of the gel was carried out at pH 7.2 to monitor the swelling of the biomaterial in the intestine. HaCaT cells were used to test the biocompatibility of bigels. The effectiveness of bigels as drugs for controlled drug delivery was evaluated in experiments in vitro. It can be said that the resulting bigels are biocompatible, since they are synthesized from natural materials. Korsmeyer-Peppas, Higuchi, first order and zero order kinetic models were used for controlled drug release kinetics.
As a result of research, drug release of ibuprofen is controlled by various types of polymers, and bigels have also been found to show better compatibility with Korsmeier-Peppas kinetic modeling in kinetic modeling. In this case, it was determined whether the resulting bigels correspond to the Fick diffusion law depending on the diffusion law. Taking into account the results of all discussed assays, it became clear that the physical and mechanical properties of bigels are effective in systems with controlled release of drugs.