Aljinat esaslı biyokompozit kürelerin üretimi ve kontrollü ilaç salımında kullanılabilirliklerinin araştırılması
Production of alginate based beads and investigation of their use in controlled drug release
Yazar: CENAN ÖZTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLSÜM AYDIN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Kaolin = Kaolin ; Kompozit küreler = Composite spheres ; Kontrollü ilaç salımı = Controlled drug release ; Sodyum aljinat = Sodyum alginate ; İbuprofen = Ibuprofen

Özet:
İnsan vücudunun koruma, önleme sistemleri ve iyileşme özellikleri olsa bile çoğu zaman hastalıklar karşısında savunmasızdır. İlaçlar en büyük biyolojik destekleyiciler olarak kullanılmakta ve büyük çoğunluğu klasik dozaj formları ile uygulanmaktadır. Vücuda klasik yöntemlerle verilen ilaçların içerdiği etken maddeler hızla ve aşırı dozlarda kan plazmasına geçerek canlı üzerinde toksik etkilere sebep olabilmektedir. Birçok alandaki bilimsel gelişmelerin hızla artmasıyla farmakoloji gibi tıbbi bilimlerde kontrollü ilaç salım sistemleri konusu yoğun bir ilgi odağı haline gelmiştir. Kontrollü salım sistemlerinin içeriğinde genel olarak bir ilaç taşıyıcı faz ve etken maddeyi içeren ilaç fazı bulunmaktadır. Birçok farklı yöntemle, formülasyonlarla ve fiziksel formlarda üretilebilen kontrollü salım sistemlerinin amacı sürekli tedavi edici düzeydeki ilacın kan plazmasına ve hedef dokulara salımını uzun süreler boyunca gerçekleştirmektir. Bu doğrultuda canlı üzerinde meydana gelebilecek toksik etkiler ve istenmeyen komplikasyonların önüne geçmek dolayısıyla da kullanılan ilacın verimini en üst seviyeye çıkarmaktır. Gerçekleştirilen çalışmada bitkisel kaynaklı, doğal, biyouyumlu ve biyobozunur olan aljinat polimeri ile yüksek şişme kapasitesi ve yüksek fiziksel dayanıklılığı bulunan kaolin kili kullanılarak iyonik jelasyon yöntemi uygulanarak farklı formülasyonlar ile analjezik bir ilaç olan ibuprofen taşıyıcı küresel sistemler üretilmiştir. Farklı konsantrasyonlarda aljinat, kaolin, ibuprofen ve CaCl2 kullanılarak farklı pH'larda üretimler gerçekleştirilmiştir. Her formülasyon için enkapsülasyon oranları hesaplanarak optimum parametreler ile maksimum enkapsülasyon verimine sahip formülasyon pH4'lük solüsyon ortamı, %3 aljinat konsantrasyonu, %1 kaolin konsantrasyonu, %0,3 ibuprofen konsantrasyonu, 1,5 saatlik homojenizasyon süresi ve %2,5 CaCl2 konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Gerçekleştirilen salım çalışmaları sonucunda mideyi taklit eden pH 1,4'lük ortamda oldukça yavaş şekilde salım gerçekleşirken, bağırsak ortamını taklit eden pH 7,6'lık ortamda zaman ile doğru orantılı olarak ilaç salımı gerçekleşmiştir. İlaç taşıyıcı fazın, tamamen doğal kaynaklı olması sayesinde hedef canlılar üzerindeki olumsuz etkilerinin önüne geçilmesi, gerçekleştirilen ilaç salınımı sonrasında metabolik aktivitelerle monomerlerine ayrılması beklenmektedir. Üretilen sistemin verimliliği ve kullanılan biyolojik kökenli malzemeler sayesinde gerçekleştirilen çalışmanın literatür için özgün nitelikte olduğu düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Biyokompozit küre, ibuprofen, kaolin, kontrollü ilaç salımı, sodyum aljinat

Abstract:
Even if the human body has protection, prevention systems and healing properties, it is often vulnerable to diseases. Drugs are used as the largest biological supplements and the majority are administered with conventional dosage forms. The active substances contained in the drugs administered to the body by conventional methods can quickly and in excessive doses pass into the blood plasma and cause toxic effects on the living thing. With the rapid increase in scientific developments in many fields, the subject of controlled drug release systems has become a focus of intense interest in medical sciences such as pharmacology. Controlled release systems generally contain a drug carrier phase and a drug phase containing the active substance. The aim of controlled release systems, which can be produced in many different methods, formulations and physical forms, is to release the therapeutic level drug into the blood plasma and target tissues over long periods of time. In this direction, it is to prevent toxic effects and unwanted complications that may occur on the living thing, and therefore to maximize the efficiency of the drug used. In the study carried out, ibuprofen carrier spherical systems, an analgesic drug, were produced with different formulations by applying the ionic gelation method using a herbal, natural, biocompatible and biodegradable alginate polymer and kaolin clay with high swelling capacity and high physical durability. Production was carried out at different pHs by using different concentrations of alginate, kaolin, ibuprofen and CaCl2. By calculating encapsulation rates for each formulation, the formulation with optimum parameters and maximum encapsulation efficiency is pH4 solution medium, 3% alginate concentration, 1% kaolin concentration, 0.3% ibuprofen concentration, 1.5 hour homogenization time and 2.5% CaCl2 concentration. has been determined. As a result of the release studies carried out, while the release occurred very slowly in the pH 1.4 environment imitating the stomach, the drug was released in direct proportion to the time in the pH 7.6 environment mimicking the intestinal environment. Thanks to the fact that the drug carrier phase is completely natural, it is expected to prevent its negative effects on target organisms and to separate into its monomers by metabolic activities after the drug release. It is thought that the study, which was carried out thanks to the efficiency of the produced system and the biological origin materials used, is unique for the literature.

Keywords: Biocomposite sphere, controlled drug delivery, ibuprofen, kaolin clay, sodium alginate