Transdermal ilaç dağıtımı için antibiyotik yüklü GelMA mikro iğnelerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of antibiotic-loaded GelMA microneedles for transdermal drug delivery
Yazar: HÜSEYİN ERKUŞ
Danışman: DOÇ. DR. CEM BÜLENT ÜSTÜNDAĞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Hidrojeller = Hydrogels ; Mikroiğneleme = Microneedle ; Üç boyutlu baskı = 3D printing ; İlaç dağıtım sistemleri = Drug delivery systems

Özet:
Mikroiğne platformları, mikron dizileri sayesinde cilt üzerinde mikro kanallar oluşturarak transdermal ilaç dağıtımının etkinliğini arttıran önemli bir teknolojidir. Mikroiğnelerin (MN) üretiminde kullanılan geleneksel teknikler oldukça karmaşıktır ve MN'ler bu mikrofabrikasyon yöntemleri ile sınırlı geometrilerde üretilebilir. Bu çalışmada, transdermal ilaç verme sistemi olarak tasarlanan Amoksisilin (AMX) yüklü jelatin metakriloil MN'ler, dijital ışık işleme (DLP) tabanlı 3B baskı teknolojisi kullanılarak üretildi. DLP yaklaşımı sayesinde mikroiğneler çok kısa sürede ve geometrik sınırlamalar olmaksızın yüksek çözünürlükte elde edildi. 3B baskılı AMX yüklü GelMA MN'lerin morfolojik, mekanik ve şişme özellikleri incelendi. AMX yüklü GelMA mikroiğnelerinin ilaç salım profili in vitro olarak incelendi. Morfolojik analiz sonucunda MN'lerin düzenli bir yapıda ve keskin uçlu olarak üretildiği görülmüştür. Mekanik özellikler incelendiğinde, AMX yüklü GelMA MN'lerin mükemmel mekanik özelliklere sahip oldukları ve 0.1 N/iğne ile uyumlu oldukları sonucuna varılmıştır. Boş ve AMX yüklü GelMA MN'leri karşılaştıran şişme testi, boş mn'lerin şişme oranının (~% 475) AMX yüklü GelMA MN'lerden (~% 394) daha yüksek olduğunu gösterdi. AMX yüklü GelMA MN'ler, ilaç salım testinde inkübasyonun ilk 6 saatinde amoksisilinin % 80 patlama salımını gösterdi. Bu bulgular, 3B baskılı ilaç yüklü GelMA MN'lerin transdermal terapötik uygulama için yararlı bir platform olduğunu ve bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde kullanılabilecek bir cihaz olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Microneedles platforms are an important technology that increases the effectiveness of transdermal drug delivery by creating microchannels on the skin thanks to micron arrays. The traditional techniques used in the production of microneedles are quite complex, and MNs can be produced in limited geometries with these microfabrication methods. In this study, Amoxicillin-loaded gelatin methacryloyl MN's, designed as a tarnsdermal drug delivery system, were produced using digital light processing (DLP)-based 3D printing technology. Thanks to the DLP approach, microneedles were obtained with high resolution in a very short time and without geometric limitations. Morphological, mechanical and swelling properties of 3D printed AMX loaded GelMA MNs were examined. The drug release profile of GelMA microneedles loaded with AMX was examined in vitro. As a result of morphological analysis, it was seen that MNs were produced in a regular structure and with sharp tips. When the mechanical properties were examined, it was concluded that AMX loaded GelMA MN's have excellent mechanical properties and are compatible with 0.1 N/needle. The swelling test comparing blank and AMX loaded GelMA MN's showed that the swelling rate of blank MNs (~475%) is higher than AMX loaded GelMA MNs (~394%). AMX loaded GelMA MNs showed 80% explosion release of AMX in the first 6 hours of incubation at drug release test. These findings show that 3D-printed drug-loaded GelMA MNS are a useful platform for transdermal therapeutic application and may be a device that can be used for the treatment of bacterial infections.