Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller

AYHAN, HAKAN; AYHAN, Fatma

Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller

Hakan AYHAN, (Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Kimya Bölümü, Biyokimya ve Biyomalzemeler Araştırma Laboratuvarı, Muğla)

Fatma AYHAN (Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Kimya Bölümü, Biyokimya ve Biyomalzemeler Araştırma Laboratuvarı, Muğla)

Türk Biyokimya Dergisi

7 1

Yıl: 2014 Cilt: 39 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 403 - 415 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller

Öz:

Amaç: Sunulan araştırma kapsamında; PEG bazlı hidrojellerin sentezi, elde edilen hidrojellerin karakterizasyonu ve bu hidrojellerin kontrollü ilaç salım sistemlerinde kullanımlarının incelenmesi amaçlanmıştır.Metod: Farklı özelliklere sahip PEG bazlı hidrojellerin fotopolimerizasyon yöntemi ile fotobaşlatıcı kullanılarak serbest-radikal fotopolimerizasyonuyla sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada yüksek biyouyumluluğu nedeniyle poli(etilenglikol) diakrilat (PEGDA) makromeri; çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EGDMA), fotobaşlatıcı olarak ise 2,2-dimetoksi-2-fenilasetofenon (DMPA) kullanılmıştır. Makromer oranı ağırlıkça %30, 50 ve 100; çapraz bağlayıcı oranı ağırlıkça %0.25, 1.0, 3.0; fotobaşlatıcı oranı ağırlıkça %0.1, 0.5 ve 1 değerlerinde değiştirilerek bileşen miktarlarının hidrojellere etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda hidrojellerin dinamik şişme davranışları, ve ilaç salım için uygunluğu denenmiştir. Karakterizasyon kapsamında ATR-FTIR spekturumları alınmıştır. Ağırlığı ve yüklenen ilaç miktarları bilinen kuru polimer disklerin, iyon şiddeti ayarlanmış pH 7.4-1.2 tampon çözeltilerinde ve 37°C'de sabit, 100 rpm çalkalama hızında ilaç salım deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise sentezlenen ilaç yüklü hidrojellerin ilaç aktiviteleri Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa bakteri kültürlerinin kullanıldığı ortamda test edilmiştir.Bulgular: Makromerin artmasıyla hidrojel şişme derecesinin azaldığı tespit edilmiştir. ATR-FTIR Spektrumlarında PEG-DA hidrojelleri için karakteristik sayılabilecek O-H gerilme, C-H gerilme, C=O gerilme ve C-O gerilme titreşim bantları görülmüştür. pH 1.2'de gözlenen ilaç salım hızlarının her iki tip hidrojel için de pH 7,4'e göre oldukça hızlı olduğu gözlenmiştir. Hidrojellerdeki transport mekanizması ise yaygın alarak kullanılan yarı-ampirik bir eşitlikle belirlenmiştir. İlaç yüklü hidrojellerin seçilen bakterilerin üremesini engellediği görülmüştür.Sonuç: Sunulan bu çalışmada sentezlenen tüm hidrojeller kontrollü ilaç salımı için uygun bulunmuştur.

Anahtar Kelime:

Konular: Biyokimya ve Moleküler Biyoloji

[Photocrosslinked poly(ethylen glycol) hydrogels for controlled drug delivery]

Öz:

Objective: In the work presented, synthesis of PEG based hydrogels, characterization of synthesized hydrogels and usage of these hydrogels in controlled drug release systems were studied.Methods: Synthesis of PEG based hydrogels having different properties was done by free radical photopolymerization by using a photoinitiator . In this stage because of their biocompatibility, poly ethylene glycol Diacrylate (PEG-DA) as macromer; ethylene glycol dimetacrylate (EGDMA) as cross-linker and 2,2 dimetoxy-2 phenylacetophenon (DMPA) as photoinitiator were used. The macromer amounts of 30, 50 and 100%, cross-linker ratio of 0.25, 1.0 and 3% and photoinitiator ratio of 0.1, 0.5 and 1% by weight were selected. In this scope, dynamic swelling behaviour of hydrogels and their suitability for controlled drug release were tested. The surface characterization of the hydrogels was performed by Attenuated Total Reflectance-Fourier Transfer Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) spectrums. The drug release experiments of dry polymer disks with known weight and known loaded drug amount were performed in pH 7.4 and 1.2 buffer solutions with set ionic strengths, in shaking incubator at 37°C constant temperature with a shaking speed of 100 rpm. In the last part of the work, drug activities of synthesized drug-loaded hydrogels were tested in Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa bacteria cultures.Results: A decrease in swelling degree of hydrogel was observed with an increase in macromer ratio. In the ATR-FTIR spectrums, O-H tension, C-H tension, C=O tension, C-O tension vibration bands which can be said to be a characteristic of PEG-DA hydrogels were observed. The rate of drug release in pH 1.2 was observed to be much faster than pH 7.4 for both types of hydrogels. The transport mechanism in hydrogels was determined by a widely used semi-empirical formula. It was observed that selected drug-loaded hydrogels were effective on inhibition of the reproduction of both bacteria.Conclusion: In the work presented, all of the hydrogels synthesized were found compatible for the controlled drug delivery.

Anahtar Kelime:

Konular: Biyokimya ve Moleküler Biyoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Hoffman AS. Hydrogels for biomedical applications. Adv Drug Deliv Rev 2002; 54(1):3-12.
[2] Brazel CS, Peppas NA. Modeling of drug release from swellable polymers. Eur J Pharm Biopharm 2000; 49(1):47-58.
[3] Guoxin Tan, Yingjun Wang, Jun Li, Shujiang Zhang. Synthesis and Characterization of Injectable Photocrosslinking Poly (ethylene glycol). Diacrylate based Hydrogels Polymer Bulletin 2008; 61:91-8.
[4] Brannon-Peppas, L. Polymers in controlled drug delivery. Medical Plastics and Biomaterials, 1997 November, 34.
[5] Çapan Y. Sürekli salım sağlayan tabletlerin özellikleri ve değerlendirilmesi. FABAD Farm Bil Der 1993; 18:27-39.
[6] Mahkam M, Allahverdipoor M. Controlled release of biomolecules from pH-sensitive network polymers prepared by radiation polymerization. J Drug Target 2004; 12(3):151-6.
[7] Naraharisetti PK, Lew MD, Fu YC, Lee DJ, Wang CH. Gentamicin-loaded discs and microspheres and their modifications: characterization and in vitro release. J Control Release 2005; 102(2):345-59.
[8] Peppas NA, Shahar A, Ward JH. Kinetics of "living" radical polymerizations of multifuctional monomers. Polymer 2002; 43:1745-52.
[9] Ward JH, Peppas NA. Preparation of controlled release systems by free-radical UV polymerizations in the presence of a drug. J Control Release 2001; 71(2):183-92.
[10] Bryant SJ, Anseth KS. The effects of scaffold thickness on tissue engineered cartilage in photocrosslinked poly(ethylene oxide) hydrogels. Biomaterials 2001; 22(6):619-26.
[11] Mellott MB, Searcy K, Pishko MV. Release of protein from highly cross-linked hydrogels of poly(ethylene glycol) diacrylate fabricated by UV polymerization. Biomaterials 2001; 22(9):929-41.
[12] Lu S, Anseth KS. Photopolymerization of multilaminated poly(HEMA) hydrogels for controlled release. J Control Release 1999; 57(3):291-300.
[13] Arsu N. Radicalic photoinitiators in UV-curing. Journal of Engineering and Natural Sciences 2006; 1-20.
[14] Nguyen KT, West JL. Photopolymerizable hydrogels for tissue engineering applications. Biomaterials 2002; 23(22):4307-14.
[15] Lee JL, Li L. Photopolymerization of HEMA/DEGDMA hydrogels in solution. Polymers 2005; 46:11540-7.
[16] Arslan A. Akrilatların Fotopolimerizasyonu ile Hidrojellerin Üretimi ve Kontrollu İlaç Salım Sistemleri Olarak Kullanımları. Yüksek Mühendislik Tezi, Hacettepe Üniv., Fen Bil. Enst., Ankara. 2006.
[17] Topal İU. Poli(vinil eter) bazlı ampifilik hidrojellerin sentezi ve kontrollü ilaç salım uygulamaları. Yüksek Mühendislik Tezi, Hacettepe Üniv., Fen Bil. Enst., Ankara. 2001.
[18] Singh S, Bajpai SK. Analysis of swelling behavior of poly(methacrylamide-co-methacrylic acid) hydrogels and effect of synthesis conditions on water uptake. Reactive & Functional Polymers 2006; 66:431-40.
[19] Onuki Y, Hoshi M, Okabe H, Fujikawa M, Morishita M, et al. Formulation optimization of photocrosslinked polyacrylic acid modified with 2-hydroxyethyl methacrylate hydrogel as an adhesive for a dermatological patch. J Control Release 2005; 108(2-3):331-40.
[20] Jean-Pierre F. Photoinitiation, photopolymerization, and photocuring: fundamentals and applications. Hanser Gardner, Newyork. 1995.
[21] Gürsoy A, Dortunç B, Pişkin E, Peppas NA. Kontrollü İlaç Serbestleştiren Sistemler, Marmara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayınları No:469/5, İstanbul. 1989.
[22] Changez M, Burugapalli K, Koul V, Choudhary V. The effect of composition of poly(acrylic acid)-gelatin hydrogel on gentamicin sulphate release: in vitro. Biomaterials 2003; 24(4):527-36.
[23] Basan H, Gümüşderelíoğlu M, Orbey T. Diclofenac sodium releasing pH-sensitive monolithic devices. Int J Pharm 2002; 245(1- 2):191-8.
[24] Gupta P, Vermani K, Garg S. Hydrogels: from controlled release to pH-responsive drug delivery. Drug Discov Today 2002; 7(10):569- 79.
[25] Gümüşderelioğlu M, İmren D, Basan H. pH'ya duyarlı hidrojeller ve kontrollü ilaç salım sistemlerindeki uygulamaları. FABAD Farm. Bil. Der., 2001; 26:81-92.
[26] He H, Cao X, Lee LJ. Design of a novel hydrogel-based intelligent system for controlled drug release. J Control Release 2004; 95(3):391-402.
[27] Scott RA, Peppas NA. Highly crosslinked, PEG-containing copolymers for sustained solute delivery. Biomaterials 1999; 20(15):1371-80.
[28] Ratner BD, Hoffman AS, Schoen FJ, Lemons JE. Biomaterials Science - An Introductıon to Materials in Medicine, Academic Press, (1996).

APA	AYHAN H, AYHAN F (2014). Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. , 403 - 415.
Chicago	AYHAN HAKAN,AYHAN Fatma Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. (2014): 403 - 415.
MLA	AYHAN HAKAN,AYHAN Fatma Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. , 2014, ss.403 - 415.
AMA	AYHAN H,AYHAN F Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. . 2014; 403 - 415.
Vancouver	AYHAN H,AYHAN F Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. . 2014; 403 - 415.
IEEE	AYHAN H,AYHAN F "Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller." , ss.403 - 415, 2014.
ISNAD	AYHAN, HAKAN - AYHAN, Fatma. "Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller". (2014), 403-415.

APA	AYHAN H, AYHAN F (2014). Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. Türk Biyokimya Dergisi, 39(4), 403 - 415.
Chicago	AYHAN HAKAN,AYHAN Fatma Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. Türk Biyokimya Dergisi 39, no.4 (2014): 403 - 415.
MLA	AYHAN HAKAN,AYHAN Fatma Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. Türk Biyokimya Dergisi, vol.39, no.4, 2014, ss.403 - 415.
AMA	AYHAN H,AYHAN F Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. Türk Biyokimya Dergisi. 2014; 39(4): 403 - 415.
Vancouver	AYHAN H,AYHAN F Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller. Türk Biyokimya Dergisi. 2014; 39(4): 403 - 415.
IEEE	AYHAN H,AYHAN F "Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller." Türk Biyokimya Dergisi, 39, ss.403 - 415, 2014.
ISNAD	AYHAN, HAKAN - AYHAN, Fatma. "Kontrollu ilaç salımı için fotoçapraz bağlı poli(etilen glikol) hidrojeller". Türk Biyokimya Dergisi 39/4 (2014), 403-415.