Bir ilaç taşıyıcı sistemi olarak montmorillonit/manyetit nano-kompozit sentezi ve karakterizasyonu

Yüksek yüzey alanına sahip gözenekli nano-kompozitler sahip oldukları mükemmel özelliklerinden dolayı birçok alanda büyük ilgi görmektedir. Özellikle yapısında manyetit nano-partiküller (MNP) içeren bu ürünler, manyetik hedeflendirilme, yüksek termal ve kimyasal stabilite ve kontrollü salım yapabilme yeteneklerinden dolayı adsorban, katalizör ve kontrollü salım yapabilen taşıyıcı sistemi olarak birçok alanda (kimya, çevre, ilaç, kozmetik vb.) kullanılma potansiyeline sahiptir. Bu çalışmanın ilk aşamasında, Reşadiye/Tokat ve Kalecik/Ankara yöresinden temin edilen ve ağırlıklı olarak montmorillonit (Mt) içeren iki farklı kil cevheri sedimantasyon, santrifüj (falcon gravite separatörü: FGS) ve flotasyon gibi cevher zenginleştirme teknikleri kullanılarak saflaştırıldı. İkinci aşamada ise, tetraetilortosilikat (TEOS) ve setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) derişimlerinin bir fonksiyonu olarak mezo gözenekli montmorillonit/manyetit nano-kompozit (Mt-Man NK) üretimleri yapıldı. Mt-Man NK üretiminde başlangıç materyalleri olarak Mt kili (Reşadiye kili) ve kimyasal çöktürme yöntemiyle sentezlenen MNP kullanıldı. Silika kaynağı TEOS, Mt kili ve MNP yüzeylerini amorf silika ile kaplamak için ve katyonik yüzey aktif madde CTAB ise silika kaplı yüzeylerde gözenek oluşturmak için kullanıldı. Optimum şartlarda üretilen Mt-Man NK ürününün yüzeyi ayrıca aminopropiltrietoksisilan (APTES) ile modifiye edilerek ikinci bir nano-kompozit olan Mt-Man-N2 NK üretildi. Üçüncü ve son aşamada ise, bir kanser ilacı etken maddesi olan 5-Fluorourasil (5-Fu)'in üretilen nano-kompozitlere yüklenme (adsorpsiyon) performansı araştırıldı. Yükleme denemelerinde pH, temas süresi ve 5-Fu başlangıç derişiminin 5-Fu yükleme kapasitesine olan etkileri incelendi. 5-Fu yükleme çalışmaları tamamlandıktan sonra, yüklü nano-kompozitlerden 5-Fu salım (desorpsiyon) profilleri ve kinetikleri de ayrıca araştırıldı. İn vitro salım profilleri 37 oC ortam sıcaklığında üç tekrarlı olarak süreye karşı mide ortamı (pH 1.2 fosfat tamponu), barsak ortamı (pH 7.4 fosfat tamponu) ve manyetik alan etkisi olmak üzere üç farklı parametrede incelendi. Elde edilen sonuçlardan bazıları aşağıda verilmiştir. Tane boyutu >5 µm olan gang minerallerinin (feldispat, kalsit, klinoptilolit, opal, kuvars ve mika) hemen hemen tamamı sedimantasyon, flotasyon veya santrifüj (FGS) tekniklerinden herhangi biri kullanılarak tek aşamada ham cevherlerden uzaklaştırılarak saflaştırılmış kil örnekleri elde edildi. Her üç yöntemde de elde edilen zenginleştirme dereceleri hemen hemen aynı iken, zenginleştirme verimi bakımından en yüksek değerler (iki Mt kili için %68.75 ve %81.25) FGS ile elde edildi. Değişen CTAB ve TEOS derişimine bağlı olarak, Mt-Man NK ürünü gözenek boyutunda kısmi ve yüzey alanında ise ciddi derecede değişimler gözlendi. Optimum şartlarda (1.0 g Mt, 1.15 g MNP, 2.5 g CTAB, 4 mL TEOS) hazırlanan Mt-Man NK ürününün ortalama 300 nm tane boyutuna, 340.81 m2/g yüzey alanına, 8.24 nm ortalama gözenek çapına ve 18.74 emu/g mıknatıslanma doygunluğuna sahip olduğu tespit edildi. Maksimum 5-Fu yükleme kapasiteleri optimum şartlarda (24 saat temas süresi, 25 oC sıcaklık, 4000 mg/L 5-Fu başlangıç derişimi, pH: 10) Mt-Man NK için 59.44 mg/g ve Mt-Man-N2 NK için ise 48.38 mg/g olarak belirlendi. İn vitro salım profilleri her iki nano-kompozit formülasyonun da bütün ortam şartlarında yaklaşık 8 saat süren kontrollü salım sergilediğini, Korsmeyer-Peppas ve Hixson kinetikleri ile uyum içerisinde kaldığını gösterdi. Kümülatif 5-Fu salımlarının ise farklı ortam şartlarında %64-71 arasında değiştiği tespit edildi.