Mikrosistemlerde Aljinat ve Kitosan Mikropartikül Üretimi ve Karakterizasyonu

Son yıllarda araştırmalar tedavi süreçlerinin daha etkili olması için yeni ilaç geliştirme ve geliştirilen ilaçların etkili bir şekilde hedef bölgeye iletilmesi stratejileri üzerine yoğunlaşmıştır. Bu stratejiler ilacın biyoyararlanımını iyileştirmeyi ve sitotoksik etkilerini azaltarak hastanın konforunu arttırmayı hedeflemektedir. Çalışmaların önemli bir kısmı ilaç veya gen taşıyıcı sistemlerini kapsamaktadır. İlaçların kontrollü salınımını sağlayan biyopolimerlerin geliştirilmesinden hedef bölgenin tanınmasını sağlayan protein ya da antikorların keşfedilmesine kadar birçok çalışma bu kapsamda yer almaktadır. Dolayısıyla aktif bileşenlerin mikropartiküller şeklinde enkapsülasyon çalışmaları, ilaç endüstrisi için, düşük çözünürlüğe sahip ilaçların dağılım hızını iyileştirmek ve biyoyararlanımlarını arttırmak açısından önemli bir yer teşkil etmektedir. Biyoyararlanımı arttırmaya yönelik geleneksel yöntemlerden bağımsız olarak, çok farklı partikül ve nanopartikül işleme yöntemleri geliştirilmektedir. Çok miktarda su içeren hidrofilik polimerik ağ yapısına sahip hidrojeller, ilaç moleküllerinin salımında yaygın olarak kullanılan biyomalzemelerdir. Polimerik ağ yapısı kovalent ve iyonik bağlar ya da fiziksel bağları bulunduran çapraz bağlanma ile elde edilir. Polimerik mikro/nanopartiküllerin biyoaktif ajanların vücut içindeki düşük emilim ve biyoyararlanımlarını arttırabileceği düşünülmektedir. Mikroteknoloji ve mikroakışkanlarda meydana gelen ilerlemeler ilaç keşfi, biyoloji, tanı ve doku mühendisliği gibi birçok alanda derin etkilere yol açmıştır. Bu sistemler karmaşık ilaç taşıyıcılarının istenen boyutta ve ilaç içeriğine sahip bir şekilde üretilebilmesini mümkün kılmış ve salım profillerinin daha kesin bir şekilde tahmin edilmesini kolaylaştırmıştır. Bu çalışma kapsamında ilaç moleküllerin terapötik aktivitelerini arttırmak için mikro/nanopartiküller şeklinde enkapsülasyonu için bir yöntem geliştirilmektir. Bu doğrultuda aljinat ve kitosan doğal polimerler kullanılarak, 3B yazıcı yardımıyla mikrofabriaksyonu yapılan farklı geometrilere sahip mikroakışkan aygıtlarında mikro/nano ölçekli partiküller sentezi ve bu partiküllerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sentez basamağında mikropartiküllerin istenen boyutta elde edilebilmesi için mikroakışkan aygıtlarının kanal genişlikleri ve kanallarda fazların akış hızları ve polimer konsantrasyonları optimize edilmiştir. Yapılan denemler sonunda en düşük boyuta sahip mikropartiküller %0.25 kitosan ve %0.25 TPP'nin akış hızı oranı 1:20 olduğu koşullarda (yaklaşık 400 nm) elde edilmiştir. Bu koşullardaki mikropartiküllere yükleme için Ampisilin model biyoaktif molekül olarak kullanılmış ve hem gram pozitif hem de gram negatif bakteriler temsilen farklı bakteriler üzerindeki aktiviteleri test edilmiştir. Biyoaktivite testleri antibiyotik yüklü mikropartiküllerin her iki grup bakteriye karşı yüksek inhibisyon aktivitesi gösterdiğini belirlemiştir. Bu sonuçlar polimerik mikro/nanopartiküllerin ilaçların enkapsülasyonunda başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.Bu çalışma Gümüşhane Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'nce desteklenmiştir. Proje No: 19.F5119.0101 Anahtar Kelimeler: Aljinat, Biyopolimer, Emkapsülasyon, Hidrojel, İlaç, Kitosan, Mikroakışkan, Mikropartikül