Investigation of aerogel based systems for drug delivery

Son yıllarda nanoyapılı aerojeller ilaç taşıyıcı sistemi olarak oldukça ümit verici görülmektedir. Bu çalışmada, hem organik hem inorganik aerojeller ilaç taşıyıcı sistemleri olarak incelenmiştir. Ayrıca iki farklı aerojelden oluşan, katmanlı bir aerojel sistemi geliştirilmiştir. Katmanlı sistem inorganik silika aerojelin organik bir alginate aerojel ile kaplanmasıyla oluşturulmuştur. Nanoyapılı aerojelleri ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanabilmek için değişik ilaç yükleme yöntemleri kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları ilacın sentez aşamasında, jelleşmeden önce ya da süperkritik depozisyon tekniği ile aerojele yüklenmesi olarak sıralanabilir. Ancak birçok ilacın süperkritik CO2'te çözünürlüğünün çok düşük olması ya da aerojeli yapmak için kullanılan diğer malzemelerle reaksiyona girebilecek olması bu yöntemlerin dezavantajları olarak belirtilmektedir. Alternatif bir yöntem, ilacın jelleşmeden sonra sisteme difüzyon ile yüklenmesidir. Bu şekilde ilaç yüklenmiş bir sistem süperkritik koşullarda kurutulduğu zaman, scCO2 hem jelin içindeki sıvıyı çıkarmakta hem de antisolvent olarak hareket ederek ilacın sistemin içinde çökmesini sağlamaktadır. Bu yöntem aynı zamanda GAS yöntemi olarak bilinen metotla örtüşmektedir. Ancak bu sistemde çökelme gözeneklerin içinde gerçekleşmektedir. Bu çalışmada bu teknik kullanılarak silica ve alginate aerojellerin içine parasetamol yüklenmiştir. Çalışmada kullanılan silica aerogellerin yoğunluğu 0.13 ve 0.15 g/cm3 arasında değişirken alginate aerojellerin yoğunluğu 0.055 ve 0.062 g/cm3 arasında bulunmuştur. Parasetamol ile hazırlanmış çözeltinin başlangıç derişimi 0.25M ve 0.8M arasında değiştirilmiştir. Yüklenen ilaç miktarını ve ilacın sistem içindeki dağılımını etkileyen faktörler incelenmiştir. IR spektroskopi sonuçları ilacın sistemin içine kadar yayıldığını, XRD sonuçları ise ilacın kristal yapıda olduğunu göstermiştir. Ayrıca yükleme miktarının başlangıç derişimini ve aerojelin gözenek hacmini değiştirerek kontrol edilebildiği gösterilmiştir. Bu yöntemle silika aerojeller için % 40, alginate aerojeller için % 75 oranında yükleme yapılabilmiştir. Bu yöntemin bir başka avantajı kurutma ve ilaç yükleme aşamalarını tek yönteme indirgeyerek zaman ve deney harcamalarını azaltabilmesidir. İlacın sisteme yüklenmesi ayrıca matematiksel olarak modellenmiş ve deneysel sonuçların model sonuçlarıyla örtüştüğü gözlemlenmiştir. İlaç yüklenmiş olan aerojeller ayrıca salım deneylerinde kullanılmıştır. Deney sonuçlarına göre ilaç yüklenmiş silika ve alginate aerojellerin çabuk etkili ilaç taşıyıcı sistemi olarak, katmanlı aerojelin ise kontrollü ilaç salım sistemi olarak kullanılabileceği öngörülmüştür. Salım kinetiği de ayrıca matematiksel olarak modellenmiştir. Modelde ilacın sisteme yayılmasının yanında, dissolüsyonu ve sistemin zaman içinde genleşmesi de kullanılmıştır. Bunun sonucunda elde edilen verilerin deneysel sonuçlarla örtüştüğü görülmüştür.