İNŞaat mühendiSLİĞİ anabiLİm dali

9. KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

  
ÖZBAŞ Zehra

Danışman : Prof. Dr. Gülten GÜRDAĞ

Anabilim Dalı : Kimya Mühendisliği

Programı : Kimyasal Teknolojiler

Mezuniyet Yılı : 2014

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gülten GÜRDAĞ

Prof. Dr. Oğuz OKAY

Prof. Dr. Hasine KAŞGÖZ

Prof. Dr. M. Ali GÜRKAYNAK

Prof. Dr. Ayfer SARAÇ

Uyarıya Duyarlı Biyopolimer Jellerin Sentezi, Karakterizasyonu ve İlaç Salımında Kullanımlarının İncelenmesi
Bu çalışmada, kitosan (CS) doğal polimeri ile farklı oranlardaki akrilamid (AAm) ve N-hidroksimetil akrilamid (HMA) monomerleri kullanılarak CS:AAm, CS:AAm:HMA ve CS:HMA yarı-IPN hidrojelleri hazırlanmıştır. Polimerizasyon reaksiyonları, toplam monomer başlangıç konsantrasyonu sabit tutularak (0.5 M), kitosanın %2 (v/v)’lik asetik asitteki %1 ve 2 (w/v)’lik çözeltisinde, başlatıcı olarak monomer/monomerlerin molce %1’i oranında amonyum persülfat (APS), hızlandırıcı olarak APS miktarına eşit ağırlıkta N,N,N’,N’-tetrametiletilendiamin (TEMED) kullanılarak 40^oC’da 24 saat sürede gerçekleştirilmiştir. Sadece AAm monomerinin kullanıldığı jellerde çapraz bağlayıcı olarak monomer miktarının molce %1’i oranında N,N’-metilenbisakrilamid (NMBA) kullanılmıştır. Karşılaştırma amacıyla CS içermeyen AAm ve HMA homopolimerleri ile AAm-HMA kopolimerleri de hazırlanmıştır. Hazırlanan diğer bir grup polimer de CS’ın glutaraldehit (GA) ile çapraz bağlanması ile elde edilen CS jelleri (CS:GA)’dir. İlaç yüklü hidrojeller, model ilaç 5-fluorouracil (5-FU)’in polimerizasyon öncesinde besleme karışımına ilave edilmesiyle elde edilmiştir.
İlaç yüklenmiş ve yüklenmemiş jellerin FTIR, XRD ve DSC/TGA analizleri yapılarak yapısal ve termal özellikleri karşılaştırılmıştır. CS içeren veya içermeyen ilaç yüklü jellerin, 37^oC’de destile su ve farklı pH değerlerine (pH=2.1 ve 7.4) sahip tampon çözeltilerdeki şişme kinetiği ve bu jellerin 5-FU ilacının salımında kullanılabilirliği incelenmiştir. Bunun yanı sıra, jellerin basma elastik modülü değerleri belirlenmiştir.
Karakterizasyon çalışmaları sonucunda 5-FU ilacının yarı-IPN jellerde homojen olarak dağıldığı tespit edilmiştir. CS:AAm, CS:AAm:HMA ve CS:HMA yarı-IPN hidrojellerinin, asidik ortamdaki (pH=2.1) şişme denge değerleri pH=7.4’tekine göre CS’daki amino gruplarının protonasyonu nedeniyle daha yüksek bulunmuştur. Jelde yüksek hidrofilliğe sahip AAm miktarının artmasıyla şişme denge değerinin arttığı tespit edilmiştir. Jellere su diffüzyonunun non-Fickian davranışla uyumlu olduğu belirlenmiştir. İlaç yükleme miktarının artan AAm ve CS miktarı ile artış gösterdiği gözlenmiştir. Jeldeki HMA miktarının artmasıyla N-metilol gruplarından kaynaklanan çapraz bağlanma, çapraz bağ yoğunluğunda artışa neden olmakta ve bu durum jelde ilaç ile etkileşim yapacak fonksiyonel grup miktarının da azalmasına yol açmaktadır. Bu nedenle, jelde HMA içeriğinin artışı ilaç yükleme kapasitesi ve dolayısıyla ilacın % salım miktarının da azalmasına neden olmuştur. Çapraz bağlanma yoğunluğu düşük olan CS:AAm jellerinde ilaç salımı oldukça hızlı ve fazla olmaktadır. Jellerin basma elastik modülleri HMA içeriğinin artması ile ek çapraz bağlanma nedeniyle artmıştır. Jellerin CS içeriğinin artmasının da elastik modül değerlerinde artışa neden olduğu görülmüştür.