Sıcaklık ve ph duyarlı sodyum aljinat-aşı-poli(n-izopropilakrilamid) ve sodyum aljinat/hidroksipropil selüloz blend membranlardan indometasin geçişi

Abstract

Çalışmanın birinci bölümünde, sodyum aljinata (NaAlg), N-izopropilakrilamid (NIPAAm) monomeri aşılandı. NaAlg-aşı-PNIPAAm kopolimerler mikrodalga fırında seryum amonyum nitrat (CAN), azobisizobütüronitril (AIBN) ve hızlandırıcı olarak N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin (TEMED) kullanılarak sentezlendi. NaAlg-aşı-PNIPAAm'nin aşı verimine tepkime süresi, farklı başlatıcı ve hızlandırıcının etkisi incelendi. En yüksek aşı verimi NaAlg-aşı-PNIPAAm3 kopolimerinde % 48,18 olarak bulundu. Kopolimer membran yapıları element analizi, ATR-FTIR, TGA, DSC, SEM ve AFM yöntemleri ile karakterize edildi. Çalışmanın ikinci bölümünde, sodyum aljinat ve hidroksipropil selülozün (HPC) farklı oranlarda blend membranları glutaraldehit ile çapraz bağlanarak hazırlandı. Blend oranları NaAlg/HPC=1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1 olarak belirlendi. NaAlg/HPC blend yapıları ATR-FTIR, TGA, DSC, SEM ve AFM yöntemleri ile karakterize edildi. NaAlg-aşı-PNIPAAm kopolimer ve NaAlg/HPC blend membranları indometasin geçişinde kullanıldı. SEM ve AFM görüntüleri aşı membran yüzeyinin pürüzlü, blend membran yüzeyinin ise gözenekli bir yapıya sahip olduğunu gösterdi. Transdermal ilaç geçiş çalışmaları için indometasinin NaAlg, NaAlg-aşı-PNIPAAm ve NaAlg/HPC membranlardan geçişi incelendi. İn vitro indometasin geçiş çalışmaları, 25, 32, 37 ve 39 ºC'de 24 saat süreyle pH 2,1, pH 5,5 ve pH 7,4 ortamlarında gerçekleştirildi. Membranlardan ilaç geçişine aşı yüzdesinin, membran kalınlığının, ilaç miktarının, gluteraldehit derişim ve çapraz bağlanma süresi, pH ve sıcaklığın etkileri araştırıldı ve ilaç geçişinin bu parametreler ile değiştiği gözlendi. NaAlg-aşı-PNIPAAm3 membranlarda en yüksek ilaç geçişi % 28,27 olarak bulunurken, 1/1 blend oranındaki NaAlg/HPC blend membranlarda en yüksek ilaç geçiş yüzdesi % 54,41 olarak elde edildi. İlaç geçiş sonuçları membranların şişme davranışları ile uyumlu bulundu. İlaç geçişinin sıcaklıkla değişimini Arrhenius Eşitliği ile incelendi ve NaAlg, NaAlg-aşı-PNIPAAm1 ve NaAlg-aşı-PNIPAAm3 membranları için geçiş aktivasyon enerjileri sırasıyla 81,61, 71,32 ve 70,32 kJ/mol olarak hesaplandı. Ayrıca, NaAlg/HPC=1/1, 3/1 ve 5/1 blend membranları için geçiş aktivasyon enerjileri sırasıyla 28,26, 41,09 ve 55,01 kJ/mol olarak bulundu.

In the first part of the study, N-isopropylacrylamide (NIPAAm) monomer was grafted on to the sodium alginate. NaAlg-g-PNIPAAm copolymers were synthesized using cerium ammonium nitrate (CAN), azobisisobutyronitril (AIBN) and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamin (TEMED) as accelerator in the microwave oven. The effect of reaction time, different initiator and accelerator on the graft efficiency of NaAlg-g-PNIPAAm was investigated. The highest graft efficiency was found to be 48.18 % at NaAlg-g-PNIPPAAm3 copolymer. The structures of the copolymer membranes were characterized by element analysis, ATR-FTIR, TGA, DSC, SEM and AFM methods. In the second part of the study, sodium alginate and hydroxypropyl cellulose (HPC) blend membranes at different ratios were prepared via crosslinking with glutaraldehyde. Blend ratios were determined as NaAlg/HPC =1/1, 2/1, 3/1, 4/1, 5/1. The structures of the NaAlg/HPC blend were characterized by ATR-FTIR, TGA, DSC, SEM and AFM methods. The NaAlg-g-PNIPAAm copolymer and NaAlg/HPC blend membranes were used for permeation of indomethacin. The SEM and AFM images showed that the surface of the graft membrane has rough structure whereas that of the NaAlg/HPC membrane has porous structure. For the transdermal delivery study, indomethacin permeation through the NaAlg, NaAlg-g-PNIPAAm and Nalg/HPC membranes was investigated. In vitro drug permeation through the NaAlg-g-PNIPAAm and Nalg/HPC membranes was carried out in pH 2.1, 5.5, and 7.4 mediums at 25, 32, 37 and 39ºC for 24 hours. Effects of grafting percentage, membrane thickness, amount of drug, glutaraldehyde concentration and cross-linking time, pH and temperature on the permeability of drug through the membranes were investigated and it was observed that the permeability of drug changes with these parameters. The highest drug permeation thorough the NaAlg-g-PNIPAAm3 membrane was found to be 28.27% while that of thorough the Nalg/HPC membrane with 1/1 blend ratio was obtained to be 54.41%. The permeation results of drug were found to be consistent with the swelling behavior of the membranes. Change in drug permeation with temperature was studied by Arrhenius Equation and permeation activation energies for NaAlg, NaAlg-g-PNIPAAm1 and NaAlg-g-PNIPAAm3 membranes were calculated as 81.61, 71.32 and 70.32 kJ/mol respectively. Moreover, permeation activation energies for NaAlg/HPC membranes with 1/1, 3/1 and 5/1 blend ratios werefound to be 28.26, 41.09 and 55.01 kJ/mol, respectively.