Süperoksit dismutaz içeren kitozan ve poli(D,L-Laktid-Ko-Glikolid) (PLGA) mikrokürelerin geliştirilmesi

SÜPEROKSİT DİSMUTAZ İÇEREN KİTOZAN VE POLİ(D,L-LAKTİD-KO-GLİKOLİD) (PLGA) MİKROKÜRELERİN GELİŞTİRİLMESİAdı ve Soyadı: Özge EMİROĞLUDanışmanın Adı: Prof. Dr. Jülide AKBUĞAKabul Tarihi: 14.03.2005Program: Yüksek LisansAnabilim Dalı: Farmasötik Biyoteknoloji Antioksidan bir enzim olan SOD organizmayı serbest süperoksit radikallerinin zararlı etkisine karşı koruyucu özelliğe sahiptir. Ancak enzimin kullanımını sınırlayan en önemli faktör plazma yarı ömrünün çok kısa olması (t50: 6 dak) ve dolaşımdan çok hızlı elimine olmasıdır. Bu problemi gidermede en önemli yaklaşım, SOD'un biyolojik yarı ömrünü uzatmak için uygun ilaç taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesidir. Bu tez kapsamında SOD'un değişik polimer esaslı mikrokürelerinin geliştirilmesine, farklı farmasötik parameterlerin değerlendirilmesine ve uygun optimal formülasyonun oluşturulmasına çalışılmıştır. Taşıyıcı olarak doğal bir polimer olan kitozan ve sentetik polimerler PLA ve PLGA kullanılmıştır. Kitozanın asidik çözeltisiyle hazırlanan mikrokürelerin SOD enkapsülasyon etkinliği %35'tir. Düşük enkapsüllemenin, asit pH'da pozitif yük kazanan SOD'un tutulma güçlüğünden kaynaklandığından hareketle kitozanın katyonik gruplarının zayıflatılması veya maskelenmesi için değişik yöntemler denenmiştir. Kitozan çözeltisinin pH'sı değiştirilerek enkapsülasyon etkinliğinde artış gözlenmiştir. Enkapsülasyon etkinliği %81-88'e ulaşmıştır. Proteinin yapısal ve fonksiyonel stabilitesini korumak için nötr özellikte PEG ilavesinden sonra enkapsülasyon tekniği denenmiştir. Bu yöntemle pH'yı değiştirmeksizin PEG'in sterik stabilizasyon özelliğinin SOD tutulma etkinliğini %35'den %92'ye kadar arttırdığı düşünülmektedir. Kitozan mikrokürelerinin partikül boyutu 1.40-1.94 µm arasında değişmektedir. PLGA ve PLA polimerleri ile %89, %74 enkapsülasyon etkinliği sağlanmıştır. PLGA mikrokürelerinin partikül boyutu 1.91 µm iken, PLA mikrokürelerinin partikül boyutu 2.1-2.8 µm arasındadır. İlacın mikrokürelerden salınımı (kitozan, PLGA ve PLA) sırasıyla 18 ve 23 günde tamamlanmıştır. SOD'un kitozandan salınımı 2 fazlı, PLGA ve PLA mikrokürelerinden salınımı 3 fazlı bir profil göstermiştir.Çalışmada özellikle kitozanda optimizasyona ilişkin olumlu sonuçlar alınmıştır. SOD için kitozan, PLGA ve PLA uygun taşıyıcılar olarak ileriye yönelik bir potansiyel oluşturmaktadırlar. DEVELOPMENT OF SUPEROXIDE DISMUTASE ENCAPSULATED CHITOSAN AND POLY(LACTIC-CO-GLYCOLIDE) (PLGA) MICROSPHERESSuperoxide dismutase (SOD) is an antioxidant enzyme which protects organism againsts the destructive efffect of free superoxide radicals. Therapeutic usage of SOD is limited by short plasma half-life and fast elimination from the blood circulation. Approach to overcome this problem must be use of appropriate drug delivery systems for elongation of SOD's biological half life. In this thesis, we studied for the development of different polymer based microspheres for SOD encapsulation, the evaluation of different pharmaceutical parameters and developing the optimum formulation with SOD. Natural polymer chitosan and synthetic polymers PLA and PLGA were used as carriers. Encapsulation efficiency of SOD in the microspheres prepared with the acidic chitosan solution is 35%. Low encapsulation efficiency may be the cause of positive charged SOD in acidic pH. For decreasing or masking the cationic groups of chitosan, different methods were evaluated. By changing the pH of chitosan solution, encapsulation efficiency was increased to %81-88. After nötral PEG addition for protecting the structural and functional stability of protein, encapsulation technique was applied. By this method, without changing pH, it is thought that steric stabilization property of PEG increased the SOD encapsulation efficiency from 35% to 92%. Chitosan microsphere sizes are between 1.40-1.94µm. 89% and 74% encapsulation efficiencies were obtained with PLGA and PLA polymers. While PLGA microsphere size is 1.91 µm, PLA microsphere size is between 2.1-2.8 µm. The drug release from microspheres (chitosan, PLGA and PLA), completed at 18 and 23 days respectively. The release of SOD from chitosan microspheres indicated bi-phasic pattern, but tri-phasic profile was obtained with PLGA and PLA microspheres.In this research, optimum chitosan microsphere formulation was obtained. Chitosan, PLGA and PLA may be the potential carriers for SOD